भारत में पवन ऊर्जा और पवन ऊर्जा संयंत्र (Wind Energy in India & Wind Power Plants)

पवन ऊर्जा (Wind Energy)

• पवन ऊर्जा वायुमंडलीय वायु की गति से जुड़ी गतिज ऊर्जा है। पवन टरबाइन हवा की ऊर्जा को यांत्रिक शक्ति में परिवर्तित करते हैं, और फिर इसे बिजली उत्पन्न करने के लिए विद्युत शक्ति में परिवर्तित करते हैं।
• पवन ऊर्जा भारत में नवीकरणीय ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण स्रोत है । कई सबसे बड़े परिचालन तटवर्ती पवन फार्म संयुक्त राज्य अमेरिका, भारत और चीन में स्थित हैं।
• पाँच राष्ट्र – जर्मनी, अमेरिका, डेनमार्क, स्पेन और भारत – दुनिया की स्थापित पवन ऊर्जा क्षमता का 80% हिस्सा हैं।
• यह काम किस प्रकार करता है
  • पवन ऊर्जा रूपांतरण उपकरणों जैसे पवन टरबाइन का उपयोग पवन ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। पवन टरबाइन मूल रूप से केंद्रीय अक्ष से निकलने वाले कुछ पाल, वेन या ब्लेड से बने होते हैं। जब हवा ब्लेड या वेन्स के विरुद्ध चलती है, तो वे धुरी के चारों ओर घूमते हैं। इस घूर्णी गति का उपयोग कुछ उपयोगी कार्य करने के लिए किया जाता है। पवन टरबाइन को विद्युत जनरेटर से जोड़कर पवन ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।
  • ऊष्मा इंजन की तुलना में यह काफी कुशल है ।

पवन फार्म/पार्क (Wind Farm/Park)

• पवन फार्म या पवन पार्क, जिसे पवन ऊर्जा स्टेशन या पवन ऊर्जा संयंत्र भी कहा जाता है, एक ही स्थान पर पवन टर्बाइनों का एक समूह है जिसका उपयोग बिजली उत्पादन के लिए किया जाता है। पवन फार्मों का आकार छोटी संख्या में टर्बाइनों से लेकर कई सौ पवन टर्बाइनों तक होता है जो एक व्यापक क्षेत्र को कवर करते हैं।

पवन फार्म/पार्क के प्रकार (Types of Wind Farm/Parks)

• तटवर्ती – पवन टरबाइन बिजली उत्पन्न करने के लिए चलती हवा की ऊर्जा का उपयोग करते हैं। तटवर्ती पवन का तात्पर्य भूमि पर स्थित टर्बाइनों से है।
• अपतटीय – अपतटीय टर्बाइन समुद्र या मीठे पानी में स्थित होते हैं।
  • एक  निश्चित-नींव वाली टरबाइन उथले पानी में बनाई जाती है,  जबकि  एक तैरती हुई पवन टरबाइन गहरे पानी में बनाई जाती है,  जहां इसकी नींव समुद्र तल में टिकी होती है। तैरते पवन फार्म अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में हैं।
  • अपतटीय पवन फार्म  तट से  कम से कम 200 समुद्री मील और  समुद्र में 50 फीट गहरे होने चाहिए।
  • अपतटीय पवन टरबाइन बिजली का उत्पादन करते हैं जो   समुद्र तल में दबी केबलों के माध्यम से तट पर वापस आ जाती है।

अपतटीय पवन के लाभ:

• पवन चक्कियाँ बनाई जा सकती हैं जो अपने तटवर्ती समकक्षों की तुलना में बड़ी और ऊँची हों, जिससे अधिक ऊर्जा संग्रह हो सके।
• वे समुद्र से बहुत दूर होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे पड़ोसी देशों में बहुत कम घुसपैठ करते हैं, जिससे प्रति वर्ग मील बड़े फार्म बनाने की अनुमति मिलती है।
• आमतौर पर समुद्र में, हवा की गति/बल बहुत अधिक होती है जिससे एक समय में अधिक ऊर्जा उत्पन्न होती है।
• वहाँ पहाड़ियाँ या इमारतें जैसे कोई भौतिक प्रतिबंध नहीं हैं जो हवा के प्रवाह को अवरुद्ध कर सकें।

अपतटीय पवन के नुकसान:

• अपतटीय पवन फार्म का सबसे बड़ा नुकसान लागत है। अपतटीय पवन फार्मों का निर्माण और रखरखाव महंगा हो सकता है और उनके स्थानों तक पहुंचना कठिन होने के कारण, तूफान या तूफ़ान के दौरान बहुत तेज़ गति वाली हवाओं से उन्हें नुकसान होने की आशंका होती है, जिसकी मरम्मत करना महंगा होता है।
• समुद्री जीवन और पक्षियों पर अपतटीय पवन फार्मों के प्रभाव को अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं जा सका है।
• अपतटीय पवन फार्म जो समुद्र तट के करीब (आमतौर पर 26 मील के भीतर) बनाए जाते हैं, निवासियों के बीच अलोकप्रिय हो सकते हैं क्योंकि यह संपत्ति के मूल्यों और पर्यटन को प्रभावित कर सकते हैं।

तटवर्ती पवन के लाभ:

• तटवर्ती पवन फार्मों की लागत अपेक्षाकृत सस्ती है, जिससे पवन टर्बाइनों के बड़े पैमाने पर फार्मों की अनुमति मिलती है।
• पवनचक्की और उपभोक्ता के बीच की कम दूरी केबल पर कम वोल्टेज गिरने की अनुमति देती है।
• पवन टरबाइनों को स्थापित करना बहुत तेज़ है, परमाणु ऊर्जा स्टेशन के विपरीत, जिसमें बीस साल से अधिक का समय लग सकता है, एक पवनचक्की को कुछ ही महीनों में बनाया जा सकता है।

तटवर्ती पवन के नुकसान:

• तटवर्ती पवन फार्मों का सबसे बड़ा मुद्दा यह है कि कई लोग उन्हें परिदृश्य पर नज़र डालने वाला मानते हैं।
• अक्सर हवा की खराब गति या इमारतों या पहाड़ियों जैसी भौतिक रुकावटों के कारण वे पूरे वर्ष ऊर्जा का उत्पादन नहीं करते हैं।
• पवन टर्बाइनों द्वारा उत्पन्न शोर की तुलना लॉन घास काटने वाली मशीन से की जा सकती है, जो अक्सर आस-पास के समुदायों के लिए ध्वनि प्रदूषण का कारण बनती है।

पवन टर्बाइनों का कार्य (Working of wind turbines)

• पवन टरबाइन हवा की गतिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। इस यांत्रिक शक्ति का उपयोग विशिष्ट कार्यों (जैसे अनाज पीसना या पानी पंप करना) के लिए किया जा सकता है या एक जनरेटर इस यांत्रिक शक्ति को बिजली में परिवर्तित कर सकता है। अधिकांश टर्बाइनों में तीन वायुगतिकीय रूप से डिज़ाइन किए गए ब्लेड होते हैं।
• हवा में ऊर्जा मुख्य शाफ्ट से जुड़े रोटर के चारों ओर दो या तीन प्रोपेलर-जैसे ब्लेड घुमाती है, जो बिजली बनाने के लिए जनरेटर को घुमाती है। सबसे अधिक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए पवन टरबाइनों को एक टावर पर लगाया जाता है। जमीन से 100 फीट (30 मीटर) या अधिक ऊपर, वे तेज़ और कम अशांत हवा का लाभ उठा सकते हैं।
• तीन मुख्य चर यह निर्धारित करते हैं कि एक टरबाइन कितनी बिजली पैदा कर सकता है :
  • हवा की गति – तेज़ हवाएँ अधिक ऊर्जा पैदा करती हैं। पवन टरबाइन 4-25 मीटर प्रति सेकंड की गति से ऊर्जा उत्पन्न करता है।
  • ब्लेड त्रिज्या – ब्लेड की त्रिज्या जितनी बड़ी होगी, उतनी अधिक ऊर्जा उत्पन्न होगी। ब्लेड त्रिज्या को दोगुना करने से चार गुना अधिक शक्ति प्राप्त हो सकती है।
  • वायु घनत्व – भारी वायु रोटर पर लिफ्ट डालती है। वायु घनत्व ऊंचाई, तापमान और दबाव का एक कार्य है। अधिक ऊंचाई वाले स्थानों पर हवा का दबाव कम होता है और हवा हल्की होती है इसलिए वे कम उत्पादक टरबाइन स्थान होते हैं। समुद्र तल के पास घनी भारी हवा रोटर्स को तेजी से चलाती है और इस प्रकार अपेक्षाकृत अधिक प्रभावी ढंग से चलती है।

भारत में पवन ऊर्जा की स्थिति (Status of Wind Energy in India)

• भारत का पवन ऊर्जा क्षेत्र स्वदेशी पवन ऊर्जा उद्योग के नेतृत्व में है और इसने लगातार प्रगति दिखाई है। पवन उद्योग के विस्तार के परिणामस्वरूप एक मजबूत पारिस्थितिकी तंत्र, परियोजना संचालन क्षमताएं और लगभग 10,000 मेगावाट प्रति वर्ष का विनिर्माण आधार तैयार हुआ है ।
• देश में वर्तमान में 39.25 GW (31 मार्च 2021 तक) की कुल स्थापित क्षमता ^के साथ दुनिया में चौथी सबसे अधिक पवन स्थापित क्षमता है  और 2020-21 के दौरान लगभग 60.149 बिलियन यूनिट का उत्पादन हुआ है।
•  2010 और 2020 के बीच पवन उत्पादन के लिए चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर 11.39 %   रही है  , और  स्थापित क्षमता के लिए यह 8.78% रही है।
• नवीन और नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय (एमएनआरई) के अनुसार, भारत अपनी 7,600 किमी लंबी तटरेखा के साथ 127 गीगावॉट अपतटीय पवन ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है। राष्ट्रीय पवन ऊर्जा संस्थान (एनआईडब्ल्यूई) के अनुसार, 100 मीटर हब ऊंचाई पर कुल पवन ऊर्जा क्षमता 302 गीगावॉट है।
• व्यावसायिक रूप से दोहन योग्य 95% से अधिक संसाधन सात राज्यों में स्थित हैं:  आंध्र प्रदेश, गुजरात, कर्नाटक, मध्य प्रदेश, महाराष्ट्र, राजस्थान और तमिलनाडु।
• केंद्रीय नवीन और नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय ( एमएनआरई ) ने 2022 तक 5 गीगावॉट अपतटीय पवन ऊर्जा और 2030 तक 30 गीगावॉट स्थापित करने का लक्ष्य रखा है।

पवन ऊर्जा से संबंधित नीतियाँ (Policies related to Wind Energy)

• राष्ट्रीय पवन-सौर हाइब्रिड नीति : राष्ट्रीय पवन-सौर हाइब्रिड नीति, 2018 का मुख्य उद्देश्य पवन और सौर संसाधनों, ट्रांसमिशन बुनियादी ढांचे के इष्टतम और कुशल उपयोग के लिए बड़े ग्रिड से जुड़े पवन-सौर पीवी हाइब्रिड सिस्टम को बढ़ावा देने के लिए एक रूपरेखा प्रदान करना है। और भूमि.
• राष्ट्रीय अपतटीय पवन ऊर्जा नीति : राष्ट्रीय अपतटीय पवन ऊर्जा नीति को  7600 किमी की भारतीय तटरेखा के साथ भारतीय विशिष्ट आर्थिक क्षेत्र (ईईजेड) में अपतटीय पवन ऊर्जा विकसित करने के उद्देश्य से अक्टूबर 2015 में अधिसूचित किया गया था। 

राष्ट्रीय अपतटीय पवन ऊर्जा नीति-2015 (National offshore wind energy policy-2015)

• भारत सरकार ने अपतटीय पवन फार्म विकसित करने के अपने हित में एक ऐसी नीति बनाने का निर्णय लिया है जो राष्ट्र के सर्वोत्तम हित में और निम्नलिखित उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए अपतटीय पवन ऊर्जा के इष्टतम दोहन को सक्षम बनाएगी।
  • सार्वजनिक निजी भागीदारी के तहत देश के विशिष्ट आर्थिक क्षेत्रों (ईईजेड) सहित अपतटीय पवन फार्मों की तैनाती का पता लगाना और बढ़ावा देना ।
  • बड़े पैमाने पर बिजली पैदा करने के लिए हवा का उपयोग करने के लिए अपतटीय पवन ऊर्जा फार्मों पर स्विच करके कार्बन उत्सर्जन को कम करना ।
  • ऊर्जा बुनियादी ढांचे में निवेश को बढ़ावा देना और ऊर्जा सुरक्षा हासिल करना ।
  • उपयुक्त प्रोत्साहनों के माध्यम से देश के विशिष्ट आर्थिक क्षेत्र में अपतटीय नवीकरणीय ऊर्जा संसाधनों की स्थानिक योजना और प्रबंधन को बढ़ावा देना ।
  • अपतटीय पवन ऊर्जा प्रौद्योगिकी के स्वदेशीकरण को प्रोत्साहित करना ।
  • अपतटीय पवन ऊर्जा क्षेत्र में अनुसंधान और विकास को बढ़ावा देना ।
  • अपतटीय पवन ऊर्जा क्षेत्र में कुशल कार्यबल और रोजगार सृजित करना ।
  • अपतटीय पवन उद्योग से संबंधित परियोजना ईपीसी (इंजीनियरिंग, खरीद और निर्माण) और संचालन और रखरखाव के विकास को सुविधाजनक बनाने के लिए ।
  • अपतटीय पवन ऊर्जा क्षेत्र में भारी निर्माण और निर्माण कार्य और संचालन और रखरखाव (ओ एंड एम) गतिविधियों का समर्थन करने के लिए तटीय बुनियादी ढांचे और आपूर्ति श्रृंखला को विकसित करने के साथ-साथ बनाए रखना ।

पवन ऊर्जा क्षेत्र में समस्याएँ (Problems in the Wind Energy Sector)

• पिछले तीन वर्षों से पवन ऊर्जा क्षेत्र में सुस्ती छाई हुई है। 2016-17 में, भारत ने लगभग 5.5 गीगावॉट जोड़ा; 2017-18 में यह घटकर 2 गीगावॉट रह गई।
  • प्रारंभ में, उत्पादन में प्रोत्साहन, त्वरित मूल्यह्रास और कराधान के कारण पवन ऊर्जा क्षेत्र में वृद्धि बढ़ी। सरकार ने धीरे-धीरे इन प्रोत्साहनों को छीन लिया है।
  • सौर ऊर्जा में सबसे कम बोली मूल्य 2.23 रुपये प्रति यूनिट है जबकि पवन ऊर्जा में यह लगभग 4.50 रुपये है। निवेशकों को सौर ऊर्जा क्षेत्र में निवेश अधिक आकर्षक लगता है।
• पवन ऊर्जा से संबंधित नीतियां अभी भी संक्रमण चरण में हैं।
• भारत सरकार दिसंबर 2017 में नीलामी के संबंध में रूपरेखा लेकर आई थी। प्रत्येक नीलामी पर टैरिफ की एक सीमा लगाई गई है। पवनें क्षेत्र-विशिष्ट होने के कारण, विशेष टैरिफ दर प्राप्त करना कठिन हो जाता है।
• वितरण कंपनियों (डिस्कॉम जोखिम) के संबंध में सामान्य चुनौतियाँ, उदाहरण के लिए, बिजली उत्पादन में कटौती, ऊर्जा उत्पादकों को भुगतान में देरी आदि।

अपतटीय पवन ऊर्जा के दोहन में चुनौतियाँ (Challenges in Harnessing Offshore Wind Energy)

•  ऑफशोर में वास्तव में उद्यम करने से पहले बहुत सारा डेटा संग्रह करना पड़ता है । उदाहरण के लिए, जर्मनी को अपनी पहली कुछ परियोजनाएँ शुरू करने से पहले, मेटोसियन डेटा और भूवैज्ञानिक डेटा एकत्र करने में आठ साल का समय लगा।
• अपतटीय से पवन ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए,  सहायक बुनियादी ढांचे को विकसित करने में  बहुत अधिक निवेश की आवश्यकता होती है ।
• उच्च स्थापना लागत : भारत में स्थानीय उप-संरचना निर्माताओं, स्थापना जहाजों और  प्रशिक्षित श्रमिकों की कमी है।  अपतटीय पवन टर्बाइनों को  तटवर्ती पवन फार्मों की तुलना में  मजबूत संरचनाओं और नींव की आवश्यकता होती है । इससे  स्थापना लागत अधिक हो सकती है.
• उच्च रखरखाव लागत: लहरों और यहां तक ​​कि तेज़ हवाओं की कार्रवाई  ,  विशेष रूप से तूफान या तूफ़ान के दौरान,  पवन टरबाइनों को नुकसान पहुंचा सकती है।  अंततः, अपतटीय पवन फार्मों को  रखरखाव की आवश्यकता होती है  जो  अधिक महंगा और प्रदर्शन करने में कठिन होता है।
• वर्तमान में यूरोप अपतटीय क्षेत्र में अग्रणी है। वहां का टैरिफ भारत के ऑनशोर टैरिफ के बराबर है। यूरोप की अपतटीय पवन ऊर्जा को वर्षों से प्रोत्साहनों द्वारा समर्थन दिया गया था। 
• चिंता यह है कि ऑफशोर पर पैसा कौन लगाएगा, जबकि  अभी सौर ऊर्जा का उत्पादन इतना सस्ता है और ऑनशोर पवन क्षेत्र भी उतना विकसित नहीं है ।

आगे की राह (Way Forward)

• नवीकरणीय खरीद दायित्व:  बिजली वितरण कंपनियां, खुली पहुंच वाले उपभोक्ता और कैप्टिव उपयोगकर्ता नवीकरणीय खरीद दायित्व के माध्यम से अपनी कुल बिजली खपत के हिस्से के रूप में स्वच्छ ऊर्जा खरीद सकते हैं।
• कम कर:  भारत में, जीएसटी कानून बिजली और बिजली की बिक्री को जीएसटी से छूट देता है। इसके विपरीत, जब पवन ऊर्जा उत्पादन कंपनियां   परियोजना स्थापित करने के लिए सामान और/या सेवाएं खरीदने के लिए जीएसटी का भुगतान करती हैं तो वे इनपुट टैक्स क्रेडिट का दावा नहीं कर सकती हैं।
• फीड-इन टैरिफ:  डिस्कॉम फीड-इन टैरिफ (एफआईटी) नियमों को अपना सकते हैं और ऑफशोर पवन ऊर्जा खरीद को अनिवार्य बना सकते हैं। FiT को प्रत्येक अपतटीय पवन परियोजना के अनुरूप तैयार किया जा सकता है। FiT का उपयोग विकास के प्रारंभिक चरण में अपतटीय पवन ऊर्जा को बढ़ावा देने के लिए किया जा सकता है जब तक कि यह आर्थिक रूप से व्यवहार्य न हो जाए।
• मानित उत्पादन प्रावधान:  अपतटीय पवन परियोजनाओं को कटौती की चिंताओं से बचाने की आवश्यकता है क्योंकि  राज्य लोड डिस्पैच सेंटर (एसएलडीसी)  बड़ी मात्रा में उत्पन्न होने वाली बिजली को अवशोषित करने में असमर्थ हैं। इसके लिए अपतटीय पवन को “मानित उत्पादन प्रावधान” दिया जा सकता है।
• उप-समुद्र सबस्टेशन विकसित करें : पानी के भीतर बिजली निकासी और उप-समुद्र सबस्टेशन पावर ग्रिड कॉरपोरेशन ऑफ इंडिया लिमिटेड द्वारा विकसित किए जा सकते हैं। इससे अपतटीय पवन फार्म डेवलपर्स के सामने आने वाले जोखिम कम हो जाएंगे।

भारत में 10 सबसे बड़े पवन ऊर्जा संयंत्रों की सूची

भारत में प्रमुख राज्य – स्थापित पवन ऊर्जा क्षमता (Top States in India – Installed Wind Power Capacity)

• तमिलनाडु – देश में सबसे बड़ी स्थापित पवन ऊर्जा उत्पादन क्षमता वाले राज्यों की सूची में तमिलनाडु सबसे ऊपर है। 2018 में बिजली उत्पादन में पवन ऊर्जा की हिस्सेदारी लगभग 28% थी। 2018 के अंत में कुल पवन क्षमता 8,631 मेगावाट थी जबकि 2018 के अंत में इसकी कुल स्थापित बिजली उत्पादन क्षमता 30,447 मेगावाट थी।
• गुजरात – गुजरात में देश की दूसरी सबसे बड़ी स्थापित पवन ऊर्जा उत्पादन क्षमता है। 2018 में बिजली उत्पादन में पवन ऊर्जा की हिस्सेदारी लगभग 19% थी।
• महाराष्ट्र – महाराष्ट्र में देश की तीसरी सबसे बड़ी स्थापित पवन ऊर्जा उत्पादन क्षमता है।
• कर्नाटक – कर्नाटक में देश की चौथी सबसे बड़ी स्थापित पवन ऊर्जा उत्पादन क्षमता है।
• राजस्थान – राजस्थान में देश की पांचवीं सबसे बड़ी स्थापित पवन ऊर्जा उत्पादन क्षमता है। राज्य में उत्पादित कुल बिजली में पवन का योगदान लगभग 20% है।