अपतटीय पवन ऊर्जा, स्वच्छ और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत के रूप में, वैश्विक ऊर्जा संक्रमण में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही है।इसकी मुख्य प्रौद्योगिकियों में से एक अपतटीय पवन टरबाइन नींव के डिजाइन और निर्माण में निहित हैपूरे टरबाइन सिस्टम को समर्थन देने वाली महत्वपूर्ण संरचना के रूप में, नींव में कठोर समुद्री वातावरण का सामना करने के लिए पर्याप्त ताकत, स्थायित्व और स्थिरता होनी चाहिए।भौतिक विकल्पों के बीचइस लेख में इनकी विशेषताओं, लाभों, सीमाओं, अनुप्रयोगों की एक विश्वकोशिक जांच दी गई है।और अपतटीय पवन नींव में भविष्य के रुझान.
अपतटीय पवन संयंत्र आमतौर पर दूर के जल में बनाए जाते हैं जहां पवन संसाधन अधिक प्रचुर मात्रा में और स्थिर होते हैं।समुद्री जल का क्षरणइन कारकों को दीर्घकालिक संचालन सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए आधारभूत डिजाइनों में व्यापक रूप से संबोधित किया जाना चाहिए।
पानी की गहराई, भूवैज्ञानिक स्थितियों और टरबाइन क्षमता के आधार पर, अपतटीय पवन नींव में मुख्य रूप से शामिल हैंः
- मोनोपिल:सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला फाउंडेशन प्रकार, जिसमें एक बड़ा स्टील पाइप होता है जो सीधे समुद्र तल में चलाया जाता है, जो अनुकूल भूगोल वाले उथले पानी (आमतौर पर <30 मीटर) के लिए उपयुक्त होता है।
- जैकेट:समुद्री तल पर खंभे के माध्यम से तय स्टील ट्यूबों का एक जालीदार ढांचा, जो मध्यवर्ती गहराई (30-60 मीटर) या जटिल भूगोल के लिए मोनोपिल की तुलना में बेहतर स्थिरता प्रदान करता है।
- गुरुत्वाकर्षण आधारित फाउंडेशन (जीबीएफ):लहरों के बल का सामना करने के लिए स्व-वजन पर निर्भर कंक्रीट संरचनाएं, जो बिना ढेर लगाए सीधे समतल समुद्र तल पर रखी जाती हैं।
- सक्शन कैसन:नकारात्मक दबाव के माध्यम से स्थापित स्टील सिलेंडर, तेजी से तैनाती और न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव के साथ, नरम मिट्टी के लिए आदर्श।
- फ्लोटिंग फाउंडेशन:समुद्र तल पर लंगर डालने वाली फ्लोटिंग संरचनाएं, जो गहरे पानी (>60 मीटर) के लिए भविष्य का प्रतिनिधित्व करती हैं।
संस्थाओं को निम्नलिखित की आवश्यकता होती है:
- संरचनात्मक अखंडता:टरबाइन के वजन, हवा के भार, लहरों के प्रभाव और भूकंपीय गतिविधि का सामना करना
- स्थायित्वःक्षरण और जैवसंश्लेषण के प्रतिरोधी
- लागत-प्रभावीताःपरियोजना के अर्थशास्त्र के साथ संतुलन प्रदर्शन
- निर्माण की क्षमता:कुशल स्थापना को सक्षम करें
- पर्यावरणीय संगतताःपारिस्थितिक व्यवधान को कम से कम करें
स्टील का उच्च शक्ति-वजन अनुपात और विनिर्माण क्षमता इसे अपतटीय संरचनाओं के लिए अपरिहार्य बनाती है।
- असाधारण तन्यता/संपीड़न शक्ति
- उच्च प्रभाव प्रतिरोध
- उत्कृष्ट वेल्डिंग क्षमता
- बहुमुखी विनिर्माण विकल्प
- उच्च लोचदार मॉड्यूल
- मोनोपिल (बड़े व्यास के स्टील के पाइप)
- जैकेट फ्रेम (वेल्डेड ट्यूबलर संरचनाएं)
- सक्शन कैशून (स्टील सिलेंडर)
- फ्लोटिंग सिस्टम के लिए लंगर श्रृंखला
- उच्च भार सहन करने की क्षमता
- जलद अपतटीय स्थापना
- कंक्रीट से हल्का वजन
- पुनर्नवीनीकरण
- संक्षारण के प्रति संवेदनशीलता जो सुरक्षा उपायों की आवश्यकता है
- उच्च सामग्री लागत
- उत्पादन के दौरान महत्वपूर्ण कार्बन पदचिह्न
कंक्रीट विशिष्ट समुद्री अनुप्रयोगों के लिए लागत दक्षता और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है।
- असाधारण संपीड़न शक्ति
- प्राकृतिक जंग प्रतिरोध
- लागत प्रभावी सामग्री
- ढालना अनुकूलन क्षमता
- थर्मल इन्सुलेशन गुण
- गुरुत्वाकर्षण आधारित नींव
- कैसन संरचनाएं
- फ्लोटिंग प्लेटफार्म बालास्ट
- आवश्यक न्यूनतम संक्षारण सुरक्षा
- कम सामग्री लागत
- उत्पादन उत्सर्जन में कमी
- स्थानीय सामग्री प्राप्त करने के लाभ
- तन्यता शक्ति के लिए इस्पात सुदृढीकरण की आवश्यकता होती है
- भारी वजन से लॉजिस्टिक्स की लागत बढ़ जाती है
- बढ़ी हुई कठोरता समय सीमा
- प्रभाव क्षति के प्रति भेद्यता
| संपत्ति | स्टील | ठोस |
|---|---|---|
| शक्ति | उच्च तन्यता/संपीड़न शक्ति | उच्च संपीड़न लेकिन rebar की आवश्यकता है |
| क्षरण | सुरक्षा की आवश्यकता है | स्वाभाविक रूप से प्रतिरोधी |
| वजन | हल्का | भारी |
| निर्माण | तेजी से स्थापना | लंबे समय तक सख्त होना |
| लागत | उच्च सामग्री व्यय | अधिक किफायती |
| स्थिरता | अधिक उत्सर्जन | कम कार्बन पदचिह्न |
| पुनर्नवीनीकरण | पूरी तरह से पुनर्नवीनीकरण योग्य | पुनः उपयोग के सीमित विकल्प |
| स्थानीयकरण | केंद्रीकृत उत्पादन | स्थानीय सामग्री प्राप्त करना |
इस्पात और कंक्रीट के बीच चयन में बहुआयामी मूल्यांकन शामिल हैः
- उथले जल:इस्पात मोनोपिल अक्सर सबसे किफायती साबित होते हैं
- मध्यवर्ती गहराई:जैकेट संरचनाएं (स्टील या संकर)
- गहरे जल:इस्पात या कंक्रीट के घटकों के साथ तैरने वाली प्रणालियां
बड़ी टरबाइनों के लिए मजबूत नींव की आवश्यकता होती है, जो उच्च शक्ति वाले स्टील या प्रबलित कंक्रीट के लिए सामग्री चयन को प्रभावित करती है।
सामग्री विकल्पों में संक्षारण संरक्षण, लहर प्रभाव प्रतिरोध और जैव-संक्षारण को कम करने की रणनीतियों को ध्यान में रखना चाहिए।
सुलभता और दीर्घकालिक रखरखाव की लागत विशेष रूप से जलमग्न घटकों के लिए सामग्री निर्णयों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।
तैरती नींव 60 मीटर की गहराई से परे सीमावर्ती क्षेत्रों पर हावी होगी, जिसमें उन्नत इस्पात या कंक्रीट समाधानों का उपयोग किया जाएगा।
15 मेगावाट से अधिक की अगली पीढ़ी की टरबाइनें अल्ट्रा-स्ट्रांग फाउंडेशन सामग्री की मांग को बढ़ाएंगी।
आईओटी-सक्षम सेंसर वास्तविक समय संरचनात्मक स्वास्थ्य निगरानी के माध्यम से पूर्वानुमान रखरखाव को सक्षम करेंगे।
उन्नत सामग्री (उदाहरण के लिए, कार्बन फाइबर प्रबलित कंक्रीट) और निर्माण विधियां (3 डी प्रिंटिंग) नींव इंजीनियरिंग को फिर से परिभाषित कर सकती हैं।
इस्पात बनाम कंक्रीट की बहस में कोई सार्वभौमिक विजेता नहीं है।उभरते हाइब्रिड समाधान दोनों सामग्रियों की ताकतों को जोड़ सकते हैं जबकि उनकी सीमाओं को संबोधित कर सकते हैंजैसे-जैसे अपतटीय पवन अधिक गहरे जल और बड़े पैमाने की ओर विकसित होता है, आधारभूत प्रौद्योगिकियां सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग नवाचार के माध्यम से आगे बढ़ती रहेंगी,सतत ऊर्जा के लिए वैश्विक संक्रमण का समर्थन करना.
