காற்றுத் திறன்
காற்றுத் திறன் (Wind power) அல்லது காற்று மின்சாரம் (wind electricity) எனப்படுவது காற்றிலிருந்து மின்னாற்றலைப் பெறுவதைக் குறிக்கின்றது. அதாவது, காற்றுச் சுழலிகளைப் பயன்படுத்திக் காற்றிலிருந்து மின்னாற்றலை உற்பத்தி செய்யும் பொறிமுறையாகும். பெரிய காற்றாலைப் பண்ணைகளில் நூற்றுக்கணக்கான தனித்தனிக் காற்றுச் சுழலிகள் மின் திறன் செலுத்தல் தொகுதிகளில் இணைக்கப்படுவதன் மூலம் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றது. புதைபடிவ எரிபொருள் சக்தியின் மாற்றுச்சக்தி முறையொன்றாகக் காற்றுத் திறன் காணப்படுகின்றது.
ஏனைய ஆற்றல் முதல்களுடன் ஒப்பிடும் போது காற்று ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி மின்சாரம் பெறப்படுவதன் மூலம் சுற்றுச்சூழல் மாசடைதல் பெருமளவில் தடுக்கப்படுகின்றது. எனினும், காற்று மின்சாரத்தைப் பெறுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் காற்றுச் சுழலிகளுடன் கூடிய தொகுதிக்கான உற்பத்திச் செலவு அதிகமாகும். 2011 ஆம் ஆண்டளவில் டென்மார்க் தனது மொத்த மின்சார நுகர்வின் கால்பகுதியைக் காற்று மின்சாரத்தின் மூலம் பெற்றுள்ளது. மேலும், உலகின் 83 நாடுகள் காற்று மின்சாரத்தை வணிக நோக்கு அடிப்படையில் பயன்படுத்துகின்றன.[1] 2010 ஆம் ஆண்டளவில் உலகின் மொத்த மின்சார நுகர்வின் 2.5 சதவீதம் காற்று மின்சாரத்தின் மூலம் பெறப்பட்டுள்ளதுடன், காற்று மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தும் அளவு ஆண்டுக்கு 25 சதவீதத்தால் உயர்வடைந்து செல்கின்றது.
வரலாறு
காற்றில் இருந்து மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் இயந்திரத்தை முதலாவதாக அமெரிக்கக் கண்டுபிடிப்பாளரான சார்ல் எப். புருஸ் 1888 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட இயந்திரம் 12 கிலோவாற்று நேர் ஓட்ட மின்சாரத்தை மதிப்பீடு செய்தது. 1920 நடுப்பகுதிகளில் அமெரிக்காவில் ஒன்று முதல் மூன்று கிலோவாற்று காற்று மின்பிறப்பாக்கிகள் பரிஸ்-டன்ஸ் போன்ற கம்பனிகளால் அபிவிருத்தி செய்யப்பட்டது.
1956ஆம் ஆண்டில் டென்மார்க்கில் 200கிலோவாற்று மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யக்கூடிய மூன்று விசிறிகளைக் கொண்ட காற்றுச்சுழலி யொகனீஸ் ஜூல் என்பவரால் உருவாக்கப்பட்டது. 1975 இல் அமெரிக்காவின் எரிசக்தி திணைக்களம்பயன்பாட்டு அளவு காற்றுச் சுழலிகளை அபிவிருத்தி செய்யும் திட்டத்தை ஆரம்பித்தது.
காற்றுச்சக்தியைப் பயன்படுத்தி மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் முறை பல நூற்றாண்டுகளாக விருத்தியடைந்து வந்துள்ளது. 21ஆம் நூற்றாண்டில் காற்று மின்சார உற்பத்தி உலகம் முழுதும் பாரியளவில் வளர்ச்சியடையும் என எதிர்பார்க்கப்படுகின்றது.
காற்றுச்சக்தி
காற்றுச் சக்தியானது வளியின் அசைவின் இயக்கசக்தியாகும்.ஓரலகு நேரத்தில் குறித்த கற்பனைப் பரப்பை வாரிச்செல்லும் மொத்த காற்று சக்தி பின்வரும் சமன்பாட்டினால் தரப்படுகின்றது.
Ε= ½mν^2 =½(Aνtρ)ν^2 = ½Aρν^3
ρ=காற்றின் அடர்த்தி
ν=காற்றின் வேகம்
ஆற்றுதிறன் அல்லது வலு(P) = (ஆற்றல்)/(கால இடைவெளி) = (வேலை)/(கால இடைவெளி)
P = Ε/t = ½Aρν^3.[2]
காற்றுச் சக்தியானது ஒரு திறந்த வளிப்பாய்ச்சலாகும். எனவே,காற்றின் வலு வேகத்தின் மூன்றாம் அடுக்குக்கு நேர்விகித சமனாகும். காற்றின் வேகம் இருமடங்காகும் போது வலு 8 மடங்கினால் அதிகரிக்கும்.
காற்றாலை பண்ணைகள்
ஒரு பிரதேசத்தில் பல காற்றுச்சுழலிகள் ஒன்று சேர்த்து மின்சாரம் உற்பத்தி செய்வதற்காக காற்றாலை பண்ணைகள் உருவாக்கப்படுகின்றன.பெரும் காற்றாலைப் பண்ணை ஒன்று நூற்றுக் கணக்கான தனித்தனி காற்றுச்சுழலிகளைக் கொண்ட பரந்துவிரிந்த நிலப்பரப்பில் காணப்படலாம். மேலும்,காற்றுச் சுழலிகள் அமைக்கப்பட்டுள்ள பகுதிகளுக்கு இடைப்பட்ட நிலம் விவசாய மற்றும் ஏனைய நோக்கங்களுக்காக பயன்படுத்தப்படமுடியும்.காற்றாலை பண்ணைகள் தொலைதூரங்களிலும் அமைக்கப்படலாம்.பொதுவாக எல்லாப் பெரிய காற்றுச்சுழலிகளும் ஒத்த வடிவத்தைக் கொண்டுவடிவமைக்கப்படுகின்றன.காற்றுச் சுழலியொன்றின் கிடை அச்சு மேல்காற்று சுழற்றகம் மற்றும் மூன்று விசிறிகளை கொண்டதுடன்,இது நேஸல்(nacelle) ஒன்றுடன் இணைக்கப்பட்டு உயரந்த குழாய் கோபுரத்தின் மேல் முனையில் பொருத்தப்படுகின்றது.காற்றாலை பண்ணைகளில் தனித்தனியான காற்றுச்சுழலிகள், மத்திய தர மின்னழுத்த (பொதுவாக 34.5கிலோவோல்ட்) சக்தி சேமிப்பக அமைப்புடனும்,தொடர்பாடல் வலையமைப்பு ஒன்றுடனும் சேர்ந்து காணப்படுகின்றது. ஒரு மின்நிலையத்தில், உயர் மின்னழுத்த மின்சார பரிமாற்ற அமைப்புடன் நிலைமாற்றியொன்று இணைக்கப்படுவதன் மூலம் இம்மத்திய தர மின்னழுத்த மின்னோட்டம் மின்னழுத்தத்துடன் அதிகரிக்கின்றது.
பல பெரிய செயல்பாட்டு கடல்சாரந்த காற்றாலைப் பண்ணைகள் ஐக்கியஅமெரிக்காவில் அமைந்துள்ளன.2012இல், உலகின் மிகப்பெரிய கடல்சார் காற்றாலைப் பண்ணையாக அல்டா காற்று எரிசக்தி நிலையம் 1020மெகாவாற்று உடன் காணப்பட்டது. இதற்குஅடுத்தாக சேப்ஹேட்ஸ் பிளட் காற்றாலைப் பண்ணை (845மெகாவாற்று), ரோஸ்கோகாற்றாலைப் பண்ணை(781.5மெகாவாற்று) என்பன பெரிய காற்றாலைப் பண்ணைகளாக காணப்பட்டது.2012 செப்டம்பரில், ஐக்கிய இராச்சியத்தின் சிரிங்கம் சோல் தொலை கடல் காற்றாலைப்பண்ணை மற்றும் தேனட் காற்றாலைப் பண்ணை என்பன முறையே 317மெகாவாற்று, 300மெகாவாற்று என்ற அளவில் உலகில் மிகப்பெரிய தொலைகடல் காற்றாலை பண்ணைகளாக காணப்பட்டது.இதற்கு அடுத்ததாக டென்மார்க்கின் ஹோர்ன்ஸ் ரேவ் தொலைகடல் காற்றாலைப் பண்ணை (209மெகாவாற்று) காணப்பட்டது.
லண்டன் அரே(தூரகடல்)(1000மெகா வாற்று),பார்ட் தூரகடல்1(400மெகாவாற்று),செரிங்கம்சோல் தூரகடல் காற்றாலை பண்ணை(317மெகாவாற்று),லிங்க்ஸ் காற்றாலைப் பண்ணை (தூரகடல்),க்லைட் காற்றாலைப் பண்ணை(548மெகாவாற்று),பெரிய கப்பார்ட் காற்றாலைப் பண்ணை(500மெகாவாற்று),மக்கர்தூர் காற்றாலைப் பண்ணை (420மெகாவாற்று),லோவர் ஸ்னேக் ரிவர் காற்றாலைப் பண்ணை (343மெகாவாற்று) மற்றும் வேல்னே காற்றாலைப் பண்ணை என்பன தற்போது உலகில் பாரியளவில் அமைக்கப்பட்டு வரும் காற்றாலைப் பண்ணைகளாக காணப்படுகின்றன.
காற்று சக்தி கொள்ளளவு மற்றும் உற்பத்தி
தற்போது உலகம் முழுவதும் இருநூறாயிரத்துக்கும் அதிகமான 282,482 மெகாவாட்டுபெயர்பலகையுடன் மொத்தசக்தி உடைய காற்றுச் சுழலிகள் செயற்பாட்டில் உள்ளதாக 2012இல் இறுதிப்பகுதியில் மேற்கொள்ளப்பட்ட கணிப்பொன்று தெரிவிக்கின்றது.[3] 2012செம்டம்பரில் ஐரோப்பிய யூனியன் மாத்திரம் மொத்தம் 100,000மெகாவாட்டு சக்தி பெயர்பலகையை தாண்டியது.ஐக்கிய அமெரிக்கா 2012ஆகஸ்டில் 50,000மெகாவாட்டை விஞ்சியதுடன்,சீனாவும் அதே மாதத்தில் 50,000 மெகாவாட்டடை தாண்டியது. உலக காற்றுச் சக்தி கொள்ளளவானது 2000-2006இடையில் நான்கு மடங்கிலும் மேலாக அதிகரித்தது,அதவாது மூன்று வருடங்களில் இரண்டு மடங்கால் அதிகரித்துள்ளது. 1980-1990 காலப்பகுதியில் உலகை நிறுவப்பட்ட கொள்திறுனுக்கு இட்டுச்செல்லும் முன்னோடியாக ஐக்கிய அமெரிக்கா காற்றாலைப் பண்ணைகள் விளங்கியது. 1997இல் ஜேர்மனின் நிறுவப்பட்ட கொள்திறன் அமெரிக்காவை விஞ்சியது.2008இல் அமெரிக்காவின் நிறுவப்படட கொள்திறன் மீண்டுமொரு தடவை ஜெர்மனை விஞ்சியது. சீனா 2000ஆம் ஆண்டு முதல் தனது காற்றுச் சக்தி கொள்திறனை விருத்திசெய்து வருகின்றது.2010இல் அமெரிக்காவின் காற்றுச்சக்தி கொள்திறனை சீனா தாண்டியதுடன் காற்றுச்சக்தி திறன் கொண்ட நாடுகளில் சீனா முன்னிலையில் உள்ளது.[4]
2012இன் இறுதியில், உலகம் முழுதும் 282ஜிகாவாட்டு கொள்ளவைக் கொண்ட காற்று சக்தி பிறப்பாக்கிகள் காணப்பட்டதுடன், முந்தியவருடத்திலிருந்து அது 44ஜிகாவாட்டினால் அதிகரித்துச் செல்கின்றது.ஒரு கைத்தொழில் நிறுவனம் 2010இல் மொத்த உலக மின்சார நுகர்வின் 2.5சதவீதம் காற்றுச்சக்தி வலுவின் மூலம் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்துள்ளது என உலக காற்று எரிசக்தி சங்கம் குறிப்பிட்டுள்ளது.1997இல் 0.1சதவீதமாக இருந்த உலக காற்று சக்திநுகர்வு 2008இல் 1.5வரை அதிகரித்துள்ளது.2005-2010 இடைப்பட்ட காலப்பகுதியில் சராசரி புதிய நிறுவல்களின் வளர்ச்சி 27.6சதவீதமாக காணப்பட்டது.காற்று எரிசக்தி சந்தை 2013இல் 3.35சதவீத்தையும்,2018இல் 8சதவீதத்தையும் அடையும் என எதிர்பார்க்கப்படுகின்றது.
காற்று மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்வதில் பல நாடுகள் உயாந்த நிலையில்காணப்படுகின்றன. இவ்வரிசையில் டென்மார்க் 28%(2011),போர்த்துகல்19%(2011),ஸ்பைன் 16%(2011),அயர்லாந்து14%(2010),ஜெர்மன் 8%(2011).உலகின் 83நாடுகள் 2011இல்வணிக அடிப்படைகளுக்காக காற்றுச் சக்தியை பயன்படுத்தியிருக்கின்றன.[5]
| நாடு | புதிய 2012 கொள்ளளவு(மெகாவாட்டு) | காற்றுத்திறன் மொத்த கொள்ளளவு(மெகாவாட்டு) | உலக மொத்தம்% |
|---|---|---|---|
| சீனா | 12,960 | 75,324 | 26.7 |
| ஐக்கிய அமெரிக்கா | 13,124 | 60,007 | 21.2 |
| ஜெர்மன் | 2,145 | 31,308 | 11.1 |
| ஸ்பைன் | 1,122 | 22,796 | 8.1 |
| இந்தியா | 2,336 | 18,421 | 6.5 |
| ஐக்கிய இராச்சியம் | 1,897 | 8,845 | 3.0 |
| இத்தாலி | 1,273 | 8,144 | 2.9 |
| பிரான்ஸ் | 757 | 7,564 | 2.7 |
| கனடா | 935 | 6,200 | 2.2 |
| போர்த்துக்கல் | 145 | 4,525 | 1.6 |
| (ஏனைய உலகநாடுகள்) | 6,737 | 39,853 | 14.1 |
| மொத்த உலகம் | 44,799 மெ.வா. | 282,587 மெ.வா. | 100% |
| நாடு | காற்றுத்திறன் உற்பத்தி(கிலோவாட் மணி) | உலக மொத்தம்% |
|---|---|---|
| ஐக்கிய அமெரிக்கா | 120.5 | 26.2 |
| சீனா | 88.6 | 19.3 |
| ஜெர்மன் | 48.9 | 10.6 |
| ஸ்பைன் | 42.4 | 9.2 |
| இந்தியா | 24.9 | 5.4 |
| கனடா | 19.7 | 4.3 |
| ஐக்கிய இராச்சியம் | 15.5 | 3.4 |
| பிரான்ஸ் | 12.2 | 2.7 |
| இத்தாலி | 9.9 | 2.1 |
| டென்மார்க் | 9.8 | 2.1 |
| (ஏனைய உலகநாடுகள்) | 67.7 | 14.7 |
| மொத்த உலகம் | 459.9(கி.வா.ம.) | 100% |