கடல் அலையடிப்புகளில் தொடர்ந்தெழும் ஆற்றல் மூலம் மின்சக்தி ஆக்கும் பொறியியல் நுணுக்கம் விருத்தி அடைகிறது

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

++++++++++++++++++++

சூரிய மின்சக்தி சேமிக்க,
நூறு மெகாவாட் பேராற்றல் உடைய
ஓரரும் பெரும் மின்கலம்
தாரணியில் உருவாகி விட்டது
வாணிபப் படைப்புச் சாதனமாய் !
பசுமைப் புரட்சிச் சாதனையாய்
சூழ்வெளித் தூய புது எரிசக்தி ! 
மீள்சுழற்சிக் கனல்சக்தி !
பரிதிக் கனலும், கடல் அலையடிப்பும்
பிரபஞ்சக் கொடை வளமாய்
தரணிக்கு வற்றாத அளவில் 
வாரி வாரி அளிக்கும் மின்சக்தி !                                                            கடல் நீரைக் குடி நீராக்கின்
குடிநீருக்கும் பஞ்ச மில்லை !                                          வானூர்திக்குப் பயன்படப் போகுது !
பரிதி சக்தியால் பறக்கும் !
எரி வாயு இல்லாமல் பறக்கும் !
பகலிலும் இரவிலும் பறக்கும் !
பசுமைப் புரட்சியில் உதித்தது !
பாதுகாப்பாய் இயங்குவது !
நாற்பது குதிரைச் சக்தி ஆற்றலில் 
நான்கு காற்றாடி உந்துது !
பனிரெண் டாயிரம் சூரியச் செல்கள்
பரிதிச் சக்தி அளிக்கும் !
ஒற்றை விமானி ஓட்டுவது !
ஒருநாள் பறந்த ஊர்தி
இருபது நாட்கள் தொடர்ந்து பறந்து
அட்லாண்டிக் கடலைக் கடந்து,
அகில உலகினைச் சுற்றி இறங்கியது !
நூறாண்டுக்கு முன் பறந்த
ரைட் சகோதரர் முதல் ஊர்தி போல்
வரலாற்று முதன்மை பெறுவது !

+++++++++++++++++++++++

See the source image

சூழ்வெளித் தூய பசுமைப் புரட்சி மீள்சுழற்சி எரிசக்தி வளங்கள்

சூரியனின் கதிர்க்கனலும், கடலின் அலை ஆற்றலும் உள்ளவரை உலக மானிடருக்கு எரிசக்தி தேவைக்கும், குடிநீர் உற்பத்திச் செழுமைக்கும் பஞ்சம் ஏற்படாது.  பெருமளவில் கதிர்ச்சக்தியில் மின்சாரம் எடுத்துச் சேமிப்பதிலும், கடல்நீரில் உப்பு நீக்கிக் குடிநீர் ஆக்குவதிலும் சவாலான தேவைகள் உள்ளன.  முதற்கண் அவற்றுக்கு பொறியியல் நுணுக்கமும், மலிவான, மின்சார /  யந்திர சாதனங்களும் தேவை.  சாதனங்களை விற்கும்  வணிக பூர்வமான தொழிற் துறை அமைப்புகள் தேவை.  சூரியக் கதிர்க் கனல் மின்சக்திச் சாதனங்கள்  இப்போது கிடைக்கின்றன.  ஆனால் மலிவாகக் கடல் அலை அடிப்புகள் ஆற்றல் மூலம், மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் தொழில் நுணுக்கம் மேலை நாடுகளில் துவக்கம் ஆனது போல், முப்புறம் கடல் சூழ்ந்த இந்தியாவில் இதுவரை ஆரம்பமாக வில்லை.  கடற்கரை ஊர்களில் மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யவும், உப்பு நீக்கி  குடிநீர் தயாரிக்கவும், இப்போது நம் கைவசம் திறமை இருந்தும், பயன்படாமல் காத்திருப்பது கடல் அலை அடிப்புகள்.

++++++++++++++++++++++
+++++++++++++++++++
See the source image
உலக நாடுகளில் உள்ள கடல் அலை அடிப்பு ஆற்றல் நிலையங்கள்.
கடல் அலை அடிப்பு ஆற்றல் பண்ணைகள் [Wave Forms]  விரல் விட்டு எண்ணும் வகையில் 2018 இல் இருப்பவை : நான்கு. பிரிட்டன், போர்ச்சுகள், ஆஸ்திரேலியா, அமெரிக்கா.  முதன் முதலில் 2000 ஆண்டு தேசீய மின்வட இணைப்பில் [National Power Grid] மின்சாரம் அனுப்பியது பிரிட்டன்.  2007 பிப்ரவரியில் 3 மெகாவாட் சிற்றளவு கடல் அலை அடிப்பு நிலையம் 4 மில்லியன் பவுண்ட் [5.2 மில்லியன் டாலர் ] செலவில் ஸ்காட்லாண்டில்  அனுமதி பெற்றது.  பிறகு கார்ன்வாலில் [இங்கிலாந்து] 20 மெகாவாட் நிலையம் நிறுவகமானது.  பிறகு அது 40 மெகாவாட் ஆற்றல் பெருகும் நிலை பெற்றது.
See the source image
போர்ச்சுகள் நாட்டில் 2008 இல் 2.25 மெகாவாட் கடல் அலை ஆற்றல் நிலையம் இயங்கத் துவங்கியது.  ஆஸ்திரேலியாவில் 19 மெகாவாட் கடல் அலை ஆற்றல் நிலையம் AU$ 66.5 மில்லியன் செலவில் 2015 ஆண்டுகளில்  இயங்க ஆரம்பித்தது.  அமெரிக்கா வில் முதன் முதலில் 45 டன் கடல் அலை ஆற்றல் மாற்றி நிறுவகம் [45 ton Wave Energy Converter] ஆனது.
2016 அறிக்கைப்படி, அமரிக்க நாட்டின் இருபுறக் கடல் அலை அடிப்பு ஆற்றல் அளவு எதிர்பார்ப்பு, ஆண்டுக்கு  2640 டெராவாட் ஹவர்ஸ்  [terawatt-hours].  [one terawatt = 10^ 12 watts =[1000 gegawatts].  அதாவது 1 terawatt-hour மின்சார ஆற்றல் 93,000 அமெரிக்க வீடு களுக்கு ஓராண்டு பரிமாறும்.
கடல் அலை ஆற்றல் உற்பத்தி செய்வது எளிதாகத் தெரிந்தாலும்  அவற்றை அமைப்பதிலும் சிக்கல்கள், இடர்ப்பாடுகள் உள்ளன,  கடல் அலை அடிப்புகள், கடல் அலை உயர்ச்சிகள் [Waves & Tides] சூரிய – சந்திர நகர்ச்சிக்கு ஏற்ப அனுதினம் மாறுபவை.  உப்புக் கடல் நீர் தீவிரமாய் உலோகங்களில் துரு ஏற்றுவது.  பருவ நிலை மாறுபாட்டில், ஆண்டு தோறும் சூறாவளி, பெருமழை, சுனாமி, ஹர்ரிக்கேன் தாக்கிப் பேரிடர்  விளைவிப்பவை.
Click to Enlarge

World’s Largest Lithium Ion Battery Banks

மிகப்பெரும் 100 மெகாவாட் மின்கலச் சேமிப்பணி [Battery Bank] தயாரிப்பாகி வருகிறது.

2017 ஜூலை 7 ஆம் தேதி வாணிப முறைபாட்டில் டெஸ்லா தொழிற்துறை அதிபர் இலான் மஸ்க் [Elon Musk’s Tesla] என்பவர், “100 நாட்களுக்குள் 100 மெகாவாட் திறனுள்ள லிதியம் – அயான் மின்கலன் ஒன்றை உற்பத்தி செய்வதாய்ச் சவால் விட்டுத், தென் ஆஸ்திரேலியாவின் கனல்சக்தி பற்றாக் குறையை நிவர்த்தி செய்யப் பணிமேற் கொண்டார்.  2016 இல் பேய்புயல் அடித்து ஆஸ்திரேலியாவில் மின்வடக் கோபுரங்களை வளைத்து, முழு மின்சார இருட்டடிப்பு நேர்ந்த பிறகு, பில்லியனர் இலான் மஸ்க், 2017 மார்ச்சில் மாபெரும்  மின்கலன் ஒன்றைத் தயாரித்து நிறுவுவதாக வாக்குறுதி அறிக்கை விடுத்தார்.  2016 டிசம்பரில் இயங்கிய மாபெரும் மின்கலன் ஒன்றைத் தயாரித்த அமெரிக்க டெஸ்லா தொழிற்துறை அதிபர் இலான் மஸ்க், தற்போது  100 மெகாவாட் ஆற்றல் கொண்டமிகப்பெரும் மின்கலத்தை 100 நாட்களில் தென் ஆஸ்திரேலியாவில் நிறுவிக் காட்டுவதாக உறுதி கூறினார்.  அடுத்து 1000 மெகாவாட் பூத ஆற்றல் கொண்ட மின்சேமிப்பி வாணிபச் சந்தையில் பல்வேறு உற்பத்தியாகி விலை மலிவாய்க் கிடைக்கும் என்று நாம் உறுதியாய்ச் சொல்லலாம்.

Image result for Lithium Ion Research

Image result for Solar Power Fuel Cell

இப்பெரும் லிதியம்-அயான் மின்கலன் சேமிப்பணி [Battery Bank] 30,000 இல்லங்களுக்கு மின்சாரம் அனுப்பும் ஆற்றல் உடையது. அந்த மின்கலன் சேமிப்பணி தென் ஆஸ்திரேலியாவில் உள்ள ஜேம்ஸ் டவுனில் நிறுவப்படும்.  அது அடிலைடு நகருக்கு வடக்கே 230 கி.மீ. [143 மைல்] தூரத்தில் உள்ளது.  மீள்சுழற்சி  கனல்சக்தி விட்டுவிட்டு தரும் சூரியக்கதிர், காற்றாலைச் சாதனங்கள் இயங்கும் போது சேமிக்கக் கூடிய மின்கலன் சேமிப்பணிகள் இவை.  2008 ஆண்டு முதல் பிரான்சின் நியான் [Neoen] தொழிற்துறை தற்போது 300,000 இல்லங்களுக்கு மின்சாரம் அளிக்க முடியும்.  நிலக்கரியைப் பேரளவு பயன்படுத்தி சூழ்வெளியை மாசுபடுத்தும் ஆஸ்திரேலியா, மீள்புதிப்பு கனல்சக்தியைப் பயன்படுத்தி, மின்னியல் சேமிப்பணியில் சேமித்து, மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யும்.  மேலும் இப்போது பேரளவில் பெருகிவரும் மின்சார கார் வாகனங்கள் இயக்கும் மின்கலன் மீள் ஊட்டத்துக்கும் [Recharging Station] பயன்படும்.

Image result for Lithium Ion Technology

Image result for Solar Power Fuel Cell

மின்கலன் சேமிப்பணிகளுக்கு ஏற்ற ஆற்றல் தரும் லிதிய-அயான் தொழிற்துறை இப்போது விருத்தியாகி வருகிறது. மின்சார வாகனங்களை இயக்கவும் லிதியம்-அயான் மின்சேமிப்பி செம்மையாகி வருகிறது.  2016 ஆண்டில் 2 மில்லியன் மின்னுந்து கார்கள் [Electric Cars] உற்பத்தியாகி உள்ளன.  அந்த வேகத்தில் 2020 ஆண்டில் 9 -20 மில்லியன் மின்சார வாகனங்கள் பெருகிடும் என்று கணிக்கப் படுகிறது.  2025 ஆண்டில் அந்த வாகன எண்ணிக்கை பூதகரமாய் 40 -70 மில்லியனாய்  ஏறிவிடும்  என்று ஊகிக்கப் படுகிறது.

Image result for Lithium Ion Technology

Image result for Solar Power Fuel Cell

மின்சேமிப்பிகளின் நேர்மின், எதிர்மின் முனைகளுக்குப் [Cathodes & Anodes] பயன்படும் உலோகத் தனிமங்கள் சோடியம் -அயான், ஈயம்-அமிலம், சோடியம்-கந்தகம், நிக்கல்-காட்மியம், அலுமினியம்-அயான், லிதியம்-அயான் [Sodium-Ion, Lead-Acid, Sodium-Sulpher, Ni-Cd, Al-Ion, Li-Ion] போன்றவையாகும்.  எல்லாவற்றிலும் சோடியம்-அயான் பயன்படும் மின்சேமிப்பி மலிவானது; ஆனால் தொல்லை கொடுப்பது.  லிதியம் – அயான் மின்சேமிப்பி விலை மிக்கது. ஆனால் சோடியம்-அயான் மின்சேமிப்பியை விட  20% கனல்சக்தி  திரட்சி [Energy Density] மிக்கது. கனல்சக்தி திரட்சி அல்லது மின்னியல் சேமிக்கும் தகுதி [Energy Density OR Energy Stroge Capacity] மின்சேமிப்பி ஆயுள் நீடிப்புக் காலத்தைக் குறிக்கும். சூரியக்கதிர் சக்தி மின்சாரம் நேரோட்டம் [Direct Current] உள்ளது. நேரோட்ட மின்சாரத்தில் இயங்கும் சாதனங்கள் மிகக் குறைவு.  நேரோட்டத்தைத் திசைமாற்றி மூலம் [Inverter] அனுப்பி மாறோட்டமாக [Alternating Curent] மாற்றினால்தான் தற்போதைய மின்சார சாதனங்களை இயக்க முடியும்.  2015 ஆண்டில் நிலைப்பு மின்சேமிப்பி வாணிப நிதிப்பாடு [Stationary Storage Market] சுமார் 1.0 பில்லியன் டாலர் என்று கணித்துள்ளார். 2023 ஆண்டில் அது 13.5 பில்லியன் டாலராகப் பெருகும் என்று ஊகிக்கப் படுகிறது.

Image result for large size 100 mw battery

Image result for Solar Power Fuel Cell

மின்சார மின்வடப் பின்னலில் மின்சக்தி நிலைய உற்பத்திகளும், மின்சக்தி மின்கல சேமிப்பிகளும் இடையிடையே இணைந்து இருப்பது எதிர்கால இந்தியாவுக்கு தேவையான அமைப்பாகும். நிலக்கரி, நீரழுத்தம், எரிவாயு, ஆயில், அணுசக்தி கனல்சக்தி நிலையங்கள் தொடர்ந்து மாறோட்ட மின்சாரம் [Alternating Current] அனுப்புகின்றன.  சூரியக்கதிர், காற்றாலை, கடலலை மின்சார நிலையங்கள் வேறுபட்டு, விட்டுவிட்டு, சில சமயம் ஓய்ந்துபோய் அனுப்பும் மின்சார நேரோட்டத்தை, மாறோட்ட மின்சாரமுடன் இணைக்க முடியாது.  மீள்சுழற்சி கனல்சக்தியை அனுப்பும் மின்வடத்துடன் அவசியம் மின்கல சேமிப்பிகளும், நேரோட்ட மாற்றிகளும் இடையிடையே சேர்க்கப் பட்டு மாறோட்ட மின்வட இணைப்புகளோடு இயங்க வேண்டும்.

Image result for Solar Power Fuel Cell

Solar+Storage in India: SECI publishes tender for 100 MW Grid connected solar PV projects along with large scale battery energy storage system at Kadapa Solar Park, Andhra Pradesh

Solar+Storage in India: SECI publishes tender for 100 MW Grid connected solar PV projects along with large scale battery energy storage system at Kadapa Solar Park, Andhra Pradesh

++++++++++++++++++

Image result for Lithium Ion Research

  1.  https://www.bing.com/videos/search?q=Electric+power+from+ocean+waves&&FORM=VDVVXX

2.  https://www.boem.gov/Renewable-Energy-Program/Renewable-Energy-Guide/Ocean-Wave-Energy.aspx

3.  https://www.machinedesign.com/archive/electricity-ocean-waves

4. https://gineersnow.com/industries/marine/tidal-energy-using-ocean-waves-new-source-electric-power

4. http://www.solardaily.com/reports/Modelling_a_future_fuelled_by_sustainable_energy_999.html  [October 31, 2018]

5.  http://www.terradaily.com/reports/New_technologies_in_the_ocean_energy_sector_999.html  [October 31, 2018]

6.  https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_power  [October 19, 2018]

7.  https://scitechdaily.com/floating-power-buoy-creates-electricity-from-ocean-waves/  [November 2, 2018]

+++++++++++++++

S. Jayabarathan [jayabarathans@gmail.com]  [November 3, 2018]  [R-2]

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s