सुपर ग्रिड

सुपर ग्रिड या सुपरग्रिड एक विस्तृत क्षेत्र का संचरण नेटवर्क है, आम तौर पर पार महाद्वीपीय या बहुराष्ट्रीय, जिसका उद्देश्य बड़ी दूरी पर बिजली की उच्च मात्रा के व्यापार को संभव बनाना है।

इसे कभी-कभी "मेगा ग्रिड" के रूप में भी जाना जाता है। सुपर ग्रिड को आम तौर पर लंबी दूरी तक बिजली संचारित करने के लिए हाई-वोल्टेज एकदिश धारा (एचवीडीसी) का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया जाता है। एचवीडीसी बिजली लाइनों की नवीनतम पीढ़ी प्रति 1,000 किमी पर केवल 1.6% की हानि के साथ ऊर्जा संचारित कर सकती है। पवन ऊर्जा और सौर ऊर्जा के स्थानीय उतार-चढ़ाव को सुचारू करके सुपर ग्रिड एक वैश्विक ऊर्जा संक्रमण का समर्थन कर सकते हैं। इस संदर्भ में, उन्हें ग्लोबल वार्मिंग को कम करने के लिए एक प्रमुख तकनीक माना जाता है।

इतिहास
दूरस्थ रूप से स्थित अक्षय स्रोतों का लाभ उठाने के लिए लंबी दूरी की ट्रांसमिशन लाइनें बनाने का विचार नया नहीं है। 1950 के दशक में अमेरिका में, दक्षिणी कैलिफोर्निया में उपभोक्ताओं के लिए प्रशांत नॉर्थवेस्ट में बनाए जा रहे बांधों से जलविद्युत ऊर्जा भेजने का प्रस्ताव किया गया था, लेकिन इसका विरोध किया गया और इसे खत्म कर दिया गया। 1961 में, अमेरिकी राष्ट्रपति जॉन एफ़. केनेडी ने स्वीडन से नई उच्च-वोल्टेज, प्रत्यक्ष धारा प्रौद्योगिकी का उपयोग करके परियोजना के लिए एक बड़े सार्वजनिक कार्य को अधिकृत किया। यह परियोजना यू.एस. के जनरल इलेक्ट्रिक और स्वीडन के एएसईए (ASEA) के बीच घनिष्ठ सहयोग के रूप में शुरू की गई थी, और सिस्टम को 1970 में कमीशन किया गया था। बीच के दशकों में परिवर्तक स्टेशनों के कई उन्नयन के साथ, सिस्टम की अब 3,100 मेगावाट की क्षमता है और इसे पैसिफ़िक डीसी इंटरटी के रूप में जाना जाता है।

"सुपर ग्रिड" की अवधारणा 1960 के दशक की है और इसका उपयोग ग्रेट ब्रिटेन ग्रिड के उभरते एकीकरण का वर्णन करने के लिए किया गया था। ब्रिटिश ग्रिड को नियंत्रित करने वाले कोड में, ग्रिड कोड, वर्तमान में सुपरग्रिड को परिभाषित किया गया है - और 1990 में इस कोड को पहली बार लिखे जाने के बाद से - ब्रिटिश विद्युत संचरण प्रणाली के उन हिस्सों का जिक्र करते हुए जो जुड़े हुए हैं 200 केवी (200,000 वोल्ट) से अधिक के वोल्टेज। ब्रिटिश पावर सिस्टम योजनाकार और परिचालन स्टाफ इसलिए इस संदर्भ में सुपरग्रिड की बात करते हैं; व्यवहार में, इस्तेमाल की गई परिभाषा में इंग्लैंड और वेल्स में नेशनल ग्रिड कंपनी के स्वामित्व वाले सभी उपकरणों को शामिल किया गया है और कोई अन्य उपकरण नहीं है।

पिछले 40 वर्षों के दौरान जो कुछ बदला है वह ऊर्जा और दूरियों का पैमाना है जिसकी कल्पना एक सुपर ग्रिड में की जा सकती है। यूरोप ने 1950 के दशक में अपने ग्रिडों को एकीकृत करना शुरू किया और इसका सबसे बड़ा एकीकृत ग्रिड कॉन्टिनेंटल यूरोप का तुल्यकालिक ग्रिड है जो 24 देशों को सेवा प्रदान करता है। इस सिंक्रोनस यूरोपियन ग्रिड (जिसे पहले यूसीटीई ग्रिड के नाम से जाना जाता था) को कुछ सीआईएस देशों के पड़ोसी सिंक्रोनस ट्रांसमिशन ग्रिड, आईपीएस/यूपीएस ग्रिड के साथ एकीकृत करने पर महत्वपूर्ण काम किया जा रहा है, यदि काम पूरा हो जाता है, तो परिणामी विशाल ग्रिड अटलांटिक से प्रशांत तक फैले 13 समय क्षेत्रों में फैला होगा।

हालांकि इस तरह के ग्रिड लंबी दूरी तय करते हैं, लेकिन भीड़भाड़ और नियंत्रण मुद्दों के कारण बिजली की बड़ी मात्रा को संचारित करने की क्षमता सीमित रहती है। सुपरस्मार्ट ग्रिड (यूरोप) और यूनिफाइड स्मार्ट ग्रिड (यूएस) प्रमुख तकनीकी उन्नयन को निर्दिष्ट करते हैं जो समर्थक दावा करते हैं कि व्यावहारिक संचालन को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक हैं और इस तरह के अंतरमहाद्वीपीय मेगा ग्रिड के लाभ का दायित्व किया है।

अवधारणा
वर्तमान उपयोग में, "सुपर ग्रिड" की दो इंद्रियाँ हैं - एक मौजूदा क्षेत्रीय ट्रांसमिशन ग्रिड या ग्रिड पर सुपरस्ट्रक्चर लेयर ओवरलेड या सुपर-इम्पोज़्ड होने की, और दूसरी बेहतर क्षमताओं के कुछ सेट होने की जो कि सबसे उन्नत ग्रिड से भी अधिक है।

मेगा ग्रिड
"ओवरले", या "सुपरस्ट्रक्चर" अर्थ में, एक सुपर ग्रिड अक्षय बिजली के बड़े पैमाने पर संचरण में सक्षम एक व्यापक क्षेत्र तुल्यकालिक नेटवर्क के बराबर लंबी दूरी की समकक्ष है। कुछ धारणाओं में, एचवीडीसी पारेषण लाइनों का एक संचरण ग्रिड एक परत बनाता है जो स्पष्ट रूप से इस तरह से अलग होता है कि एक सुपरहाइवे प्रणाली शहर की सड़कों और क्षेत्रीय राजमार्गों की प्रणाली से अलग होती है। अधिक परंपरागत अवधारणाओं में जैसे सिंक्रोनस यूरोपीय ग्रिड यूसीटीई और सीआईएस की आईपीएस/यूपीएस प्रणाली के प्रस्तावित एकीकरण, इस तरह के एक मेगा ग्रिड विशिष्ट विस्तृत क्षेत्र सिंक्रोनस ट्रांसमिशन सिस्टम से अलग नहीं है, जहां बिजली स्थानीय उपयोगिता पारेषण लाइनों या आवश्यकतानुसार एचवीडीसी लाइनों के माध्यम से सीधे तदर्थ पारगमन मार्ग लेती है। इस तरह के महाद्वीपीय आकार के सिस्टम रिपोर्ट के अध्ययन में नेटवर्क जटिलता, ट्रांसमिशन कंजेशन और तेजी से डायग्नोस्टिक, समन्वय और नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता के परिणामस्वरूप स्केलिंग समस्याएं हैं। इस तरह के अध्ययनों से पता चलता है कि राज्य, क्षेत्रीय या राष्ट्रीय, या यहां तक कि महाद्वीपीय सीमाओं से दूर दूरियों में अबाधित ऊर्जा व्यापार को बढ़ावा देने के लिए संचरण क्षमता को वर्तमान संचरण प्रणालियों की तुलना में काफी अधिक होना चाहिए। एक व्यावहारिक मामले के रूप में, 2003 के पूर्वोत्तर ब्लैकआउट जैसे प्रमुख बिजली आउटेज को रोकने के लिए समार्ट ग्रिड सुविधाओं जैसे वाइड एरिया सेंसर नेटवर्क (डब्ल्यूएएमएस) को मामूली आकार के क्षेत्रीय ग्रिड में शामिल करना आवश्यक हो गया है। बिजली उत्पादन के बीच गतिशील बातचीत समूह तेजी से जटिल होते जा रहे हैं, और क्षणिक गड़बड़ी जो पड़ोसी उपयोगिताओं में फैलती है, अचानक, बड़ी और हिंसक हो सकती है, साथ ही नेटवर्क टोपोलॉजी में अचानक परिवर्तन हो सकता है क्योंकि ऑपरेटर मैन्युअल रूप से नेटवर्क को स्थिर करने का प्रयास करते हैं।

सुपीरियर ग्रिड
एक उन्नत ग्रिड के दूसरे अर्थ में, सुपर ग्रिड न केवल इसलिए श्रेष्ठ है क्योंकि यह एक विस्तृत क्षेत्र मेगा ग्रिड है, बल्कि इसलिए भी है क्योंकि यह बड़े स्तर पर फैले देशों और महाद्वीपों से अत्यधिक समन्वित है, वॉटर हीटर और रेफ्रिजरेशन जैसे माइक्रो-लेवल शेड्यूलिंग कम प्राथमिकता भार तक। यूरोपीय सुपरस्मार्ट ग्रिड प्रस्ताव और यूएस यूनिफाइड स्मार्ट ग्रिड अवधारणा में, इस तरह के सुपर ग्रिड में वाइड-एरिया ट्रांसमिशन लेयर में खुफिया विशेषताएं होती हैं जो स्थानीय स्मार्ट ग्रिड को एक वाइड-एरिया सुपर ग्रिड में एकीकृत करती हैं। यह उसी तरह है जैसे इंटरनेट कई छोटे नेटवर्कों को एक साथ एक सर्वव्यापी नेटवर्क में बांधता है।

विस्तृत क्षेत्र संचरण को स्मार्ट ग्रिड के क्षैतिज विस्तार के रूप में देखा जा सकता है। प्रतिमान बदलाव में, एकीकरण के साथ संचरण और वितरण के बीच का अंतर धुंधला हो जाता है क्योंकि ऊर्जा प्रवाह द्विदिश हो जाता है। उदाहरण के लिए, ग्रामीण क्षेत्रों में वितरण ग्रिड उनके द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा से अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकते हैं, स्थानीय स्मार्ट ग्रिड को एक आभासी बिजली संयंत्र में बदल सकते हैं, या एक शहर के दस लाख इलेक्ट्रिक वाहनों के बेड़े का उपयोग ट्रांसमिशन आपूर्ति में चोटियों को ट्रिम करने के लिए किया जा सकता है, उन्हें वाहन से ग्रिड प्रौद्योगिकी का उपयोग करके स्मार्ट ग्रिड में एकीकृत किया जा सकता है। इस तरह के भौगोलिक रूप से बिखरी हुई और गतिशील रूप से संतुलित प्रणाली का एक फायदा यह है कि बेसलोड जनरेशन की आवश्यकता काफी कम हो जाती है क्योंकि समुद्र, सौर और हवा जैसे कुछ स्रोतों की आंतरायिकता को सुचारू किया जा सकता है। डॉ. ग्रेगोर ज़िस्क द्वारा विस्तृत मॉडलिंग अध्ययनों की एक श्रृंखला, जिसमें एचवीडीसी केबलों का उपयोग करते हुए नवीकरणीय ऊर्जा के यूरोपीय व्यापक अंगीकरण और पावर ग्रिडों को आपस में जोड़ने पर ध्यान दिया गया, इंगित करता है कि यूरोप का संपूर्ण बिजली उपयोग नवीकरणीय ऊर्जा से आ सकता है, जिसमें कुल ऊर्जा का 70% वर्तमान लागत के समान या उससे कम स्तर पर पवन से प्राप्त होता है।

कुछ आलोचकों के लिए, इस तरह की एक व्यापक क्षेत्र संचरण परत नई नहीं है; वे बताते हैं कि क्षेत्रीय और राष्ट्रीय विद्युत पारेषण नेटवर्क के लिए उपयोग की जाने वाली प्रौद्योगिकी से बहुत कम अंतर है। समर्थकों का जवाब है कि गुणात्मक स्मार्ट ग्रिड सुविधाओं से परे, जो अंतरराष्ट्रीय सीमाओं में तात्कालिक समन्वय और आंतरायिक बिजली स्रोतों के संतुलन की अनुमति देते हैं, मात्रात्मक व्यापकता का अपना एक गुण है। दावा किया जाता है कि सुपर ग्रिड बाजारों को खोल देता है।

उसी तरह जिस तरह फ्रीवे ने अंतरराज्यीय परिवहन में क्रांति ला दी और इंटरनेट ने ऑनलाइन वाणिज्य में क्रांति ला दी जब व्यापक उच्च क्षमता वाले नेटवर्क बनाए गए थे, यह तर्क दिया जाता है कि एक उच्च क्षमता वाला सुपर ग्रिड एक वितरण नेटवर्क को इतना व्यापक और ऐसी उपलब्ध क्षमता प्रदान करने के लिए बनाया जाना चाहिए कि ऊर्जा व्यापार केवल इस बात तक सीमित हो कि बिजली उद्यमी बाजार में कितना ला सकते हैं।

प्रौद्योगिकी
वाइड एरिया सुपर ग्रिड योजना में आमतौर पर हाई वोल्टेज एकदिश धारा लाइनों का उपयोग करके बड़े पैमाने पर संचरण की आवश्यकता होती है। यूरोप का सुपरस्मार्ट ग्रिड प्रस्ताव एचवीडीसी पर निर्भर करता है, और अमेरिका में, स्टीवन चू जैसे प्रमुख निर्णय निर्माता एक राष्ट्रीय लंबी दूरी की डीसी ग्रिड प्रणाली के पक्ष में हैं। उच्च वोल्टेज प्रत्यावर्ती धारा (एचवीएसी) के उद्योग समर्थक हैं। हालांकि लचीली अल्टरनेटिंग करंट ट्रांसमिशन सिस्टम (एफएसीटीएस) में लंबी दूरी के लिए कमियां हैं, अमेरिकन इलेक्ट्रिक पावर ने 765 केवी सुपर ग्रिड को चैंपियन बनाया है जिसे वे I-765 कहते हैं जो पवन खेतों से 20% अमेरिकी ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए आवश्यक 400 जीडब्ल्यू अतिरिक्त ट्रांसमिशन क्षमता प्रदान करेगा जो मध्यपश्चिम में स्थित है। (ऊपर चित्र देखें)। एचवीएसी सिस्टम के अधिवक्ता बताते हैं कि एचवीडीसी सिस्टम पॉइंट-टू-पॉइंट बल्क ट्रांसमिशन के लिए उन्मुख होते हैं और उनके लिए कई कनेक्शनों के लिए महंगे जटिल संचार और नियंत्रण उपकरण की आवश्यकता होती है, क्योंकि प्रत्यावर्ती धारा लाइनों का उपयोग करने के लिए आवश्यक साधारण स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, केवल एक मल्टीप्वाइंट लंबी दूरी की एचवीडीसी ट्रांसमिशन प्रणाली है। अधिक दूर के भविष्य में, प्रायोगिक सुपरकंडक्टिंग "सुपरग्रिड" तकनीक का उपयोग करके वर्तमान विधियों के वोल्टेज नुकसान से बचा जा सकता है, जहां ट्रांसमिशन केबल को एक तरल हाइड्रोजन पाइपलाइन द्वारा ठंडा किया जाता है, जिसका उपयोग राष्ट्रव्यापी ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए भी किया जाता है। तरल हाइड्रोजन को बनाने, रखने और फिर से ठंडा करने के लिए होने वाली ऊर्जा की हानि को ध्यान में रखना होगा।

नेटवर्क का समन्वय और नियंत्रण स्मार्ट ग्रिड प्रौद्योगिकियों का उपयोग करेगा जैसे कि फेजर मापन इकाइयां तेजी से नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों में उतार-चढ़ाव के कारण नेटवर्क में असंतुलन का पता लगाने के लिए और संभावित रूप से प्रोग्राम किए गए स्वचालित सुरक्षा योजनाओं के साथ पुन: प्रतिक्रिया करने के लिए तत्काल प्रतिक्रिया देंगी, लोड कम करें, या नेटवर्क की गड़बड़ी के जवाब में उत्पादन कम करें।

सरकार की नीति
चीन एक वैश्विक, अंतरमहाद्वीपीय सुपर ग्रिड के विचार का समर्थन करता है। अमेरिका में एक सुपर ग्रिड के लिए, एक अध्ययन में अक्षय ऊर्जा की स्थापना के साथ संयोजन में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 80% की कमी का अनुमान लगाया गया है, वर्तमान में नियोजन चरण में।

महत्वपूर्ण पैमाना
एक यूरोपीय सुपर ग्रिड के लिए किए गए एक अध्ययन का अनुमान है कि 750 GW अतिरिक्त ट्रांसमिशन क्षमता की आवश्यकता होगी - क्षमता जिसे HVDC लाइनों के साथ 5 GW की वृद्धि में समायोजित किया जाएगा। Transcanada के एक हालिया प्रस्ताव में 1,600 किमी, 3 GW HVDC लाइन की कीमत US$3 बिलियन थी; इसके लिए 60 मीटर चौड़े गलियारे की आवश्यकता होगी। भारत में, हाल ही में 6 GW, 1,850 किलोमीटर के प्रस्ताव की कीमत 790 मिलियन डॉलर थी और इसके लिए 69 मीटर चौड़े रास्ते की आवश्यकता होगी। यूरोपीय सुपर ग्रिड के लिए आवश्यक 750 GW नई HVDC ट्रांसमिशन क्षमता के साथ, नई ट्रांसमिशन लाइनों के लिए आवश्यक भूमि और धन काफी होगा।

ऊर्जा स्वतंत्रता
यूरोप में, गजप्रोम आधिपत्य को रोकने के एक तरीके के रूप में एक सुपर ग्रिड के ऊर्जा सुरक्षा निहितार्थ पर चर्चा की गई है। अमेरिका में, पिकन्स प्लान जैसे अधिवक्ता|टी. संयुक्त राज्य अमेरिका की ऊर्जा स्वतंत्रता को बढ़ावा देने के लिए बूने पिकन्स ने एक राष्ट्रीय ट्रांसमिशन ग्रिड के विचार को बढ़ावा दिया है। अल गोर एकीकृत स्मार्ट ग्रिड की वकालत करते हैं जिसमें व्यापक सुपर ग्रिड क्षमताएं हैं। गोर और अन्य अधिवक्ताओं जैसे जेम्स ई। हैनसेन का मानना ​​​​है कि ग्लोबल वार्मिंग को खिलाने वाले जीवाश्म ईंधन के उपयोग से ग्रीनहाउस गैस के अंतिम पूर्ण प्रतिस्थापन के लिए सुपर ग्रिड आवश्यक हैं।

गलियारों के लिए परमिट
सुपर ग्रिड की नई ट्रांसमिशन लाइनों द्वारा उपयोग किए जाने वाले बिजली ट्रांसमिशन कॉरिडोर के लिए बड़ी मात्रा में भूमि की आवश्यकता होगी। दृश्य प्रभाव, कथित स्वास्थ्य मुद्दों पर चिंता, और पर्यावरण संबंधी चिंताओं के बारे में चिंताओं से बाहर बिजली लाइनों के बैठने का महत्वपूर्ण विरोध हो सकता है। अमेरिका के पास नेशनल इंटरेस्ट बिजली पारेषण गलियारा को नामित करने की एक प्रक्रिया है, और यह संभावना है कि इस प्रक्रिया का उपयोग उस देश में सुपर ग्रिड के लिए मार्ग निर्दिष्ट करने के लिए किया जाएगा। यूरोपीय संघ में, नई ओवरहेड लाइनों के लिए परमिट आसानी से 10 साल तक पहुंच सकते हैं। कुछ मामलों में, इसने भूमिगत केबल को और अधिक समीचीन बना दिया है। चूँकि ओवरहेड के लिए आवश्यक भूमि की तुलना में पाँचवाँ हिस्सा हो सकता है और परमिट प्रक्रिया काफी तेज हो सकती है, भूमिगत केबल अधिक महंगी, कम क्षमता, कम समय तक चलने वाली, और काफी लंबे समय तक डाउनटाइम होने की कमजोरियों के बावजूद अधिक आकर्षक हो सकती है।

साइट
जिस तरह सुपर हाइवे मूल्यवान वस्तुओं के परिवहन की क्षमता की निकटता के कारण भूमि के मूल्यांकन को बदलते हैं, उसी तरह व्यवसाय अपने लाभ के लिए सुपर ग्रिड की साइट को प्रभावित करने के लिए दृढ़ता से प्रेरित होते हैं। वैकल्पिक बिजली की लागत बिजली की वितरित कीमत है, और अगर नॉर्थ डकोटा पवन या एरिजोना सौर से बिजली का उत्पादन प्रतिस्पर्धी होना है, तो पवन फार्म से अंतरराज्यीय ट्रांसमिशन ग्रिड के कनेक्शन की दूरी बहुत बड़ी नहीं होनी चाहिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि जनरेटर से ट्रांसमिशन लाइन तक की फीडर लाइन का भुगतान आमतौर पर पीढ़ी के मालिक द्वारा किया जाता है। कुछ इलाके इन लाइनों की लागत के लिए भुगतान करने में मदद करेंगे, स्थानीय विनियमन की कीमत पर जैसे कि सार्वजनिक उपयोगिता आयोग। टी. बूने पिकेंस पिकन्स योजना ने फीडर लाइन के लिए निजी तौर पर भुगतान करना चुना है। कुछ इलाके, जैसे टेक्सास ऐसी परियोजनाओं को प्रतिष्ठित डोमेन की शक्ति देते हैं जो कंपनियों को नियोजित निर्माण के मार्ग में भूमि को जब्त करने की अनुमति देता है।

प्रौद्योगिकी प्राथमिकताएं
ऊर्जा उत्पादक इस बात में रुचि रखते हैं कि क्या सुपर ग्रिड एचवीडीसी तकनीक को नियोजित करता है, या एसी का उपयोग करता है, क्योंकि एचवीडीसी लाइन से कनेक्शन की लागत आम तौर पर उससे अधिक होती है यदि एसी का उपयोग किया जाता है। पिकेंस योजना 765 केवी एसी ट्रांसमिशन का समर्थन करती है, जिसे लंबी दूरी के प्रसारण के लिए कम कुशल माना जाता है।

प्रतियोगिता
1960 के दशक में, निजी कैलिफोर्निया बिजली कंपनियों ने तकनीकी आपत्तियों के एक सेट के साथ प्रशांत इंटरटी परियोजना का विरोध किया, जिसे खारिज कर दिया गया था। जब परियोजना पूरी हो गई, तो लॉस एंजिल्स में उपभोक्ताओं ने अधिक महंगे जीवाश्म ईंधन को जलाने वाली स्थानीय बिजली कंपनियों के बजाय कोलंबिया नदी पर परियोजनाओं से विद्युत शक्ति का उपयोग करके प्रति दिन लगभग यूएस $600,000 की बचत की।

प्रस्ताव

 * एशियाई सुपर ग्रिड
 * डेसर्टैक
 * विद्युत इंटरकनेक्टर
 * यूरोप:
 * यूरोपीय सुपर ग्रिड
 * सुपरस्मार्ट ग्रिड
 * ग्लोबल एनर्जी इंटरकनेक्शन
 * हाई वोल्टेज डायरेक्ट करंट (HVDC)
 * हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था
 * ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं की सूची
 * उत्तरी सागर अपतटीय ग्रिड
 * अचार योजना
 * समार्ट ग्रिड
 * सुपरग्रिड
 * एकीकृत स्मार्ट ग्रिड

यह भी देखें

 * वी2जी

बाहरी कड़ियाँ

 * Friends of the Supergrid
 * Internal N2 SuperGrid