मिनी ग्रिड: Difference between revisions
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=== तकनीकी लाभ === | === तकनीकी लाभ === | ||
मिनी- | मिनी-ग्रिड में उपयोग की जाने वाली तकनीक कई लाभ प्रदान करती है। मिनी-ग्रिड बिजली के बिना क्षेत्रों में अपेक्षाकृत जल्दी और आसानी से लागू होते हैं। अतिरिक्त शक्ति प्रदान करके या उन्हें पूरी तरह से बदलकर मौजूदा विद्युत ग्रिड को सुधारने के लिए भी उनका उपयोग किया जा सकता है जो अप्रभावी या अविश्वसनीय हैं। <ref name=":02" /> मिनी-ग्रिड भी अधिक कुशल होते हैं क्योंकि कम बिजली की आवश्यकता होने पर वे रात में कम लोड प्रदान कर सकते हैं।<ref name=":22">{{Cite book|date=2017|editor-last=Karki|editor-first=Nava Raj|editor2-last=Karki|editor2-first=Rajesh|editor3-last=Verma|editor3-first=Ajit Kumar|editor4-last=Choi|editor4-first=Jaeseok|title=Sustainable Power Systems|journal=Reliable and Sustainable Electric Power and Energy Systems Management|doi=10.1007/978-981-10-2230-2|issn=2510-2524|isbn=978-981-10-2229-6}}</ref> पारंपरिक ऊर्जा उत्पादन के विपरीत, मिनी-ग्रिड रात के समय होने वाली ऊर्जा की हानि को कम करते हैं जब समुदाय द्वारा कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।[[डीजल जनरेटर]] जैसी बड़ी विद्युत प्रणालियाँ इसकी पेशकश नहीं कर सकती हैं क्योंकि वे कम भार पर अक्षम होती हैं और बिजली की मात्रा की परवाह किए बिना अक्सर उच्च भार पर काम करती रहती हैं। मिनी-ग्रिड के उपयोग से जनरेटर के कम भार पर चलने के समय में भी कमी आती है जिससे पूरे प्रणाली की दक्षता बढ़ती है।<ref name=":02" /> | ||
एक अतिरिक्त लाभ मिनी-ग्रिड्स प्रदान करते हैं कि उन्हें पारंपरिक ईंधन स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि कई बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रिक ग्रिड | एक अतिरिक्त लाभ मिनी-ग्रिड्स प्रदान करते हैं कि उन्हें पारंपरिक ईंधन स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि कई बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रिक ग्रिड ामक रते हैं।इ इसका मतलब यह है कि उन्हें उन क्षेत्रों में आसानी से लागू किया जा सकता है जहां डीजल या अन्य जीवाश्म ईंधन नहीं है।<ref name=":22" /> यह परिचालन लागत को कम करता है और अक्सर ईंधन की कीमतों में उतार-चढ़ाव पर निर्भर करता है।<ref name=":02" />बड़े विद्युत ग्रिडों की तुलना में मिनी-ग्रिडों को भी कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। चूंकि वे घंटों को कम कर देते हैं जो डीजल जनरेटर कम लोड पर उपयोग किए जाते हैं, जनरेटर लंबे समय तक चलते हैं और उन्हें अक्सर बदलने की आवश्यकता नहीं होती है। ग्रामीण क्षेत्रों के कारण जहां आमतौर पर मिनी-ग्रिड का उपयोग किया जाता है, सिस्टम रखरखाव की आवश्यकता होने पर अक्सर आपूर्ति या तकनीशियनों तक बहुत कम पहुंच होती है।<ref name=":02" /> | ||
=== वित्तीय लाभ === | === वित्तीय लाभ === | ||
ईंधन की कम लागत के अलावा, मिनी-ग्रिड्स अन्य वित्तीय लाभ प्रदान करते | ईंधन की कम लागत के अलावा, मिनी-ग्रिड्स अन्य वित्तीय लाभ प्रदान करते हैं। मिनी-ग्रिड ऊर्जा स्रोतों के संयोजन द्वारा चलाए जा सकते हैं, जिसका अर्थ है कि उनके पास बिजली की कम स्तरीय लागत है।<ref name=":02" /> मिनी-ग्रिड कई उपयोगकर्ताओं के बीच बिजली के भंडारण को फैलाने में भी सक्षम हैं, जो ऑफ-ग्रिड या सोलर होम सिस्टम की तुलना में लागत को कम करता है, जहां बिजली का भंडारण एक क्षेत्र में केंद्रित होता है।<ref name=":02" />अन्य प्रकार के इलेक्ट्रिक ग्रिड की तुलना में मिनी-ग्रिड भी अधिक लाभदायक हैं।उनकी बेहतर विद्युत सेवाओं के कारण और ब्लैकआउट जैसी खराबी में कमी के कारण, ग्राहक समग्र रूप से अधिक संतुष्ट हैं, और इस प्रकार मिनी-ग्रिड प्रदान करने वाली सेवाओं के लिए भुगतान करने को तैयार हैं, जिससे राजस्व में वृद्धि हुई है।<ref name=":02" /> | ||
[[File:Fixed_Tilt_Solar_panel_at_Canterbury_Municipal_Building_Canterbury_New_Hampshire.jpg|thumb|डीजल जनरेटर की आवश्यकता को कम करने के लिए सौर पैनलों का उपयोग मिनी-ग्रिड्स में अक्सर किया जाता है।]] | [[File:Fixed_Tilt_Solar_panel_at_Canterbury_Municipal_Building_Canterbury_New_Hampshire.jpg|thumb|डीजल जनरेटर की आवश्यकता को कम करने के लिए सौर पैनलों का उपयोग मिनी-ग्रिड्स में अक्सर किया जाता है।]] | ||
=== पर्यावरणीय लाभ === | === पर्यावरणीय लाभ === | ||
मिनी- | मिनी-ग्रिड अन्य प्रकार के ग्रिडों की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल होते हैं। चूंकि वे डीजल जनरेटर की आवश्यकता को कम करते हैं, इसलिए [[ग्रीनहाउस गैस]] का उत्सर्जन बहुत कम हो जाता है। इससे उन क्षेत्रों में वायु और ध्वनि प्रदूषण में भी सुधार होता है जहां मिनी ग्रिड का उपयोग किया जाता है।<ref name=":02" /> | ||
=== सामाजिक लाभ === | === सामाजिक लाभ === | ||
अपने तकनीकी और आर्थिक लाभों के अलावा, मिनी-ग्रिड्स उन लोगों और समुदायों को भी | अपने तकनीकी और आर्थिक लाभों के अलावा, मिनी-ग्रिड्स उन लोगों और समुदायों को भी लाभ पहुँचाते हैं जिनकी वे सेवा करते हैं। कई व्यवसायों और संगठनों के कार्य करने के लिए, उनके पास कार्यशील और कुशल बिजली होनी चाहिए। मिनी-ग्रिड विकासशील क्षेत्रों में व्यवसायों की सफलता के लिए आवश्यक सेवाएं प्रदान करते हैं।<ref name=":02" />इससे अधिक नौकरियां पैदा होती हैं और समुदाय के लिए आय में वृद्धि होती है। बेहतर बिजली भी क्षेत्रों में स्वास्थ्य देखभाल प्रौद्योगिकी और संस्थानों को लाभान्वित कर सकती है और जीवन स्तर को उच्च स्तर तक ले जा सकती है।<ref name=":02" />बिजली मिनी-ग्रिड सामाजिक समारोहों और कार्यक्रमों के लिए अधिक अवसर प्रदान करते हैं जो समुदाय को मजबूत करते हैं। बेहतर बिजली भी अधिक भवनों का निर्माण करने और समुदाय का विस्तार करने का अवसर बनाती है।<ref name=":02" /> | ||
== जोखिम == | == जोखिम == | ||
हालांकि मिनी- | हालांकि मिनी-ग्रिड के कई फायदे हैं, लेकिन कुछ कमियां भी हैं। उनकी तकनीक और संगठन के साथ-साथ उस समुदाय के लिए जोखिम भी जुड़े हुए हैं, जिसमें वे लागू किए गए हैं। | ||
=== तकनीकी जोखिम === | === तकनीकी जोखिम === | ||
मिनी- | मिनी-ग्रिड से जुड़े मुख्य तकनीकी जोखिमों में से एक भार अनिश्चितता है। लोड आकार, वृद्धि और शेड्यूल का अनुमान लगाना अक्सर मुश्किल होता है, जिसके कारण प्रणाली कम दक्षता और उच्च लागत के साथ चल सकता है। समय के साथ लगातार बदलते लोड को सपोर्ट करना भी मुश्किल होता है, जैसा कि सामान्य रूप से मिनी-ग्रिड्स का उपयोग करते समय होता है।<ref name=":02" /> मिनी-ग्रिड का उपयोग करते समय बिजली की गुणवत्ताके लिए भी जोखिम होता है।[[फोटोवोल्टिक तंत्र]] और बैटरियों को एकीकृत करना मौजूदा ग्रिड के लिए विघटनकारी हो सकता है और इसके अस्थिर होने का कारण बन सकता है।<ref name=":02" />मिनी-ग्रिड का उपयोग करने का एक अन्य तकनीकी दोष यह है कि ग्रिड के एक भाग में हार्डवेयर की विफलता पूरे प्रणाली को प्रभावित कर सकती है। यदि ग्रिड का एक खंड क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो शेष ग्रिड भी विफल हो सकता है। यह एक जोखिम है जो किसी भी प्रकार के ग्रिड के साथ मौजूद है, हालांकि जिन क्षेत्रों में सामान्य रूप से मिनी-ग्रिड का उपयोग किया जाता है, वे गरीब ग्रामीण क्षेत्र हैं जहां रखरखाव सेवाओं तक कम पहुंच होती है, इसलिए प्रभाव और भी बढ़ जाते हैं।<ref name=":02" />ऊर्जा भंडारण के लिए सहायक होने के साथ-साथ, मिनी-ग्रिड में उपयोग की जाने वाली बैटरियों के अपने जोखिम भी होते हैं। वे सामान्य रूप से महंगे होते हैं और जैसे-जैसे वे बड़े होते जाते हैं, उनका ग्रिड को आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। यदि बैटरियों को सही समय पर नहीं बदला गया, तो पूरे ग्रिड द्वारा प्रदान की जाने वाली ऊर्जा कम हो सकती है।<ref name=":02" /> | ||
[[File:Roads_in_the_rural_areas_-_panoramio.jpg|thumb|अधिकांश क्षेत्र जहां मिनी-ग्रिड्स का उपयोग किया जाता है, ग्रामीण होते हैं और आपूर्ति तक बहुत कम पहुंच होती है।]] | [[File:Roads_in_the_rural_areas_-_panoramio.jpg|thumb|अधिकांश क्षेत्र जहां मिनी-ग्रिड्स का उपयोग किया जाता है, ग्रामीण होते हैं और आपूर्ति तक बहुत कम पहुंच होती है।]] | ||
=== संगठनात्मक जोखिम === | === संगठनात्मक जोखिम === | ||
उनकी जटिल प्रकृति के कारण, | उनकी जटिल प्रकृति के कारण, मिनी-ग्रिड का उपयोग करने से जुड़े कुछ संगठनात्मक जोखिम हैं। प्रभावी होने के लिए, मिनी-ग्रिड्स के पास उनके संचालन का समर्थन करने के लिए प्रभावी व्यवसाय मॉडल होना चाहिए। कारोबार को चालू रखने और ग्राहकों को बिजली उपलब्ध कराने के लिए राजस्व का एक स्थिर प्रवाह होना चाहिए।<ref name=":02" /> दूरस्थ और अविकसित स्थानों के कारण जहां मिनी-ग्रिड सामान्य रूप से लागू होते हैं, आपूर्ति और कुशल कर्मियों को उन क्षेत्रों में पहुंचाना मुश्किल होता है जिनकी उन्हें जरूरत होती है। प्रणाली स्थापित करते समय और जब मरम्मत की आवश्यकता होती है तो यह विशेष रूप से कठिन होता है।<ref name=":02" /> | ||
=== सामाजिक जोखिम === | === सामाजिक जोखिम === | ||
एक समुदाय में एक मिनी-ग्रिड को लागू करने | एक समुदाय में एक मिनी-ग्रिड को लागू करने के लिए क्षेत्र में रहने वाले लोगों के साथ-साथ उपकरणों को स्थापित करने वाले तकनीशियनों के बीच सावधानीपूर्वक योजना और सहयोग की आवश्यकता होती है। आवंटित ऊर्जा कोटा के संबंध में समुदाय के बीच संचार की भी आवश्यकता है। प्रत्येक उपयोगकर्ता को विशिष्ट रूप से एक निश्चित समय के लिए उपयोग करने के लिए एक ऊर्जा कोटा निर्धारित किया जाता है।<ref name=":02" />यदि कुछ उपयोगकर्ता बिजली की अधिक खपत करते हैं, तो यह अन्य उपयोगकर्ताओं के लिए घाटा छोड़ देता है और पूरी प्रणाली को बाधित कर सकता है। मिनी-ग्रिड के सफलतापूर्वक काम करने के लिए समुदाय को सहयोग से काम करना चाहिए।<ref name=":02" /> | ||
== अर्थशास्त्र == | == अर्थशास्त्र == | ||
मिनी- | मिनी-ग्रिड समुदायों को ऊर्जा के विश्वसनीय स्रोत के साथ-साथ उनकी अर्थव्यवस्था को कई लाभ प्रदान करतेहैं। अविकसित क्षेत्रों में बिजली लाने का प्रयास करना अक्सर सरकारी विद्युत कंपनियों के लिए बहुत महंगा होता है, और गरीब अर्थव्यवस्था वाले इन क्षेत्रों में लाभ की संभावना कम होती है।<ref name=":32">{{Cite news|url=https://www.economist.com/leaders/2018/07/12/mini-grids-may-be-the-best-way-to-illuminate-the-bottom-billion|title=Mini-grids may be the best way to illuminate the "bottom billion"|newspaper=The Economist|access-date=2018-10-26|language=en}}</ref> चूंकि मिनी-ग्रिड बड़े राष्ट्रीय ग्रिड से अलग से काम कर सकते हैं, इसलिए निजी कंपनियां उन्हें लागू कर सकती हैं और राज्य के स्वामित्व वाली कंपनियों की तुलना में ग्रामीण समुदायों को अधिक तेज़ी से बिजली प्रदान कर सकती हैं। <ref name=":32" /> | ||
बाजार के आकार के संदर्भ में, परामर्श कंपनी इन्फिनर्जिया का अनुमान है कि 2018 में अफ्रीका में | बाजार के आकार के संदर्भ में, परामर्श कंपनी इन्फिनर्जिया का अनुमान है कि 2018 में अफ्रीका में लगभग 2,000 सौर मिनी-ग्रिड स्थापित किए गए थे, 2023 तक उनके 16,000 तक पहुंचने की उम्मीद है। इसी तरह, विश्लेषक 2018 में एशिया में उनमें से 5,000 का अनुमान लगाते हैं, 2023 तक उनके 15,000 तक पहुंचने की उम्मीद है।<ref>{{Cite web | url=https://www.infinergia.com/en/mini-grid-market-report |title = Mini-grid for village electrification: Industry and African & Asian markets | INFINERGIA}}</ref> | ||
=== केस स्टडी === | === केस स्टडी === | ||
लेह जिले में | भारत के लेह जिले में किया गया एक केस अध्ययन अर्थव्यवस्था पर मिनी-ग्रिड के प्रभावों को प्रदर्शित करता है। चूंकि मिनी-ग्रिड की परिचालन लागत डीजल और हाइड्रो जनरेटर की तुलना में कम होती है, इसलिए उन्हें चलाने वाली कंपनियां अधिक राजस्व लाने में सक्षम होती हैं। <ref name=":13">{{Cite report|last1=Thirumurthy|first1=N.|last2=Harrington|first2=L.|last3=Martin|first3=D.|last4=Thomas|first4=L.|last5=Takpa|first5=J.|last6=Gergan|first6=R.|date=2012-09-01|title=Opportunities and Challenges for Solar Minigrid Development in Rural India|publisher=National Renewable Energy Lab|doi=10.2172/1052904|url=https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc837228/}}</ref> राजस्व में इस बढ़ोतरी का मतलब है कि कंपनियां अपने कर्मचारियों के वेतन में बढ़ोतरी कर सकती हैं। बदले में, कर्मचारी स्थानीय व्यवसायों में अधिक खर्च करने में सक्षम होते हैं और अर्थव्यवस्था को बढ़ने दिया जाता है।<ref name=":13" />इसके अलावा, मिनी-ग्रिड स्थानीय अर्थव्यवस्था को विकसित होने और सुधारने के अवसर प्रदान करते हैं। व्यवसाय बेहतर बिजली के साथ अधिक और बेहतर सेवाएं दे सकते हैं और अपने संगठनों का विस्तार कर सकते हैं।<ref name=":13" /> | ||
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Latest revision as of 09:35, 13 February 2023
एक मिनी-ग्रिड भार का एक एकत्रीकरण है और एक या एक से अधिक ऊर्जा स्रोत विद्युत शक्ति प्रदान करने वाली एकल प्रणाली के रूप में काम कर रहे हैं और संभवतः एक मुख्य पावर ग्रिड से पृथक गर्मी है। एक आधुनिक मिनी-ग्रिड में नवीकरणीय और जीवाश्म ईंधन आधारित उत्पादन, ऊर्जा भंडारण और भार नियंत्रण शामिल हो सकते हैं।[1][2] एक मिनी ग्रिड को मुख्य ग्रिड (वाइड एरिया सिंक्रोनस ग्रिड) से पूरी तरह से अलग किया जा सकता है या इससे जुड़ा हो सकता है। यदि यह मुख्य ग्रिड से जुड़ा हुआ है, तो इसे मुख्य ग्रिड से ("द्वीप") अलग करने में भी सक्षम होना चाहिए और एक द्वीप या स्वायत्त मोड में काम करते हुए अपने ग्राहकों की सेवा करना जारी रखना चाहिए।।[3] मिनी-ग्रिड का उपयोग ग्रामीण समुदायों के विद्युतीकरण के लिए एक लागत प्रभावी समाधान के रूप में किया जाता है, जहां अंत उपयोगकर्ता जनसंख्या घनत्व के लिए संचरण और लागत के मामले में एक ग्रिड संबंध चुनौतीपूर्ण होता है, [4] मिनी ग्रिड के साथ अक्सर सौ या ग्रामीण समुदायों का विद्युतीकरण करने के लिए उपयोग किया जाता है। अधिक घर जो मुख्य ग्रिड से 10 किमी या उससे अधिक दूरी पर हैं।[5] मिनी ग्रिड और माइक्रोग्रिड समान हैं, और इन शब्दों को कभी-कभी समानार्थक शब्द के रूप में उपयोग किया जाता है। माइक्रोग्रिड और मिनी ग्रिड दोनों में उत्पादन और वितरण शामिल हैं, और सामान्य रूप से विद्युत रासायनिक बैटरी के रूप में बिजली संग्रहण शामिल है। दोनों एक ब्लैकआउट या अन्य गड़बड़ी की स्थिति में "द्वीप" कर सकते हैं या मिनी ग्रिड में सामान्य रूप से इस मामले में कि वे पहली बार में मुख्य ग्रिड से कभी जुड़े नहीं थे। व्यवहार में, "मिनी ग्रिड" शब्द का उपयोग कम और मध्यम आय वाले देशों में सामान्य रूप से उन समुदायों को बिजली प्रदान करने के लिए किया जाता है जो पहले अविद्युतीकृत थे, या कभी-कभी उन क्षेत्रों में विश्वसनीय बिजली प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता था जिनमें राष्ट्रीय ग्रिड मौजूद है लेकिन जहां बिजली छिटपुट है; पूरे उप-सहारा अफ्रीका में, मुख्य ग्रिड से जुड़े आधे से अधिक घरों में आधे से भी कम समय बिजली मिलने की सूचना है।[6] अफ्रीकी मिनी ग्रिड डेवलपर्स एसोसिएशन (AMDA) की रिपोर्ट है कि इसके सदस्यों के मिनी ग्रिड का अपटाइम, जिसके लिए डेटा उपलब्ध था, पूरे देश में औसतन 99% था।[7]इसके विपरीत, उच्च आय वाले देशों में "माइक्रोग्रिड" शब्द का उपयोग उन प्रणालियों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जो डेटा केंद्रों, अस्पतालों, कॉर्पोरेट परिसरों या सैन्य ठिकाने सामान्य रूप से सेवा क्षेत्रों में होते हैं जिनमें वैश्विक मानकों के अनुसार पहले से ही उच्च स्तर की विश्वसनीयता होती है (उदाहरण के लिए "तीन नाइन" या 99.9% विश्वसनीयता)।[8][9]
पृष्ठभूमि
इतिहास
कई विकसित, उच्च आय वाले देशों के इलेक्ट्रिक ग्रिड एक बार मिनी ग्रिड के रूप में शुरू हुए। इन पृथक विद्युत प्रणालियों को तब जोड़ा गया था और एक बड़े ग्रिड में एकीकृत किया गया था।[10] मिनी ग्रिड की यह पहली पीढ़ी ब्राजील, चीन, डेनमार्क, इटली, नीदरलैंड, स्पेन, स्वीडन, यूनाइटेड किंगडम और संयुक्त राज्य अमेरिका सहित अधिकांश आधुनिक अर्थव्यवस्थाओं के शुरुआती विकास और औद्योगीकरण के लिए महत्वपूर्ण थी।[11]उन्नीसवीं सदी के अंत और बीसवीं सदी की शुरुआत में शुरू की गई मिनी ग्रिड प्रणाली को मिनी ग्रिड की पहली पीढ़ी के रूप में वर्णित किया जा सकता है। 1980 के दशक से शुरू होकर 1990 के दशक और 2000 के दशक के प्रारंभ तक, दसियों हज़ार की संख्या में मिनी ग्रिड की दूसरी पीढ़ी को कई निम्न-आय वाले देशों में तैनात किया गया था।[10] ये प्रणालियाँ आम तौर पर छोटी और पृथक होती हैं, जो डीजल या जलविद्युत द्वारा संचालित होती हैं,और स्थानीय समुदायों या उद्यमियों द्वारा मुख्य रूप से ग्रामीण परिवारों को बिजली की पहुँच प्रदान करने के लिए बनाई जाती हैं, विशेषकर उन क्षेत्रों में जहाँ अभी तक मुख्य ग्रिड द्वारा सेवा नहीं दी जाती है। इनमें से कई प्रणालियों को राष्ट्रीय ग्रिडों ने पीछे छोड़ दिया था। कुछ जो अभी भी मौजूद हैं, अब ईंधन लागत को कम करने के लिए सौर फोटोवोल्टिक (पीवी) प्रणालियों के साथ संकरण के लिए प्रमुख उम्मीदवार हैं।
ग्रामीण विद्युतीकरण
भौगोलिक और आर्थिक बाधाओं के कारण कई ग्रामीण समुदाय बड़े, पारंपरिक ग्रिड से एकाकी रहते हैं।[4]वैश्विक ऑफ-ग्रिड ग्रामीण आबादी का विद्युतीकरण कई विकासशील और विकसित देशों का एक प्रमुख कार्य है, और 2013 विश्व ऊर्जा आउटलुक में अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी के अनुसार, मिनी-ग्रिड सार्वभौमिक बिजली पहुंच प्रदान करने के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी तरीके का प्रतिनिधित्व करते हैं। इन आबादी के लिए।[12][4] नई प्रौद्योगिकी नवाचारों के कारण, जिसके परिणामस्वरूप मिनी-ग्रिड और ऊर्जा उत्पादन स्रोतों, विशेष रूप से सौर और पवन ऊर्जा, दोनों के लिए लागत में कमी आई है, मिनी-ग्रिड में दूरस्थ क्षेत्रों को विद्युतीकृत करने की क्षमता है जो अन्यथा ग्रिड कनेक्शन के बाहर रहेंगे।[13] मिनी-ग्रिड अधिक पृथक क्षेत्रों के लिए एक लागत प्रभावी और समय पर समाधान है जिसमें मुख्य विद्युत ग्रिड से संबंध उपलब्ध नहीं है, और उप-सहारा अफ्रीका, दक्षिण और पूर्व एशिया, विकासशील राज्य और छोटे द्वीप में ऊर्जा की मांग को पूरा करने के लिए एक व्यावहारिक विकल्प का प्रतिनिधित्व करता है। ।[13]
लाखों लोग आज बिजली से वंचित हैं, और संयुक्त राष्ट्र सतत विकास लक्ष्य वैश्विक समुदाय को एक समाधान प्रदान करने के लिए प्रतिबद्ध हैं।[14] दाईं ओर का मानचित्र अमेरिका, चीन और यूरोप जैसे विकसित देशों के बीच ऊर्जा असमानता को प्रदर्शित करता है जबकि दक्षिण अमेरिका, अफ्रीका और दक्षिण पूर्व एशिया में अभी भी कई समुदाय हैं जिनमें विश्वसनीय, टिकाऊ, सस्ती ऊर्जा की कमी है। मिनी-ग्रिड्स को वर्तमान में ग्रामीण आबादी में ऊर्जा लाने के लिए सबसे प्रभावी समाधानों में से एक के रूप में देखा जा रहा है, जहां ऊर्जा की मांग ऐसी है कि व्यक्तिगत स्टैंड-अलोन प्रणाली जैसे कि नैनो-ग्रिड अव्यावहारिक हैं लेकिन जहां जनसंख्या इतनी बड़ी है कि एक बड़ी ग्रिड प्रणाली की आवश्यकता होती है।।[2] क्योंकि एक ग्रिड को ऊर्जा की आपूर्ति को मांग के साथ संतुलित करना चाहिए, मिनी-ग्रिड का बड़ा आकार और लचीलापन सुरक्षित और अधिक सस्ती बिजली की अनुमति देता है।[15]
तकनीकी घटक
पीढ़ी
एक मिनी-ग्रिड विद्युत प्रणाली का एक महत्वपूर्ण घटक ऑन-साइट, ऊर्जा उत्पादन का विश्वसनीय स्रोत है। दूरस्थ क्षेत्रों के लिए पारंपरिक मिनी-ग्रिड उत्पादन डीजल इंजन अल्टरनेटर से आया, जिसमें उच्च चलने की लागत, कम दक्षता और उच्च रखरखाव शामिल था। अधिक स्थिरता के साथ जीवाश्म ईंधन संचालित ग्रिड की विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए, डीजल जनरेटर, बैटरी और इनवर्टर के साथ अक्षय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को एकीकृत करने के लिए हाइब्रिड ऊर्जा प्रणालियों का उपयोग किया जा सकता है।[16] उत्पादन के साथ मुख्य चिंता भार की मांग में उतार-चढ़ाव है जो उत्पादन प्रणाली से विभिन्न बिजली आवश्यकताओं को लागू करता है।[17] ये उतार-चढ़ाव एक ही दिन में, दिन-प्रतिदिन, या यहां तक कि सप्ताहों से महीनों के पैमाने पर भिन्न हो सकते हैं, जिसके लिए लचीली मिनी-ग्रिड पीढ़ी की आवश्यकता होती है। ऊर्जा भंडारण के स्रोत के बिना सीमित बिजली उत्पादन के मामले में,पीक लोड मिनी-ग्रिड उत्पादन की आपूर्ति करने में सक्षम होने की तुलना में अधिक बिजली की मांग कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूपब्राउनआउट (बिजली) या बिजली आउटेज हो जाते हैं।[18]
ऊर्जा स्रोत
मिनी-ग्रिड सिस्टम को ऑन-साइड पावर प्रदान करने के लिए कई तरह के ऊर्जा स्रोत मौजूद हैं। कम लागत और टिकाऊ आर्थिक और पर्यावरणीय प्रकृति के कारण नवीनीकरण के लिए हाल के विकास एक आकर्षक विकल्प प्रदान करते हैं। उदाहरण के तौर पर, सौर पीवी की ऊर्जा लागत 2007 और 2016 के बीच $4/W से घटकर $0.55-$0.65/W हो गई।[19]
मिनी-ग्रिड पीढ़ी के सामान्य स्रोत[20][21]
- सौर प्रकाशवोल्टीय
- पवन ऊर्जा
- हाइड्रोपावर
- बायोमास
- पारंपरिक ईंधन जनरेटर
- हाइब्रिड सिस्टम
- समुद्री ऊर्जा
ऊर्जा भंडारण
मिनी-ग्रिड नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों (एमआरईएस) की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए अक्षय (नवीनीकरण) ऊर्जा स्रोतों, जनरेटर, ईंधन सेल, या बैटरी की आंतरायिक प्रकृति के कारण आवश्यक हैं।[22] अन्यथा, जब अक्षय उत्पादन संभव नहीं होता है तो वास्तविक समय उत्पादन पर निर्भर समुदायों को बिजली कटौती का अनुभव होता है। भार की मांग में उतार-चढ़ाव के कारण, ऊर्जा भंडारण प्रणाली को अत्यधिक मांग को पूरा करने में सक्षम होना चाहिए, जिसके लिए बड़ी और महंगी बैटरी या ईंधन सेल प्रणाली की आवश्यकता हो सकती है। स्थिरता के साथ लागत को संतुलित करने के लिए, ऊर्जा भंडारण को डीजल शक्ति के साथ जोड़ा जा सकता है और श्रृंखला या स्विच्ड संकर प्रणाली में मिनी-ग्रिड में पेश किया जा सकता है।[23]
हाइब्रिड सिस्टम
मिनी-ग्रिड विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए हाइब्रिड मिनी-ग्रिड सिस्टम एक लोकप्रिय विकल्प है, खासकर जब अक्षय ऊर्जा स्रोतों पर विचार किया जाता है। विविध वितरित ऊर्जा संसाधन (डीईआर) द्वारा एक हाइब्रिड मिनी-ग्रिड की पहचान की जाती है, जहां ऊर्जा उत्पादन विभिन्न स्रोतों जैसे सौर पीवी, माइक्रो-हाइड्रो पावर प्लांट, पवन टर्बाइन, बायोमास और छोटे पारंपरिक जनरेटर से आता है।[24] श्रृंखला हाइब्रिड सिस्टम में अक्षय ऊर्जा स्रोत और डीजल जनरेटर दोनों होते हैं जिनका उपयोग बैटरी बैंक के चार्ज को बनाए रखने के लिए संयोजन में किया जाता है, जिसे बाद में एसी में परिवर्तित किया जाता है और लोड में खिलाया जाता है। यह प्रणाली सरल कार्यान्वयन की अनुमति देती है, लेकिन इसकी दक्षता कम होती है और इसके लिए बड़ी बैटरी क्षमता की आवश्यकता होती है।[16]इसके विपरीत, स्विच्ड हाइब्रिड प्रणालियाँ नवीकरणीय ऊर्जा के साथ-साथ भंडारण को आधार भाग बिजली आपूर्ति की आपूर्ति करने में सक्षम बनाती हैं जबकि डीजल जनरेटर अधिकतम मांग को पूरा करने में मदद करता है।[16]
वितरण
एक मिनी-ग्रिड वितरण प्रणाली उत्पादन स्रोत द्वारा उत्पादित ऊर्जा को अंतिम उपयोगकर्ताओं तक ले जाती है। इसमें संचरण रेखा लाइन, ट्रांसफार्मर को सक्षम करने के लिए आवश्यक ट्रांसमिशन लाइनें, ट्रांसफार्मर और बुनियादी ढाँचे शामिल हैं। लोड आवश्यकताओं के आधार पर, वितरण प्रणाली AC या DC एकल-चरण विद्युत शक्ति या तीन-चरण विद्युत शक्ति शक्ति में हो सकती है। AC के कई लाभ हैं, क्योंकि यह दूरियों पर प्रभावी विद्युत संचरण की अनुमति देता है और उपभोक्ता उपकरणों की आवश्यकताओं को पूरा करता है, और अधिक व्यापक रूप से इसका उपयोग किया जाता है। हालांकि, AC को उच्च वोल्टेज वितरण नेटवर्क लागत को कम करने और सिस्टम हानि को कम करने के लिए ट्रांसफॉर्मर की भी आवश्यकता होती है, लेकिन सामान्य रूप से DC की तुलना में अधिक महंगा होता है क्योंकि बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में वृद्धि होती है।[21]
स्मार्ट मिनी-ग्रिड
एक स्मार्ट मिनी-ग्रिड (एसएमजी) एक बुद्धिमान बिजली वितरण नेटवर्क है जो मिनी-ग्रिड सिस्टम के विभिन्न तकनीकी घटकों का प्रबंधन करता है। ।[24] अक्सर हाइब्रिड बिजली उत्पादन के साथ मिलकर, स्मार्ट मिनी-ग्रिड स्मार्ट नियंत्रकों और उन्नत नियंत्रण तकनीकों का उपयोग करके संचालित होता है, जिसमें विभिन्न ऊर्जा स्रोत, ऊर्जा भंडारण और वितरण शामिल होते हैं। स्मार्ट मिनी-ग्रिड एक प्रबंधन प्रणाली पर निर्भरकरता है जो बिजली के भार के मापन, निगरानी और नियंत्रण की अनुमति देता है और रिमोट ऑपरेशन,स्मार्ट मीटरिंग, लोड शेडिंग और अनुकूलित प्रदर्शन की अनुमति देने के लिए स्वचालन के साथ जोड़ा जा सकता है। [21] एक अन्य प्रमुख घटक स्व-उपचार है, या प्रणाली में गड़बड़ी या परिवर्तन के मामले में स्मार्ट मिनी-ग्रिड का पता लगाने, प्रतिक्रिया करने और तुरंत खुद को पुनर्स्थापित करने की क्षमता है।[25]
लाभ
तकनीकी और पर्यावरण से लेकर सामाजिक और वित्तीय लाभ तक मिनी-ग्रिड के कई संभावित लाभ हैं। मिनी-ग्रिड का उपयोग ग्रामीण क्षेत्रों में किया जा सकता है और अक्सर अन्य प्रकार की बिजली प्रणालियों की तुलना में अधिक कुशल और लागत प्रभावी होते हैं। पर्यावरण पर कम प्रभाव डालते हुए वे समुदाय को भी मजबूत कर सकते हैं।[26]
तकनीकी लाभ
मिनी-ग्रिड में उपयोग की जाने वाली तकनीक कई लाभ प्रदान करती है। मिनी-ग्रिड बिजली के बिना क्षेत्रों में अपेक्षाकृत जल्दी और आसानी से लागू होते हैं। अतिरिक्त शक्ति प्रदान करके या उन्हें पूरी तरह से बदलकर मौजूदा विद्युत ग्रिड को सुधारने के लिए भी उनका उपयोग किया जा सकता है जो अप्रभावी या अविश्वसनीय हैं। [26] मिनी-ग्रिड भी अधिक कुशल होते हैं क्योंकि कम बिजली की आवश्यकता होने पर वे रात में कम लोड प्रदान कर सकते हैं।[27] पारंपरिक ऊर्जा उत्पादन के विपरीत, मिनी-ग्रिड रात के समय होने वाली ऊर्जा की हानि को कम करते हैं जब समुदाय द्वारा कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।डीजल जनरेटर जैसी बड़ी विद्युत प्रणालियाँ इसकी पेशकश नहीं कर सकती हैं क्योंकि वे कम भार पर अक्षम होती हैं और बिजली की मात्रा की परवाह किए बिना अक्सर उच्च भार पर काम करती रहती हैं। मिनी-ग्रिड के उपयोग से जनरेटर के कम भार पर चलने के समय में भी कमी आती है जिससे पूरे प्रणाली की दक्षता बढ़ती है।[26]
एक अतिरिक्त लाभ मिनी-ग्रिड्स प्रदान करते हैं कि उन्हें पारंपरिक ईंधन स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि कई बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रिक ग्रिड ामक रते हैं।इ इसका मतलब यह है कि उन्हें उन क्षेत्रों में आसानी से लागू किया जा सकता है जहां डीजल या अन्य जीवाश्म ईंधन नहीं है।[27] यह परिचालन लागत को कम करता है और अक्सर ईंधन की कीमतों में उतार-चढ़ाव पर निर्भर करता है।[26]बड़े विद्युत ग्रिडों की तुलना में मिनी-ग्रिडों को भी कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। चूंकि वे घंटों को कम कर देते हैं जो डीजल जनरेटर कम लोड पर उपयोग किए जाते हैं, जनरेटर लंबे समय तक चलते हैं और उन्हें अक्सर बदलने की आवश्यकता नहीं होती है। ग्रामीण क्षेत्रों के कारण जहां आमतौर पर मिनी-ग्रिड का उपयोग किया जाता है, सिस्टम रखरखाव की आवश्यकता होने पर अक्सर आपूर्ति या तकनीशियनों तक बहुत कम पहुंच होती है।[26]
वित्तीय लाभ
ईंधन की कम लागत के अलावा, मिनी-ग्रिड्स अन्य वित्तीय लाभ प्रदान करते हैं। मिनी-ग्रिड ऊर्जा स्रोतों के संयोजन द्वारा चलाए जा सकते हैं, जिसका अर्थ है कि उनके पास बिजली की कम स्तरीय लागत है।[26] मिनी-ग्रिड कई उपयोगकर्ताओं के बीच बिजली के भंडारण को फैलाने में भी सक्षम हैं, जो ऑफ-ग्रिड या सोलर होम सिस्टम की तुलना में लागत को कम करता है, जहां बिजली का भंडारण एक क्षेत्र में केंद्रित होता है।[26]अन्य प्रकार के इलेक्ट्रिक ग्रिड की तुलना में मिनी-ग्रिड भी अधिक लाभदायक हैं।उनकी बेहतर विद्युत सेवाओं के कारण और ब्लैकआउट जैसी खराबी में कमी के कारण, ग्राहक समग्र रूप से अधिक संतुष्ट हैं, और इस प्रकार मिनी-ग्रिड प्रदान करने वाली सेवाओं के लिए भुगतान करने को तैयार हैं, जिससे राजस्व में वृद्धि हुई है।[26]
पर्यावरणीय लाभ
मिनी-ग्रिड अन्य प्रकार के ग्रिडों की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल होते हैं। चूंकि वे डीजल जनरेटर की आवश्यकता को कम करते हैं, इसलिए ग्रीनहाउस गैस का उत्सर्जन बहुत कम हो जाता है। इससे उन क्षेत्रों में वायु और ध्वनि प्रदूषण में भी सुधार होता है जहां मिनी ग्रिड का उपयोग किया जाता है।[26]
सामाजिक लाभ
अपने तकनीकी और आर्थिक लाभों के अलावा, मिनी-ग्रिड्स उन लोगों और समुदायों को भी लाभ पहुँचाते हैं जिनकी वे सेवा करते हैं। कई व्यवसायों और संगठनों के कार्य करने के लिए, उनके पास कार्यशील और कुशल बिजली होनी चाहिए। मिनी-ग्रिड विकासशील क्षेत्रों में व्यवसायों की सफलता के लिए आवश्यक सेवाएं प्रदान करते हैं।[26]इससे अधिक नौकरियां पैदा होती हैं और समुदाय के लिए आय में वृद्धि होती है। बेहतर बिजली भी क्षेत्रों में स्वास्थ्य देखभाल प्रौद्योगिकी और संस्थानों को लाभान्वित कर सकती है और जीवन स्तर को उच्च स्तर तक ले जा सकती है।[26]बिजली मिनी-ग्रिड सामाजिक समारोहों और कार्यक्रमों के लिए अधिक अवसर प्रदान करते हैं जो समुदाय को मजबूत करते हैं। बेहतर बिजली भी अधिक भवनों का निर्माण करने और समुदाय का विस्तार करने का अवसर बनाती है।[26]
जोखिम
हालांकि मिनी-ग्रिड के कई फायदे हैं, लेकिन कुछ कमियां भी हैं। उनकी तकनीक और संगठन के साथ-साथ उस समुदाय के लिए जोखिम भी जुड़े हुए हैं, जिसमें वे लागू किए गए हैं।
तकनीकी जोखिम
मिनी-ग्रिड से जुड़े मुख्य तकनीकी जोखिमों में से एक भार अनिश्चितता है। लोड आकार, वृद्धि और शेड्यूल का अनुमान लगाना अक्सर मुश्किल होता है, जिसके कारण प्रणाली कम दक्षता और उच्च लागत के साथ चल सकता है। समय के साथ लगातार बदलते लोड को सपोर्ट करना भी मुश्किल होता है, जैसा कि सामान्य रूप से मिनी-ग्रिड्स का उपयोग करते समय होता है।[26] मिनी-ग्रिड का उपयोग करते समय बिजली की गुणवत्ताके लिए भी जोखिम होता है।फोटोवोल्टिक तंत्र और बैटरियों को एकीकृत करना मौजूदा ग्रिड के लिए विघटनकारी हो सकता है और इसके अस्थिर होने का कारण बन सकता है।[26]मिनी-ग्रिड का उपयोग करने का एक अन्य तकनीकी दोष यह है कि ग्रिड के एक भाग में हार्डवेयर की विफलता पूरे प्रणाली को प्रभावित कर सकती है। यदि ग्रिड का एक खंड क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो शेष ग्रिड भी विफल हो सकता है। यह एक जोखिम है जो किसी भी प्रकार के ग्रिड के साथ मौजूद है, हालांकि जिन क्षेत्रों में सामान्य रूप से मिनी-ग्रिड का उपयोग किया जाता है, वे गरीब ग्रामीण क्षेत्र हैं जहां रखरखाव सेवाओं तक कम पहुंच होती है, इसलिए प्रभाव और भी बढ़ जाते हैं।[26]ऊर्जा भंडारण के लिए सहायक होने के साथ-साथ, मिनी-ग्रिड में उपयोग की जाने वाली बैटरियों के अपने जोखिम भी होते हैं। वे सामान्य रूप से महंगे होते हैं और जैसे-जैसे वे बड़े होते जाते हैं, उनका ग्रिड को आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। यदि बैटरियों को सही समय पर नहीं बदला गया, तो पूरे ग्रिड द्वारा प्रदान की जाने वाली ऊर्जा कम हो सकती है।[26]
संगठनात्मक जोखिम
उनकी जटिल प्रकृति के कारण, मिनी-ग्रिड का उपयोग करने से जुड़े कुछ संगठनात्मक जोखिम हैं। प्रभावी होने के लिए, मिनी-ग्रिड्स के पास उनके संचालन का समर्थन करने के लिए प्रभावी व्यवसाय मॉडल होना चाहिए। कारोबार को चालू रखने और ग्राहकों को बिजली उपलब्ध कराने के लिए राजस्व का एक स्थिर प्रवाह होना चाहिए।[26] दूरस्थ और अविकसित स्थानों के कारण जहां मिनी-ग्रिड सामान्य रूप से लागू होते हैं, आपूर्ति और कुशल कर्मियों को उन क्षेत्रों में पहुंचाना मुश्किल होता है जिनकी उन्हें जरूरत होती है। प्रणाली स्थापित करते समय और जब मरम्मत की आवश्यकता होती है तो यह विशेष रूप से कठिन होता है।[26]
सामाजिक जोखिम
एक समुदाय में एक मिनी-ग्रिड को लागू करने के लिए क्षेत्र में रहने वाले लोगों के साथ-साथ उपकरणों को स्थापित करने वाले तकनीशियनों के बीच सावधानीपूर्वक योजना और सहयोग की आवश्यकता होती है। आवंटित ऊर्जा कोटा के संबंध में समुदाय के बीच संचार की भी आवश्यकता है। प्रत्येक उपयोगकर्ता को विशिष्ट रूप से एक निश्चित समय के लिए उपयोग करने के लिए एक ऊर्जा कोटा निर्धारित किया जाता है।[26]यदि कुछ उपयोगकर्ता बिजली की अधिक खपत करते हैं, तो यह अन्य उपयोगकर्ताओं के लिए घाटा छोड़ देता है और पूरी प्रणाली को बाधित कर सकता है। मिनी-ग्रिड के सफलतापूर्वक काम करने के लिए समुदाय को सहयोग से काम करना चाहिए।[26]
अर्थशास्त्र
मिनी-ग्रिड समुदायों को ऊर्जा के विश्वसनीय स्रोत के साथ-साथ उनकी अर्थव्यवस्था को कई लाभ प्रदान करतेहैं। अविकसित क्षेत्रों में बिजली लाने का प्रयास करना अक्सर सरकारी विद्युत कंपनियों के लिए बहुत महंगा होता है, और गरीब अर्थव्यवस्था वाले इन क्षेत्रों में लाभ की संभावना कम होती है।[28] चूंकि मिनी-ग्रिड बड़े राष्ट्रीय ग्रिड से अलग से काम कर सकते हैं, इसलिए निजी कंपनियां उन्हें लागू कर सकती हैं और राज्य के स्वामित्व वाली कंपनियों की तुलना में ग्रामीण समुदायों को अधिक तेज़ी से बिजली प्रदान कर सकती हैं। [28]
बाजार के आकार के संदर्भ में, परामर्श कंपनी इन्फिनर्जिया का अनुमान है कि 2018 में अफ्रीका में लगभग 2,000 सौर मिनी-ग्रिड स्थापित किए गए थे, 2023 तक उनके 16,000 तक पहुंचने की उम्मीद है। इसी तरह, विश्लेषक 2018 में एशिया में उनमें से 5,000 का अनुमान लगाते हैं, 2023 तक उनके 15,000 तक पहुंचने की उम्मीद है।[29]
केस स्टडी
भारत के लेह जिले में किया गया एक केस अध्ययन अर्थव्यवस्था पर मिनी-ग्रिड के प्रभावों को प्रदर्शित करता है। चूंकि मिनी-ग्रिड की परिचालन लागत डीजल और हाइड्रो जनरेटर की तुलना में कम होती है, इसलिए उन्हें चलाने वाली कंपनियां अधिक राजस्व लाने में सक्षम होती हैं। [30] राजस्व में इस बढ़ोतरी का मतलब है कि कंपनियां अपने कर्मचारियों के वेतन में बढ़ोतरी कर सकती हैं। बदले में, कर्मचारी स्थानीय व्यवसायों में अधिक खर्च करने में सक्षम होते हैं और अर्थव्यवस्था को बढ़ने दिया जाता है।[30]इसके अलावा, मिनी-ग्रिड स्थानीय अर्थव्यवस्था को विकसित होने और सुधारने के अवसर प्रदान करते हैं। व्यवसाय बेहतर बिजली के साथ अधिक और बेहतर सेवाएं दे सकते हैं और अपने संगठनों का विस्तार कर सकते हैं।[30]
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