(जोहाना मैथ्यू, मिशिगन विश्वविद्यालय)


एन आर्बर (अमेरिका), 15 जून (द कन्वरसेशन) गर्मी का मौसम आते ही अमेरिका के अधिकतर हिस्सों में लोग एयर कंडीशनर चालू कर देते हैं। लेकिन अगर आप मेरी तरह हैं, तो आपको हमेशा इस बात का पछतावा होता है। पिछली पीढ़ियां बिना एयर कंडीशनिंग के काम चलाती थीं - क्या मुझे वाकई इसकी ज़रूरत है? और गर्म होती दुनिया में ठंडक के लिए इतनी सारी बिजली का इस्तेमाल करना कितना बुरा है?


अगर मैं अपना एयर कंडीशनर बंद कर देता हूं, तो मुझे बहुत गर्मी लगती है। लेकिन अगर हर कोई एक ही समय पर अपना एयर कंडीशनर चालू कर देता है, तो बिजली की मांग बढ़ जाती है, जिससे पावर ग्रिड ऑपरेटर कुछ सबसे महंगे और गंदे बिजली संयंत्रों को चालू करने के लिए मजबूर हो सकते हैं।


हाल ही में अनुसंधानकर्ताओं की एक टीम के साथ प्रकाशित शोध ने मुझे थोड़ा बेहतर महसूस कराया है। हमने पाया है कि बड़ी संख्या में घरेलू एयर-कंडीशनिंग इकाइयों के संचालन को समन्वित करना संभव है, बिजली ग्रिड पर आपूर्ति और मांग को संतुलित करना और लोगों के उनके घरों के अंदर उच्च तापमान सहे बिना।


ग्रिड का समर्थन करने के लिए एयर कंडीशनर के रिमोट कंट्रोल का उपयोग करते हुए, इस तरह के अध्ययनों ने कई वर्षों से इस तरह की सैद्धांतिक संभावनाओं की खोज की है। हालांकि, व्यवहार में कुछ ही तरीकों का प्रदर्शन किया गया है और कभी भी इतने उच्च-मूल्य वाले अनुप्रयोग और इस पैमाने पर नहीं। हमने जो सिस्टम विकसित किया है, उसने यह साबित हुआ कि निवासियों के आराम को प्रभावित किए बिना ऐसा करना संभव है।


इसके लाभों में पावर ग्रिड की विश्वसनीयता बढ़ाना शामिल है, जिससे ग्रिड के लिए अधिक नवीकरणीय ऊर्जा को स्वीकार करना आसान हो जाता है। हमारा लक्ष्य एयर कंडीशनर को पावर ग्रिड के लिए चुनौती से एक परिसंपत्ति में बदलना है, जो जीवाश्म ईंधन से स्वच्छ ऊर्जा की ओर बदलाव का समर्थन करता है।


समायोज्य उपकरण


मेरा शोध बैटरी, सौर पैनल और इलेक्ट्रिक उपकरण - जैसे इलेक्ट्रिक वाहन, वॉटर हीटर, एयर कंडीशनर और हीट पंप - पर केंद्रित है, जो अलग-अलग समय पर अलग-अलग मात्रा में ऊर्जा की खपत के लिए खुद को समायोजित कर सकते हैं।


मूल रूप से, अमेरिकी विद्युत ग्रिड का निर्माण बड़े बिजली संयंत्रों से ग्राहकों के घरों और व्यवसायों तक बिजली पहुंचाने के लिए किया गया था। और मूल रूप से, बिजली संयंत्र बड़े, केंद्रीकृत संचालित थे जो कोयला या प्राकृतिक गैस जलाते थे, या परमाणु रिएक्शन से ऊर्जा प्राप्त करते थे। ये संयंत्र आम तौर पर हमेशा उपलब्ध रहते थे और ग्राहक की मांग के अनुसार पैदा की जाने वाली बिजली समायोजित कर सकते थे, इसलिए ग्रिड उत्पादकों से आने वाली बिजली और उपभोक्ताओं द्वारा उपयोग की जाने वाली बिजली के बीच संतुलन रहेगा।


लेकिन ग्रिड बदल गया है। अब और भी अक्षय ऊर्जा स्रोत हैं, जिनसे बिजली हमेशा उपलब्ध नहीं होती - जैसे रात में सौर पैनल या शांत दिनों में पवन टर्बाइन। और ऐसे उपकरण हैं जिनका मैं अध्ययन करता हूं। ये नए विकल्प, जिन्हें "वितरित ऊर्जा संसाधन" कहा जाता है, उपभोक्ताओं की ज़रूरत के हिसाब से ऊर्जा उत्पन्न या संग्रहीत करते हैं - या वास्तविक समय में वे कितनी ऊर्जा का उपयोग कर रहे हैं, इसे समायोजित करते हैं।


मुझे इस बात में दिलचस्पी है कि वितरित ऊर्जा संसाधन ग्रिड में लचीलापन कैसे सुधार सकते हैं। वे बदलती आपूर्ति या मांग के अनुरूप अधिक ऊर्जा जारी कर सकते हैं, या कम खपत कर सकते हैं, ग्रिड को संतुलित करने में मदद कर सकते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि फ्रीक्वेंसी 60 हर्ट्ज के करीब बनी रहे।


2019 से 2023 तक, मिशिगन विश्वविद्यालय में मेरे समूह ने पेकन स्ट्रीट इंक, लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के शोधकर्ताओं के साथ मिलकर, अमेरिकी ऊर्जा विभाग उन्नत अनुसंधान परियोजना एजेंसी-ऊर्जा से वित्त पोषण के साथ इस दृष्टिकोण पर कोशिश की।


हमने अपने सिस्टम का वास्तविक परीक्षण करने के लिए ऑस्टिन, टेक्सास में 100 घर के मालिकों को शामिल किया। सभी घरों में पूरे घर के लिए हवा ठंडा करने की प्रणाली थी, जिसे हमने कस्टम कंट्रोल बोर्ड और सेंसर से जोड़ा, जिसे मालिकों ने हमें अपने घरों में लगाने की अनुमति दी। इस उपकरण ने हमें ग्रिड की फ्रीक्वेंसी के आधार पर एयर-कंडीशनिंग इकाइयों को निर्देश भेजने में मदद की।


हर कुछ सेकंड में, हमारा सिस्टम 100 एयर कंडीशनर में से कुछ के लिए एयर-कंडीशनिंग कंप्रेसर स्विचिंग के समय को थोड़ा बदल देता था, जिससे इकाइयों की कुल बिजली खपत बदल जाती थी। इस तरह, हमारे छोटे से समूह के घरेलू एयर कंडीशनर ग्रिड में होने वाले बदलावों पर उसी तरह प्रतिक्रिया करते थे, जैसे कोई बिजली संयंत्र करता है - ग्रिड को संतुलित करने और आवृत्ति को 60 हर्ट्ज़ के करीब रखने के लिए कम या ज़्यादा ऊर्जा का उपयोग करते हुए।


इसके अलावा, हमारी प्रणाली को घर के तापमान को निर्धारित बिंदु के आसपास एक तापमान सीमा के भीतर रखने के लिए डिजाइन किया गया था।


(द कन्वरसेशन) अमित