ऊर्जा प्रणाली

एक ऊर्जा प्रणाली एक ऐसी प्रणाली है जिसे मुख्य रूप से अंतिम उपयोगकर्ता को ऊर्जा-सेवाओं की आपूर्ति करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ऊर्जा प्रणालियों के पीछे का उद्देश्य ऊर्जा के ह्रास को नगण्य स्तर तक कम करना है, अतिरिक्त ऊर्जा के प्रभावी उपयोग को सुनिश्चित करना है। आईपीसीसी पांचवीं मूल्यांकन प्रतिवेदक एक ऊर्जा प्रणाली को "ऊर्जा के उत्पादन, रूपांतरण, वितरण और उपयोग से संबंधित सभी घटकों" के रूप में परिभाषित करती है। पहली दो परिभाषाएँ माँग-पक्ष के संस्तर की अनुमति देती हैं, जिसमें दिन का प्रकाश, पुनर्निर्मित निर्माण रोधन, और निष्क्रिय सौर निर्माण रुपरेखा, के साथ-साथ सामाजिक-आर्थिक कारक जैसे कि ऊर्जा माँग प्रबंधन और दूरस्थ कार्य के स्वरूप सम्मिलित हैं, जबकि तीसरा नहीं है। पारंपरिक जैवभार में अनौपचारिक अर्थव्यवस्था के लिए तीसरा स्पष्टीकरण भी नहीं है जो कई विकासशील देशों में महत्वपूर्ण है।

ऊर्जा प्रणालियों का विश्लेषण इस प्रकार अभियांत्रिकी और अर्थशास्त्र के विषयों तक विस्तृति हुआ है। एक संसक्त विवरण बनाने के लिए दोनों क्षेत्रों के विचारों को विलय करना, विशेष रूप से जहां व्यापक आर्थिक गतिशीलता सम्मिलित है, चुनौतीपूर्ण है।

एक ऊर्जा प्रणाली की अवधारणा नए नियमों, प्रौद्योगिकियों, और प्रथाओं के सेवा में प्रवेश के रूप में विकसित हो रही है - उदाहरण के लिए, उत्सर्जन व्यापार, अति जाल के विकास, और क्रमशः ऊर्जा मांग प्रबंधन का अधिक उपयोग है।

उपचार
एक संरचनात्मक संदर्श से, एक ऊर्जा प्रणाली किसी भी प्रणाली के समान होती है और यह परस्पर क्रिया करने वाले घटक भागों के एक समुच्चय से बनी होती है, जो एक पर्यावरण के अंतर्गत स्थित है। ये घटक अभियांत्रिकी और अर्थशास्त्र में पाए गए विचारों से प्राप्त हुए हैं। एक प्रक्रिया को देखते हुए, ऊर्जा प्रणाली "एक जटिल सामाजिक रूपरेखा के अंतर्गत काम करने वाली संचालित प्रौद्योगिक और आर्थिक गतिविधियों का एक एकीकृत समुच्चय होता है"। एक ऊर्जा प्रणाली के घटकों और व्यवहारों की पहचान परिस्थितियों पर निर्भर करती है, विश्लेषण का उद्देश्य, और अन्वेषण के अंतर्गत प्रश्नों से होती है। एक ऊर्जा प्रणाली की अवधारणा अतः एक अमूर्त है जो सामान्यतः अभिकलित्र-आधारित अन्वेषण के कुछ रूपों से पहले होती है, जैसे कि एक उपयुक्त ऊर्जा प्रतिरूप का निर्माण और उपयोग करती है।

अभियांत्रिकी निबंधन में देखा गया, एक ऊर्जा प्रणाली खुद को प्रवाह संजाल के रूप में प्रस्तुत करने के लिए प्रदान करती है: विद्युत् स्टेशन और पाइपलाइन जैसे अभियांत्रिकी घटकों के लिए शिखर मानचित्र और इन घटकों के मध्य अंतरापृष्ठ के लिए कोर मानचित्र करते हैं। यह दृष्टिकोण मॉडल को सरल बनाने के लिए समरूप या आसन्न घटकों के संग्रह को एकत्रित करने और एक के रूप में व्यवहार करने की अनुमति देता है। एक बार इस प्रकार वर्णित होने के बाद, प्रवाह संजाल कलनविधीय, जैसे कि न्यूनतम-लागत प्रवाह, अनुप्रयुक्त किया जा सकता है। घटकों को स्वयं अपने अधिकार में सरल गतिशील प्रणालियों के रूप में माना जा सकता है।

आर्थिक प्रतिरूप
इसके विपरीत, अपेक्षाकृत अविकृत आर्थिक प्रतिरूप एकमात्र सीमित अभियांत्रिकी विवरण के साथ एक अवखंडीय दृष्टिकोण को अपना सकते है। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा अभिकरण द्वारा प्रकाशित क्षेत्र और उप-क्षेत्र की श्रेणियां प्रायः इस विश्लेषण के आधार के रूप में उपयोग की जाती हैं। ब्रिटेन के आवासीय ऊर्जा क्षेत्र का 2009 का एक अध्ययन कई यूके क्षेत्रीय आवास स्टॉक प्रतिरूप के साथ प्रौद्योगिकी-समृद्ध मार्कल प्रतिरूप के उपयोग के विपरीत है।

डेटा
अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा सांख्यिकी विशिष्ट रूप से वाहक, क्षेत्र और उप-क्षेत्र और देश द्वारा विभाजित किए जाते हैं। ऊर्जा वाहक (उर्फ ऊर्जा उत्पाद) को आगे प्राथमिक ऊर्जा और माध्यमिक (या मध्यवर्ती) ऊर्जा और कभी-कभी अंतिम (या अंत-उपयोग) ऊर्जा के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। प्रकाशित ऊर्जा डेटा समुच्चय को सामान्यतः समायोजित किए जाते हैं इसलिए वे आंतरिक रूप से सुसंगत हों, जिसका अर्थ है कि सभी ऊर्जा स्टॉक और प्रवाह को संतुलित होना चाहिए। आईईए नियमित रूप से विस्तार और लागत के विभिन्न स्तरों के साथ ऊर्जा सांख्यिकी और ऊर्जा संतुलन प्रकाशित करता है और इस डेटा के आधार पर मध्यावधि प्रक्षेपण भी प्रस्तुत करता है। एक ऊर्जा वाहक की धारणा, जैसा कि ऊर्जा अर्थशास्त्र में उपयोग किया जाता है, भौतिकी में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा की परिभाषा से अलग है।

कार्यक्षेत्र
जांच के अंतर्गत मुद्दों के आधार पर स्थानीय, नगरपालिका, राष्ट्रीय और क्षेत्रीय से लेकर वैश्विक तक, ऊर्जा प्रणालियों की श्रेणी हो सकती है। शोधकर्ता ऊर्जा प्रणाली की अपनी परिभाषा के अंतर्गत मांग पक्ष के उपायों को सम्मिलित कर सकते हैं या नहीं भी कर सकते हैं। जलवायु परिवर्तन पर अन्तर्शासकीय पैनल (आईपीसीसी) ऐसा करता है, उदाहरण के लिए, परिवहन, भवन, उद्योग और कृषि पर अलग-अलग अध्यायों में इन उपायों को सम्मिलित करता है।

घरेलू खपत और निवेश संबंधी निर्णयों को भी ऊर्जा प्रणाली के क्षेत्र में सम्मिलित कर सकते हैं। इस तरह के विचार साधारण नहीं हैं क्योंकि उपभोक्ता व्यवहार को परिभाषित करना जटिल है, लेकिन प्रतिरूप में मानवीय कारकों को सम्मिलित करने की प्रवृत्ति है। घरेलू निर्णय लेने की प्रक्रिया को सीमित तर्कसंगतता और अभिकर्ता-आधारित व्यवहार की प्रविधि का उपयोग करके प्रदर्शित किया जा सकता है। एजेंट-आधारित व्यवहार। विज्ञान की प्रगति के लिए अमेरिकी संस्था (एएएस) विशेष रूप से वकालत करती है कि "मूल्य और आय-संचालित व्यवहार के अलावा अन्य व्यवहारिक विचारों को सम्मिलित करने पर [ऊर्जा प्रणाली के] आर्थिक मॉडल में अधिक ध्यान दिया जाना चाहिए "।

ऊर्जा-सेवाएं
एक ऊर्जा-सेवा की अवधारणा केंद्रीय है, विशेष रूप से जब एक ऊर्जा प्रणाली के उद्देश्य को परिभाषित किया जाता है:

"यह समझना महत्वपूर्ण है कि ऊर्जा का उपयोग अपने आप में कोई अंत नहीं है परन्तु हमेशा मानवीय आवश्यकता और इच्छाओं को पूरा करने के लिए निर्देशित होता है। ऊर्जा सेवाएं वे अंत्य हैं जिनके लिए ऊर्जा प्रणाली साधन प्रदान करती है।"

ऊर्जा-सेवाओं को उन सुविधाओं के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो या तो ऊर्जा की खपत के माध्यम से सुसज्जित हैं या इस प्रकार आपूर्ति की जा सकती है। अधिक स्पष्ट रूप से:

"मांग को, जहां संभव हो, ऊर्जा-सेवा प्रावधान के संदर्भ में परिभाषित किया जाना चाहिए, जैसा कि एक उपयुक्त तीव्रता से होता है – उदाहरण के लिए, वायु तापमान अंतरिक्ष-ताप के स्थिति में या लक्स के लिए स्तर प्रदीप्तिघनत्व है। यह दृष्टिकोण ऊर्जा-निष्क्रिय प्रविधि के उपयोग सहित आपूर्ति के प्रश्न पर संभावित प्रतिक्रियाओं के एक बहुत बड़े समुच्चय की सुविधा प्रदान करता है - उदाहरण के लिए, रेट्रोफिटेड विद्युत्‍रोधी तथा दिवालोक."

प्रतिव्यक्ति ऊर्जा-सेवाओं का विचार और कैसे ऐसी सेवाएं मानव कल्याण और जीवन की व्यक्तिगत गुणवत्ता में योगदान करती हैं, संधारणीय ऊर्जा पर विवाद के लिए सर्वोच्च है। ऊर्जा-सेवाओं की कम खपत वाले गरीब क्षेत्रों में रहने वाले लोगों को अधिक खपत से स्पष्ट रूप से लाभ होगा, लेकिन उच्च स्तर की खपत वाले लोगों के लिए सामान्यतः यह स्वाभाविक नहीं है।

ऊर्जा-सेवाओं की धारणा ने ऊर्जा सेवा कंपनियों (ईएससीओ) को उन्नति दी है जो किसी ग्राहक को विस्तारित अवधि के लिए ऊर्जा-सेवाएं प्रदान करने का अनुबंध करता है। इसके बाद ईएससीओ ऐसा करने के लिए सर्वोत्तम साधन पसंद करने के लिए स्वतंत्र है, जिसमें थर्मल प्रदर्शन और विचाराधीन निर्माण के एचवीएसी उपकरण में निवेश सम्मिलित है

अंतर्राष्ट्रीय मानक
ISO13600, ISO13601, और ISO13602 प्रौद्योगिक ऊर्जा प्रणालियों (टीईएस) को आवरक करने वाले अंतर्राष्ट्रीय मानकों का एक समुच्चय बनाते हैं।   यद्यपि 2016 से पहले वापस ले लिया गया था, ये दस्तावेज ऐसी प्रणालियों को औपचारिक रूप देने के लिए उपयोगी परिभाषाएँ और एक रूपरेखा प्रदान करते हैं। मानक विनिमय योग्य ऊर्जा पण्‍य पदार्थ (या एनर्जीवेयर) के प्रवाह से जुड़े आपूर्ति और मांग क्षेत्रों में विभाजित ऊर्जा प्रणाली को चित्रित करते हैं। प्रत्येक क्षेत्र में निवेश और निर्गम का एक समुच्चय होता है, कुछ सुविचारित और कुछ हानिकारक उत्पादों द्वारा। क्षेत्रक को आगे उप-क्षेत्रक में विभाजित किया जा सकता है, प्रत्येक एक समर्पित उद्देश्य को पूरा करता है। उपभोक्ताओं को एनर्जीवेयर-आधारित सेवाओं की आपूर्ति के लिए मांग क्षेत्र अंततः उपस्थित है (ऊर्जा-सेवाएं देखें)।

ऊर्जा प्रणाली पुनर्रचना और परिवर्तन
एनर्जी प्रणाली की रूपरेखा में प्रणाली और उसके आश्रितों की स्थिरता सुनिश्चित करने और जलवायु परिवर्तन शमन के लिए पेरिस अनुबंध की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए ऊर्जा प्रणालियों का नया स्वरूप सम्मिलित है। शोधकर्ता 100% नवीकरणीय ऊर्जा की ओर नवीकरणीय ऊर्जा संक्रमण के लिए ऊर्जा प्रणाली प्रतिरूप और रचनांतरण मार्ग अभिकल्पन कर रहे हैं, प्रायः वैज्ञानिकों की छोटी टीमों द्वारा एक बार बनाए गए सहकर्मी की समीक्षा विषय दस्तावेजों के रूप में और एक पत्रिका में प्रकाशित होती हैं।

प्रतिफल में प्रणाली के आंतरायिक प्रबंधन, वायु प्रदूषण, विभिन्न जोखिम (जैसे मानव सुरक्षा, पर्यावरणीय जोखिम, लागत जोखिम और व्यवहार्यता जोखिम), बिजली कटौती की अधिनियम के लिए स्थिरता (जाल निर्भरता या जाल-रुपरेखा सहित), संसाधन आवश्यकताएं (पानी सहित) सम्मिलित हैं और दुर्लभ खनिज और घटकों का पुनर्चक्रण), प्रौद्योगिकी/विकास आवश्यकताएं, लागत, व्यवहार्यता, अन्य प्रभावित प्रणालियां (जैसे भूमि-उपयोग जो खाद्य प्रणालियों को प्रभावित करती हैं), कार्बन उत्सर्जन, उपलब्ध ऊर्जा मात्रा और संक्रमण-संबंधी कारक (लागत, श्रम- संबंधित मुद्दों और परिनियोजन की गति)।

ऊर्जा प्रणाली रचना ऊर्जा की खपत पर भी विचार कर सकती है, जैसे कि पूर्ण ऊर्जा, अवशेष और खपत में कमी (जैसे कि कम ऊर्जा-उपयोग, बढ़ी हुई दक्षता और लचीली समय के माध्यम से), प्रक्रिया दक्षता वृद्धि और अपशिष्ट गर्मी पुनराप्‍ति। एक अध्ययन ने एक प्रकार की ऊर्जा प्रणालियों के प्रतिरूपण के लिए "एक परिष्कृत एकीकृत परिप्रेक्ष्य की ओर एकल अनुशासनात्मक दृष्टिकोण से आगे बढ़ने" के लिए महत्वपूर्ण क्षमता का उल्लेख किया हैं।

यह भी देखें

 * नियंत्रण आयतन - यांत्रिकी और ऊष्मप्रवैगिकी से एक अवधारणा
 * विद्युत शक्ति प्रणाली - विद्युत बिजली उत्पन्न करने, स्थानांतरित करने और उपयोग करने के लिए उपयोग किए जाने वाले विद्युत घटकों का एक संजाल
 * ऊर्जा विकास - परिष्कृत सामाजिक और पर्यावरणीय प्रभाव के अंतर्गत समाज को पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करने का प्रयास
 * ऊर्जा प्रतिरूपण - ऊर्जा प्रणालियों के परिकलक प्रतिरूप के निर्माण की प्रक्रिया
 * ऊर्जा उद्योग - ऊर्जा क्षेत्र का आपूर्ति-पक्ष
 * गणितीय प्रतिरूप - गणित का उपयोग करके एक प्रणाली का प्रतिनिधित्व प्रायः परिकलक का उपयोग करके समाधित किया जाता है
 * वस्तु अभिमुखित प्रोग्रामन- संजाल के रूप में ऊर्जा प्रणालियों के प्रतिनिधित्व के लिए अनुकूल एक अभिकलित्र क्रमादेशन रूपावाली
 * संजाल विज्ञान - जटिल संजाल का अध्ययन
 * खुली ऊर्जा प्रणाली डेटाबेस - डेटाबेस परियोजना जो ऊर्जा से संबंधित डेटासेट एकत्र, अमिश्रित और पुनर्प्रकाशित करते हैं
 * खुली ऊर्जा प्रणाली प्रतिरूप -ऊर्जा प्रणाली प्रतिरूप की समीक्षा जो कि खुले स्रोत भी हैं
 * सैंके आरेख - एक प्रणाली के माध्यम से ऊर्जा प्रवाह दिखाने के लिए उपयोग किया जाता है