पवन ऊर्जा ही पृथ्वीवरील सर्वात व्यवहार्य स्वच्छ ऊर्जा स्त्रोतांपैकी एक बनली आहे. अनेक वर्षांपासून, आपली बहुतेक वीज कोळसा, तेल आणि इतर जीवाश्म इंधनांपासून आली आहे. तथापि, या स्त्रोतांपासून ऊर्जा निर्माण केल्याने आपल्या पर्यावरणाचे गंभीर नुकसान होते आणि हवा, जमीन आणि पाणी प्रदूषित होते. या ओळखीने अनेकांना उपाय म्हणून हरित ऊर्जेकडे वळायला लावले आहे. म्हणून, अक्षय ऊर्जा अनेक कारणांसाठी खूप महत्वाची आहे, यासह:
- सकारात्मक पर्यावरणीय प्रभाव
-नोकरी आणि इतर आर्थिक लाभ
- सार्वजनिक आरोग्य सुधारले
- एक विशाल आणि अक्षय ऊर्जा पुरवठा
- अधिक विश्वासार्ह आणि लवचिक ऊर्जा प्रणाली
1831 मध्ये, मायकेल फॅराडे यांनी पहिले इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक जनरेटर तयार केले. त्याने शोधून काढले की जेव्हा चुंबकीय क्षेत्राद्वारे कंडक्टरमध्ये विद्युत प्रवाह तयार केला जाऊ शकतो. सुमारे 200 वर्षांनंतर, चुंबक आणि चुंबकीय क्षेत्र आधुनिक विद्युत उर्जा निर्मितीमध्ये अविभाज्य भूमिका बजावत आहेत. 21 व्या शतकातील समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी अभियंते नवीन डिझाईन्ससह फॅराडेच्या आविष्कारांवर तयार करत आहेत.
यंत्रसामग्रीचा अत्यंत गुंतागुंतीचा भाग म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या, नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्रात पवन टर्बाइनची लोकप्रियता वाढत आहे. याव्यतिरिक्त, टर्बाइनचा प्रत्येक भाग पवन ऊर्जा कशी कार्य करते आणि कॅप्चर करते यात महत्त्वाची भूमिका बजावते. सर्वात सोप्या स्वरूपात, पवन टर्बाइन कसे कार्य करतात:
- जोरदार वारा ब्लेड फिरवतो
- पंख्याचे ब्लेड मध्यभागी असलेल्या मुख्य वाहिनीला जोडलेले असतात
- त्या शाफ्टला जोडलेला जनरेटर त्या गतीचे विजेमध्ये रूपांतर करतो
जगातील सर्वात मोठ्या पवन टर्बाइनमध्ये कायम चुंबक महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. दुर्मिळ पृथ्वी चुंबक, जसे की शक्तिशाली निओडीमियम-लोह-बोरॉन चुंबक, खर्च कमी करण्यासाठी, विश्वासार्हता सुधारण्यासाठी आणि महाग आणि चालू देखभालीची आवश्यकता कमी करण्यासाठी काही विंड-टर्बाइन डिझाइनमध्ये वापरले गेले आहेत. याव्यतिरिक्त, अलीकडील वर्षांमध्ये नवीन, नाविन्यपूर्ण तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे अभियंत्यांना पवन टर्बाइनमध्ये स्थायी चुंबक जनरेटर (PMG) प्रणाली वापरण्यास प्रेरित केले आहे. त्यामुळे, यामुळे कायम चुंबक प्रणाली अधिक किफायतशीर, विश्वासार्ह आणि कमी देखरेखी असल्याचे सिद्ध करून गिअरबॉक्सेसची गरज नाहीशी झाली आहे. चुंबकीय क्षेत्र उत्सर्जित करण्यासाठी विजेची गरज नसून, मोठे निओडीमियम चुंबक स्वतःचे उत्पादन करण्यासाठी वापरले जातात. शिवाय, यामुळे ऊर्जा निर्मितीसाठी आवश्यक वाऱ्याचा वेग कमी होत असताना, मागील जनरेटरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या भागांची गरज नाहीशी झाली आहे.
कायम चुंबक सिंक्रोनस जनरेटर हा पवन-टर्बाइन जनरेटरचा पर्यायी प्रकार आहे. इंडक्शन जनरेटरच्या विपरीत, हे जनरेटर इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सऐवजी मजबूत दुर्मिळ-पृथ्वी चुंबकांचे चुंबकीय क्षेत्र वापरतात. चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यासाठी त्यांना स्लिप रिंग किंवा बाह्य उर्जा स्त्रोताची आवश्यकता नसते. ते कमी वेगाने ऑपरेट केले जाऊ शकतात, जे त्यांना टर्बाइन शाफ्टद्वारे थेट चालविण्यास अनुमती देते आणि म्हणून, गिअरबॉक्सची आवश्यकता नसते. यामुळे विंड-टर्बाइन नेसेलचे वजन कमी होते आणि कमी खर्चात टॉवर्स तयार करता येतात. गिअरबॉक्स काढून टाकल्याने विश्वासार्हता सुधारते, देखभाल खर्च कमी होतो आणि कार्यक्षमता सुधारते. मॅग्नेटची क्षमता डिझाइनरना पवन टर्बाइनमधून यांत्रिक गिअरबॉक्सेस काढण्याची परवानगी देते, आधुनिक पवन टर्बाइनमधील ऑपरेशनल आणि आर्थिक समस्या सोडवण्यासाठी चुंबकांचा वापर अभिनव पद्धतीने कसा केला जाऊ शकतो याचे उदाहरण आहे.
पवन टर्बाइन उद्योग तीन मुख्य कारणांसाठी दुर्मिळ पृथ्वी चुंबकांना प्राधान्य देतो:
- कायमस्वरूपी चुंबक जनरेटरला चुंबकीय क्षेत्र सुरू करण्यासाठी बाह्य उर्जा स्त्रोताची आवश्यकता नसते
-स्व-उत्तेजनाचा अर्थ असा आहे की इतर कार्यांसाठी बॅटरी किंवा कॅपेसिटरची बँक लहान असू शकते
-डिझाइनमुळे विजेचे नुकसान कमी होते
याव्यतिरिक्त, उच्च-ऊर्जा घनता कायमस्वरूपी चुंबक जनरेटर ऑफर केल्यामुळे, कॉपर विंडिंगशी संबंधित काही वजन दूषित इन्सुलेशन आणि शॉर्टिंगच्या समस्यांसह काढून टाकले जातात.
आज युटिलिटी क्षेत्रात पवन ऊर्जा हा सर्वात वेगाने वाढणाऱ्या ऊर्जेचा स्रोत आहे.
पवन ऊर्जेचा स्वच्छ, सुरक्षित, अधिक कार्यक्षम आणि आर्थिकदृष्ट्या व्यवहार्य स्रोत तयार करण्यासाठी पवन टर्बाइनमध्ये चुंबक वापरण्याचे प्रचंड फायदे आपल्या ग्रहावर, लोकसंख्येवर आणि आपण ज्या पद्धतीने जगतो आणि कार्य करतो त्यावर खूप सकारात्मक परिणाम होतो.
वारा हा एक स्वच्छ आणि नूतनीकरण करण्यायोग्य इंधन स्त्रोत आहे ज्याचा वापर विद्युत उर्जेच्या उत्पादनात केला जाऊ शकतो. हवामान बदलाचा वेग कमी करण्यासाठी राज्ये आणि देशांना अक्षय पोर्टफोलिओ मानके आणि उत्सर्जन लक्ष्यांची पूर्तता करण्यात मदत करण्यासाठी पवन टर्बाइनचा वापर इतर अक्षय ऊर्जा स्त्रोतांच्या संयोगाने केला जाऊ शकतो. पवन टर्बाइन कार्बन डाय ऑक्साईड किंवा इतर हानिकारक हरितगृह वायू उत्सर्जित करत नाहीत, ज्यामुळे जीवाश्म इंधन-आधारित स्त्रोतांपेक्षा पवन-चालित ऊर्जा पर्यावरणासाठी चांगली बनते.
हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी करण्याव्यतिरिक्त, पवन ऊर्जा पारंपारिक उर्जा निर्मिती स्त्रोतांपेक्षा अतिरिक्त फायदे प्रदान करते. अणुऊर्जा, कोळसा आणि नैसर्गिक वायू ऊर्जा प्रकल्प विद्युत उर्जेच्या उत्पादनात आश्चर्यकारकपणे मोठ्या प्रमाणात पाण्याचा वापर करतात. या प्रकारच्या पॉवर प्लांटमध्ये, पाण्याचा वापर वाफ तयार करण्यासाठी, उत्सर्जन नियंत्रित करण्यासाठी किंवा थंड होण्यासाठी केला जातो. यातील बरेचसे पाणी शेवटी वातावरणात संक्षेपणाच्या स्वरूपात सोडले जाते. याउलट, पवन टर्बाइनला वीज निर्मितीसाठी पाण्याची आवश्यकता नसते. त्यामुळे पाण्याची उपलब्धता मर्यादित असलेल्या रखरखीत प्रदेशात विंड फार्म्सचे मूल्य झपाट्याने वाढते.
पवन ऊर्जेचा कदाचित एक स्पष्ट परंतु महत्त्वपूर्ण फायदा म्हणजे इंधन स्त्रोत मूलत: विनामूल्य आणि स्थानिक पातळीवर उपलब्ध आहे. याउलट, जीवाश्म इंधनाची इंधनाची किंमत ही पॉवर प्लांटसाठी सर्वात मोठ्या ऑपरेटिंग खर्चांपैकी एक असू शकते आणि परदेशी पुरवठादारांकडून मिळवणे आवश्यक असू शकते जे व्यत्यय आणणाऱ्या पुरवठा साखळींवर अवलंबित्व निर्माण करू शकतात आणि भू-राजकीय संघर्षांमुळे प्रभावित होऊ शकतात. याचा अर्थ पवन ऊर्जा देशांना अधिक ऊर्जा स्वतंत्र होण्यास मदत करू शकते आणि जीवाश्म इंधनाच्या किंमतीतील चढ-उतारांचा धोका कमी करू शकते.
कोळसा किंवा नैसर्गिक वायू यांसारख्या मर्यादित इंधन स्रोतांच्या विपरीत, वारा हा एक शाश्वत ऊर्जा स्रोत आहे ज्याला उर्जा निर्माण करण्यासाठी जीवाश्म इंधनाची आवश्यकता नसते. वातावरणातील तापमान आणि दाबातील फरकांमुळे वारा तयार होतो आणि सूर्य पृथ्वीच्या पृष्ठभागाला तापवतो याचा परिणाम आहे. इंधनाचा स्रोत म्हणून, वारा अमर्याद ऊर्जेचा पुरवठा करतो आणि जोपर्यंत सूर्य चमकत राहील तोपर्यंत वारा वाहत राहील.
