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जलवायु · लेख

सौर, पवन और जल ऊर्जा कैसे काम करती है — और ग्रिड को उनके चारों ओर फिर से क्यों बनाया जा रहा है

प्रकाशित:

Andasol Solar Power Station
चित्र: kallerna · CC BY-SA 4.0 · Wikimedia Commons

संक्षेप में

सौर पैनल, पवन टरबाइन, जलविद्युत और भूतापीय संयंत्र सूर्य के प्रकाश, वायु आंदोलन, गिरते हुए पानी और भूमिगत गर्मी को सीधे बिजली में बदलते हैं, बिना ईंधन जलाए। जैसे-जैसे ये परिवर्तनशील स्रोत तेजी से बढ़ रहे हैं, अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) कहती है कि ग्रिड को अब अधिक भंडारण, संचरण और लचीले संचालन की आवश्यकता है ताकि मौसम के साथ उतार-चढ़ाव वाली बिजली को संभाला जा सके।

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नवीकरणीय बिजली उन स्रोतों से उत्पन्न होती है जो स्वाभाविक रूप से फिर से भरते हैं — सूर्य का प्रकाश, हवा, बहता पानी, भूमिगत गर्मी और जैविक सामग्री — उन ईंधन के बजाय जो जलाए जाते हैं और समाप्त हो जाते हैं। यूएस एनर्जी इंफॉर्मेशन एडमिनिस्ट्रेशन (EIA) के अनुसार, प्रत्येक तकनीक एक अलग प्राकृतिक बल को एक विशिष्ट तंत्र के माध्यम से बिजली में परिवर्तित करती है, और एक साथ वे अब दुनिया भर में विद्युत ग्रिड की योजना और संचालन के तरीके को फिर से आकार दे रहे हैं।

प्रत्येक तकनीक प्रकृति को बिजली में कैसे परिवर्तित करती है

सौर फोटोवोल्टिक (PV) पैनल सौर कोशिकाओं का उपयोग करते हैं ज��� सूर्य के प्रकाश को सीधे बिजली में परिवर्तित करते हैं, जैसा कि EIA बताता है, जबकि एक अलग तकनीक, सौर थर्मल हीटिंग, बिजली उत्पन्न करने के बजाय अंतरिक्ष और जल तापन के लिए सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करने और पानी या हवा को गर्म करने के लिए कलेक्टर का उपयोग करता है। पवन टरबाइन, आमतौर पर पवन फार्मों में समूहीकृत, चलती हवा की गतिज ऊर्जा को पकड़ते हैं और इसे बिजली में परिवर्तित करते हैं; संयुक्त राज्य में अधिकांश पवन फार्म केंद्रीय क्षेत्र में संचालित होते हैं, समुद्र तटीय परियोजनाएं योजना में हैं।

जलविद्युत संयंत्र बांधों और नदियों से बहते या गिरते हुए पानी का उपयोग करते हैं एक टरबाइन को घुमाने के लिए जो एक जनरेटर से जुड़ा होता है, EIA के अनुसार। एक संबंधित रूप, पंप-भंडारण जलविद्युत, दो जलाशयों के बीच विभिन्न ऊंचाई पर पानी को स्थानांतरित करता है, प्रभावी रूप से ऊर्जा को संग्रहीत करता है जब विद्युत प्रचुर हो तो पानी को ऊपर की ओर पंप करके और इसे नीचे की ओर छोड़कर जब आवश्यकता हो तो बिजली उत्पन्न करता है। भूतापीय संयंत्र पृथ्वी के आंतरिक गर्मी का उपयोग करते हैं, जबकि बायोमास सुविधाएं बिजली उत्पन्न करने के लिए लकड़ी के अवशेष, नगरपालिका ठोस अपशिष्ट या बायोगैस को जलाती हैं।

नवीकरणीय ऊर्जा किसी भी अन्य बिजली स्रोत की तुलना में तेजी से बढ़ रही है

वैश्विक नवीकरणीय बिजली उत्पादन 2024 में 9,900 टेरावाट-घंटे (TWh) से बढ़कर 2030 में 16,200 TWh तक पहुंचने का अनुमान है, जो 60% की वृद्धि है, IEA की Renewables 2025 रिपोर्ट के अनुसार। एजेंसी का पूर्वानुमान है कि नवीकरणीय ऊर्जा 2025 के अंत तक या 2026 के मध्य तक कोयले से चलने वाली बिजली को पीछे छोड़ देगी, जलविद्युत उत्पादन के आधार पर, जिससे नवीकरणीय ऊर्जा विश्व की सबसे बड़ी बिजली का स्रोत बन जाएगी। 2030 तक, नवीकरणीय ऊर्जा को वैश्विक बिजली उत्पादन का लगभग 43% आपूर्ति करने की उम्मीद है, 2024 में 32% से ऊपर, और उस अवधि में वैश्विक बिजली की मांग में 90% से अधिक वृद्धि को पूरा करेगी।

सौर PV इस विस्तार को चला रहा है, जो 2030 तक नवीकरणीय पीढ़ी में अनुमानित वृद्धि का आधा से अधिक हिस्सा लेता है, IEA कहता है। पवन इस वृद्धि का लगभग 30% योगदान देता है, सतह पर पवन को 732 गीगावाट (GW) की नई क्षमता जोड़ने और अपतटीय पवन 140 GW जोड़ने की उम्मीद है — पिछली पांच-वर्षीय अवधि से दोगुना से अधिक। जलविद्युत को 154 GW से अधिक की नई क्षमता जोड़ने का अनुमान है, जबकि पंप-भंडारण जलविद्युत क्षमता 2030 तक सालाना 16.5 GW तक दोगुनी होने का पूर्वानुमान है।

अंतर्राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा एजेंसी (IRENA) ने रिपोर्ट दिया है कि 2025 के अंत तक वैश्विक नवीकरणीय बिजली क्षमता 5.14 टेरावाट (TW) तक पहुंच गई, इस वर्ष के दौरान 692 GW की वृद्धि के बाद, pv magazine USA द्वारा प्रकाशित IRENA डेटा के सारांश के अनुसार। सौर ने इस वृद्धि का लगभग 511 GW — कुल नवीकरणीय जोड़ का लगभग 75% — और नवीकरणीय संसाधन 2025 में वैश्विक बिजली क्षमता का 49% और दुनिया भर में जोड़ी गई सभी बिजली क्षमता विस्तार का 85.6% बनाते हैं।

संयुक्त राज्य में, पवन और सौर ने एक नया रिकॉर्ड स्थापित किया

राष्ट्रीय आंकड़े वैश्विक प्रवृत्ति को दर्शाते हैं। EIA ने रिपोर्ट दिया है कि 2025 में पवन और उपयोगिता-स्तरीय सौर ने एक साथ अमेरिकी बिजली का 17% का रिकॉर्ड उत्पादन किया; छोटे पैमाने की छत वाली सौर सहित, संयुक्त शेयर कुल शुद्ध उत्पादन का 19% तक पहुंच गया। पवन ऊर्जा ने 464,000 गीगावाट-घंटे (GWh) का उत्पादन किया, 2024 की तुलना में 3% अधिक, जबकि उपयोगिता-स्तरीय सौर उत्पादन 34% तक 296,000 GWh तक पहुंच गया और छोटे पैमाने की सौर 11% तक 93,000 GWh तक बढ़ी। दो दशक पहले, 2005 में, पवन और उपयोगिता-स्तरीय सौर अमेरिकी बिजली का 1% से कम प्रदान करते थे, EIA ने कहा।

परिवर्तनशील शक्ति ग्रिड को बदलने के लिए क्यों मजबूर कर रही है

एक ईंधन जलाने वाले बिजली संयंत्र के विपरीत जो मांग पर चल सकता है, सौर और पवन उत्पादन मौसम और दिन के समय पर निर्भर करता है — जिसे IEA और उद्योग परिवर्तनशील नवीकरणीय ऊर्जा कहते हैं। IEA की Renewables 2025 रिपोर्ट कहती है कि जैसे-जैसे सौर PV और पवन तेजी से विस्तारित होते हैं, कर्तव्य — जब ग्रिड ऑपरेटर नवीकरणीय उत्पादन को स्केल करते हैं क्योंकि संचरण सीमाएं, स्थिरता आवश्यकताएं या अधिक आपूर्ति सिस्टम को सभी शक्ति को अवशोषित करने से रोकती हैं — अधिक अक्सर और अधिक स्थानों पर हो रहा है। अलग से, IEA की Electricity Mid-Year Update 2025 ने नकारात्मक बिजली की कीमतों में तीव्र वृद्धि दर्ज की है, जब आपूर्ति मांग से अधिक होती है: जर्मनी, नीदरलैंड और स्पेन ने 2025 के पहले आधे में 8–9% घंटों में नकारात्मक कीमतें देखीं, 2024 में 4–5% से ऊपर।

IEA इसे आपूर्ति और मांग में 'अधिक लचीलेपन की तत्काल आवश्यकता' के रूप में वर्णित करता है, बैटरी भंडारण, मांग प्रतिक्रिया और अद्यतन बाजार नियमों को उपचार के रूप में इंगित करता है। परिवर्तनशील पीढ़ी और स्थिर मांग के बीच बेमेल को संबोधित करने के लिए एजेंसी जो संचरण, लचीलापन और समन्वित प्रणाली योजना को कहता है — किसी भी एकल फिक्स के बजाय।

वैश्विक नवीकरणीय शक्ति का स्नैपशॉट
मीट्रिकआंकड़ास्रोत / तारीख
2024 में वैश्विक बिजली उत्पादन में नवीकरणीय का हिस्सा32%IEA, Renewables 2025
2030 में वैश्विक उत्पादन में नवीकरणीय का अनुमानित हिस्सा43%IEA, Renewables 2025
वैश्विक नवीकरणीय पीढ़ी, 2024 → 20309,900 TWh → 16,200 TWhIEA, Renewables 2025
2025 में वैश्विक नवीकरणीय क्षमता जोड़ी गई692 GW (511 GW सौर)IRENA डेटा pv magazine USA के माध्यम से, अप्रैल 2026
2025 के अंत में संचयी वैश्विक नवीकरणीय क्षमता5.14 TW (वैश्विक क्षमता का 49%)IRENA डेटा pv magazine USA के माध्यम से, अप्रैल 2026
यूएस बिजली में पवन + सौर का हिस्सा, 202517% (छोटे पैमाने की सौर सहित 19%)EIA, 2026
नकारात्मक-कीमत घंटे, जर्मनी/नीदरलैंड/स्पेन, H1 20258–9% घंटों (2024 में 4–5% से ऊपर)IEA, Electricity Mid-Year Update 2025

"ग्रिड परिवर्तन" वास्तव में क्या मायने रखता है

प्रश्न

सौर ऊर्जा वास्तव में बिजली कैसे उत्पन्न करती है?
सौर फोटोवोल्टिक (PV) पैनल सौर कोशिकाओं को शामिल करते हैं जो सूर्य के प्रकाश को सीधे बिजली में परिवर्तित करते हैं, EIA के अनुसार। एक अलग तकनीक, सौर थर्मल हीटिंग, बिजली उत्पन्न करने के बजाय अंतरिक्ष और जल तापन के लिए सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करने और पानी या हवा को गर्म करने के लिए कलेक्टर का उपयोग करता है।
क्या नवीकरणीय ऊर्जा विश्व के शीर्ष बिजली स्रोत के रूप में कोयले को पीछे छोड़ देगी?
IEA का पूर्वानुमान है कि नवीकरणीय ऊर्जा 2025 के अंत तक या 2026 के मध्य तक कोयले से चलने वाली बिजली को पीछे छोड़ देगी, जलविद्युत की उपलब्धता के आधार पर।
नवीकरणीय ऊर्जा बढ़ने के साथ ग्रिड को अधिक भंडारण और लचीलेपन की आवश्यकता क्यों है?
क्योंकि सौर और पवन उत्पादन मौसम और दिन के समय के साथ भिन्न होता है, IEA कहता है कि ग्रिड को कर्तव्य से बचने और आपूर्ति को मांग के साथ संतुलित करने के लिए अधिक बैटरी भंडारण, मांग प्रतिक्रिया और संचरण क्षमता की आवश्यकता है।
कर्तव्य क्या है और यह क्यों बढ़ रहा है?
कर्तव्य यह है कि जब एक नवीकरणीय संयंत्र का उत्पादन कम किया जाता है या वापस स्केल किया जाता है क्योंकि ग्रिड सभी उत्पन्न शक्ति को अवशोषित नहीं कर सकता है, संचरण सीमा, स्थिरता नियमों या अधिक आपूर्ति के कारण। IEA की Renewables 2025 रिपोर्ट कहती है कि यह अधिक सामान्य हो रहा है क्योंकि सौर PV और पवन क्षमता ग्रिड लचीलेपन की तुलना में तेजी से विस्तारित हो रही है।
यूएस बिजली कितनी पवन और सौर से आती है?
पवन और उपयोगिता-स्तरीय सौर 2025 में अमेरिकी बिजली का 17% का रिकॉर्ड उत्पादन किया, छोटे पैमाने की छत वाली सौर को शामिल करने पर EIA के अनुसार 19% तक बढ़ जाता है।

स्रोत

  1. IEA — Renewables 2025: Renewable electricity
  2. IEA — Electricity Mid-Year Update 2025: Executive summary
  3. EIA — Renewable energy explained: types and usage
  4. EIA — Wind and solar generated a record 17% of U.S. electricity in 2025
  5. pv magazine USA — Global solar additions reached record 511 GW in 2025, says IRENA

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