जाइरोस्कोपिक लहर ऊर्जा – अजेय समुद्र का उपयोग

पृथ्वी की सतह का लगभग 70% समुद्रों से ढका हुआ है, जो नवीकरणीय ऊर्जा का एक विशाल स्रोत प्रदान करता है। इसकी क्षमता अत्यधिक बड़ी है—इतनी कि केवल लहर ऊर्जा को अनुमानित किया गया है कि यदि पूरी तरह से उपयोग किया जाए तो वर्तमान वैश्विक विद्युत मांग से अधिक हो जाएगी।

हालांकि, यह एक बड़े पैमाने पर अभी तक उपयोग न की गई नवीकरणीय स्रोत है, क्योंकि समुद्री लहरों की ऊर्जा को प्रभावी ढंग से कैप्चर करना इंजीनियरों को लंबे समय से निराश कर रहा है।

इस समस्या को हल करने के लिए, ओसाका विश्वविद्यालय के नए शोध ने एक नवीन विधि की ओर रुख किया: एक जाइरोस्कोपिक वेव ऊर्जा कनवर्टर (GWEC) जो तरंग गति को बिजली में बदलने के लिए तैरते संरचना के भीतर घूमते फ्लाईव्हील का उपयोग करता है।

शोध विश्लेषण दर्शाता है कि सिद्धांततः, यह उपकरण किसी भी तरंग आवृत्ति पर आने वाली तरंग ऊर्जा का आधा तक अवशोषित कर सकता है, जिससे विशाल, अभी तक उपयोग न की गई समुद्री ऊर्जा को उपयोग करने का एक तरीका मिलता है।

वैश्विक विद्युत मिश्रण: नवीकरणीय ऊर्जा का उदय, जीवाश्म ईंधन अभी भी अग्रणी

जबकि जलवायु परिवर्तन विश्व भर में विनाशकारी प्रभाव डाल रहा है, यह अनिवार्य है कि हम जीवाश्म ईंधनों से दूर हटें—ऐसे गैर-नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत जो लाखों वर्षों में बनते हैं और महत्वपूर्ण पर्यावरणीय समस्याएँ उत्पन्न करते हैं।

इन जीवाश्म ईंधनों पर निर्भरता कम करने के सबसे प्रभावी तरीकों में से एक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के माध्यम से है, जिसमें सौर, पवन, जलविद्युत, भू-तापीय और जैविक ईंधन शामिल हैं।

ये स्वाभाविक रूप से पुनःपूर्ति करने वाले स्रोत ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करते हैं, राष्ट्र की ऊर्जा सुरक्षा में योगदान देते हैं, और भू-राजनीतिक व्यवधानों के प्रति संवेदनशीलता को घटाते हैं। इन लाभों के कारण, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत अब वैश्विक विद्युत उत्पादन में बढ़ता हिस्सा बनाते हैं। 2024 में, उन्होंने वैश्विक विद्युत उत्पादन का रिकॉर्ड 32% प्रदान किया, जो पिछले वर्ष से 2% अधिक है, जबकि कुल विद्युत मांग डेटा सेंटरों के कारण 4% बढ़ी।

– ऊर्जा थिंक टैंक Ember के विद्युत और डेटा विश्लेषक यूआन ग्रैहम ने पिछले साल Reuters को बताया

जबकि नवीकरणीय उद्योग ने 2024 में प्रणाली में अतिरिक्त 858 TWh उत्पादन जोड़ा, जीवाश्म ईंधन, जिसमें कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस शामिल हैं, अभी भी विश्व की ऊर्जा आवश्यकताओं का अधिकांश भाग प्रदान करते हैं. कोयला वर्तमान में विद्युत उत्पादन का सबसे बड़ा स्रोत है, जो वैश्विक विद्युत उत्पादन का 34% है, जबकि गैस पावर प्लांट 22% का हिस्सा बनाते हैं।

हालांकि, अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) की भविष्यवाणियों के अनुसार, नवीकरणीय शक्ति क्षमता 2025 से 2030 के बीच लगभग 4,600 GW बढ़ेगी।

सभी नवीकरणीय स्रोतों में, सौर ऊर्जा सबसे तेज़ी से बढ़ रही है क्योंकि लागत घट रही है और अपनाना वैश्विक स्तर पर तेज़ हो रहा है। पवन क्षमता भी तेज़ी से बढ़ रही है, जबकि जलविद्युत सबसे बड़ा, दीर्घकालिक नवीकरणीय योगदानकर्ता बना हुआ है। बायोएनर्जी के बारे में, यह ध्यान आकर्षित करना शुरू कर चुका है, और भू-तापीय कॉर्पोरेट साझेदारियों को प्राप्त कर रहा है. ऊर्जा का भविष्य अधिक हरा दिख रहा है।

समुद्र की अनछुई क्षमता का उपयोग

नवीकरणीय ऊर्जा परिदृश्य में, समुद्री शक्ति वैश्विक संसाधन क्षमता का एक विशाल अवसर प्रदान करती है। इसमें लहरें, ज्वार, समुद्री थर्मल ऊर्जा रूपांतरण (OTEC), और समुद्री धारा जैसे समुद्री स्रोतों से शक्ति प्राप्त करना शामिल है। ज्वारीय ऊर्जा पूर्वानुमेय ज्वार धारा को उपयोग करती है, OTEC गहरे समुद्र के पानी में तापमान अंतर का उपयोग करता है, और समुद्री धारा बड़े पैमाने पर समुद्री प्रवाह से ऊर्जा पकड़ती है।

समुद्री ऊर्जा का सबसे व्यापक रूप से शोध किया गया रूप लहर ऊर्जा है, जो लहर की गतिज ऊर्जा को बिजली में बदलती है। लहरें प्रचुर मात्रा में, शक्तिशाली और निरंतर होती हैं। वे पवन या सौर की तुलना में कम अस्थिर भी होती हैं। यह उच्च पूर्वानुमेयता का मतलब है कि सतह लहर गति को 24/7 उपयोग किया जा सकता है, जिससे ग्रिड योजना और स्थिरता में सुधार के लिए यह अत्यंत लाभदायक बनता है।

यह शून्य-उत्सर्जन ऊर्जा स्रोत व्यावसायिक रूप से सीमित रूप से लागू हुआ है, जो सौर जैसी परिपक्व नवीकरणीय ऊर्जा से बहुत पीछे है। यह वर्तमान में नवीकरणीय ऊर्जा बाजार में सबसे छोटा हिस्सा दर्शाता है। 2024 में, विश्व ने 1.6 मेगावॉट (MW) समुद्री शक्ति क्षमता जोड़ी, जिससे कुल संचालन क्षमता लगभग 513 MW हो गई।

यह धीमी अपनाने कई कारणों से है, जिसमें उच्च पूंजी लागत, साइट-विशिष्ट प्रतिबंध, और ग्रिड एकीकरण जैसी तकनीकी बाधाएँ शामिल हैं। कार्यबल कौशल और नियामक अनिश्चितता भी प्रगति में बाधा डाल रही हैं। इसके अतिरिक्त, कठोर समुद्री परिस्थितियों में उपकरण रखरखाव ऊर्जा रूपांतरण दक्षता के साथ एक प्रमुख चुनौती बनी हुई है।

परिणामस्वरूप, शैक्षणिक और उद्योग दोनों क्षेत्रों के शोधकर्ता इन प्रणालियों को सुधारने के लिए काम जारी रखते हैं, जिससे वे अधिक टिकाऊ और लहर की अनियमितता को बेहतर ढंग से संभाल सकें। एक ऐसी प्रणाली जिसने रुचि आकर्षित की है वह वेव एनर्जी कनवर्टर (WEC) है, जो लहर की गतिज ऊर्जा को बिजली में बदलता है।

कई नवप्रवर्तक इस प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने पर काम कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, स्वीडिश कंपनी CorPower Ocean ने नॉर्वे-आधारित OPS Solutions के साथ COMPACT परियोजना के माध्यम से WEC की लागत और द्रव्यमान को विकसित करके प्री-टेंशन सिलिंडर (PTC) प्रोटोटाइप के माध्यम से घटाने के लिए साझेदारी की। EEA ग्रांट्स “ब्लू ग्रोथ प्रोग्राम” द्वारा समर्थित यह परियोजना पूंजी लागत और उपकरण की मजबूती को संबोधित करने के लिए हल्का दबाव केस विकसित कर रही है।

इसी समय, डेवलपर्स ने मापनीय प्रदर्शन सुधार हासिल किए हैं। नॉर्वेजियन कंपनी Havkraft ने रिपोर्ट किया कि उसके नवीनतम लैब परीक्षण में स्केल्ड WEC मॉडल की ऊर्जा रूपांतरण दर 80% से अधिक थी, जो पहले के परीक्षणों से 15% वृद्धि है। यह कदम उन्हें जोखिमों की पहचान करने, गुणवत्ता सुनिश्चित करने, और प्रदर्शन को समझने में मदद करता है, जो उन्हें व्यावसायीकरण की दिशा में स्केल करने में सहायक होगा।

– ऑपरेशंस मैनेजर निकोलाई हल्डेन

इसी बीच स्कॉटलैंड में, AWS Ocean Energy ने अपने “Archimedes Waveswing” को आगे बढ़ाया है, जो एक दबाव-सक्रिय सब-सी बुई है जिसे सतह के नीचे लहर गति को बदलने के लिए डिजाइन किया गया है। इस उपकरण ने मध्यम लहर स्थितियों में औसत शक्ति 10kW से ऊपर और अधिकतम 80kW से अधिक दर्ज की, जो कंपनी की अपेक्षाओं से 20% अधिक है।

सात मीटर ऊँचा डूबा हुआ इकाई कठोर समुद्री वातावरण, जिसमें फोर्स 10 तूफान शामिल हैं, को सहन करने के लिए डिजाइन किया गया है। इसका सिंगल-एब्जॉर्बर डिज़ाइन इसे दूरस्थ पावर अनुप्रयोगों के लिए भी उपयुक्त बनाता है जहाँ लचीलापन आवश्यक है।

तकनीकी प्रदर्शन से परे, व्यापक प्रणाली एकीकरण पर ध्यान बढ़ रहा है। हालिया व्यवहार्यता शोध सुझाव देता है¹ कि WEC को तैनात करना पर्यटन या मछली पकड़ने जैसी तटीय गतिविधियों की कीमत पर नहीं होना चाहिए। वास्तव में, सही ढंग से डिजाइन किए गए इंस्टॉलेशन तटीय सुरक्षा प्रदान कर सकते हैं।

– पाउलो रोसा सैंटोस, CIIMAR के सह-नेता

ये प्रगति एक ऐसे क्षेत्र को दर्शाती हैं जो प्रयोगात्मक प्रोटोटाइप से व्यावहारिक समाधान की ओर संक्रमण कर रहा है।

जाइरोस्कोप के साथ अधिकतम ऊर्जा अवशोषण को अनलॉक करना

वेव ऊर्जा उपकरण (WECs) निरंतर लहर गति को उपयोगी बिजली में कुशलता से बदलने का लक्ष्य रखते हैं। राष्ट्रीय नवाचार पहलों, तकनीकी प्रगति, और स्थानीय बुनियादी ढांचे के एकीकरण द्वारा प्रेरित, वैश्विक वेव ऊर्जा कनवर्टर बाजार 2025 में $21.6 मिलियन से 2034 में $38.2 मिलियन तक बढ़ने की संभावना है, जो 6.5% की CAGR है।

WECs अभी तक पूरी तरह से व्यावसायीकरण नहीं हुए हैं क्योंकि तकनीकी, आर्थिक और नियामक चुनौतियों के कारण, इसलिए अभी तक कोई एकल इष्टतम समाधान नहीं है। कई विभिन्न प्रकार प्रस्तावित किए गए हैं, जिनमें पॉइंट एब्जॉर्बर्स, ऑसिलेटिंग वाटर कॉलम (OCWs), ओवरटॉपिंग डिवाइस, एटेन्यूएटर्स, और जाइरोस्कोपिक सिस्टम शामिल हैं।

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एक जाइरोस्कोपिक वेव ऊर्जा कनवर्टर अपने पावर टेक-ऑफ़ सिस्टम (GPTO) में एक जाइरोस्कोप का उपयोग करता है ताकि लहर गति से ऊर्जा निकाली जा सके। GPTO में एक इलेक्ट्रिक जनरेटर और एक फ्लाईव्हील शामिल है जो गिम्बल फ्रेम पर माउंट किया गया है। उल्लेखनीय रूप से, GPTO एक तैरते शरीर के भीतर बंद है; जैसे ही लहरें चलती हैं, संरचना उनके साथ चलती है। यह गति घूमते फ्लाईव्हील द्वारा विद्युत शक्ति में परिवर्तित होती है। क्योंकि यह एक जाइरोस्कोप के रूप में कार्य करता है, फ्लाईव्हील का व्यवहार व्यापक लहर आवृत्ति रेंज में ऊर्जा संग्रह के लिए ट्यून किया जा सकता है, जो अन्य WECs की संकीर्ण बैंड सीमाओं से अलग है।

सिस्टम लहर गति और तैरते शरीर के पिच मोशन द्वारा उत्पन्न घूर्णन से प्रेरित जाइरोस्कोपिक प्रीसेशन का लाभ उठाता है। जाइरोस्कोपिक प्रीसेशन तब होता है जब एक घूमता हुआ वस्तु बाहरी बल पर प्रतिक्रिया देती है। जब लहरें प्लेटफ़ॉर्म को हिलाती हैं, तो घूमता हुआ फ्लाईव्हील अभिविन्यास बदलता है, और यह गति जनरेटर से जुड़कर बिजली उत्पन्न करती है। एक हुल के भीतर स्थित होने से उपकरण को खारे पानी से सुरक्षा मिलती है, जिससे रखरखाव और सुरक्षा लाभ मिलते हैं।

जाइरोस्कोपिक कनवर्टर पारंपरिक WECs की सीमाओं को पार करने के प्रयास का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो अक्सर विशिष्ट परिस्थितियों में ही प्रभावी होते हैं। ओसाका विश्वविद्यालय के शोधकर्ता ताकाहितो इइदा ने GWECs की अनुकूलन क्षमता के कारण उनका चयन किया। अपने अध्ययन में, Journal of Fluid Mechanics में प्रकाशित², इइदा ने मूल्यांकन किया कि क्या यह डिजाइन बड़े पैमाने पर उत्पादन का समर्थन कर सकता है।

“वेव ऊर्जा उपकरण अक्सर संघर्ष करते हैं क्योंकि समुद्री परिस्थितियाँ लगातार बदलती रहती हैं,” इइदा ने कहा। “हालांकि, एक जाइरोस्कोपिक सिस्टम को इस तरह नियंत्रित किया जा सकता है कि लहर आवृत्तियों में बदलाव के बावजूद उच्च ऊर्जा अवशोषण बना रहे।”

सिस्टम के व्यवहार को समझने के लिए, उन्होंने रैखिक लहर सिद्धांत का उपयोग करके समुद्री लहरों, जाइरोस्कोप और संरचना के बीच अंतःक्रिया का मॉडल बनाया। विश्लेषण ने टीम को घूर्णन गति और जनरेटर नियंत्रण के आदर्श सेटिंग्स खोजने में मदद की। सही ढंग से ट्यून किए जाने पर, GWEC किसी भी लहर आवृत्ति पर आधे की सैद्धांतिक अधिकतम ऊर्जा-अवशोषण दक्षता तक पहुँच सकता है।

“यह दक्षता सीमा वेव ऊर्जा सिद्धांत में एक मूलभूत प्रतिबंध है,” इइदा ने नोट किया। “जो रोमांचक है वह यह है कि अब हम जानते हैं कि इसे बैंडविड्थ आवृत्तियों में भी प्राप्त किया जा सकता है, न कि केवल एकल अनुनाद स्थितियों में।”

टीम ने समय और आवृत्ति डोमेनों दोनों में संख्यात्मक सिमुलेशन के माध्यम से निष्कर्षों की पुष्टि की। इन परिणामों ने सिद्ध किया कि उपकरण अपने अनुनाद आवृत्ति के निकट उच्च दक्षता बनाए रखता है, और जब गति प्राकृतिक लहर पैटर्न से मेल खाती है तो सबसे अच्छा प्रदर्शन करता है। संचालन पैरामीटर पर यह स्पष्टता दर्शाती है कि प्रभावी वेव ऊर्जा प्रणालियों के विकास की क्षमता है जो जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करने में मदद कर सकती हैं।

नवीकरणीय ऊर्जा में निवेश

निवेश के दृष्टिकोण से, कुछ ही सार्वजनिक रूप से ट्रेडेड कंपनियाँ पूरी तरह से लहर ऊर्जा के लिए समर्पित हैं। यह अभी भी एक उभरता हुआ खंड है जिसमें उच्च बुनियादी ढांचा लागत और सीमित प्रोजेक्ट रोलआउट हैं। शुद्ध लहर ऊर्जा सार्वजनिक स्टॉक्स आम तौर पर खराब प्रदर्शन करते हैं क्योंकि तकनीक अभी भी व्यावसायिक-स्तर की अर्थव्यवस्था सिद्ध करने के शुरुआती चरण में है।

इसके बजाय, हम एक ऐसी कंपनी पर ध्यान केंद्रित करेंगे जिसके पास एक मजबूत नवीकरणीय पोर्टफोलियो है, जो समय के साथ समुद्री ऊर्जा वृद्धि से लाभान्वित होने के लिए स्थित है। NextEra Energy, Inc. (NEE ) एक प्रमुख अमेरिकी नवीकरणीय नेता है, जिसके पास व्यापक ऑफशोर पवन और ग्रिड एकीकरण का अनुभव है।

कंपनी NextEra Energy Resources (NEER) और Florida Power & Light (FPL) के माध्यम से संचालित होती है। FPL एक दर-नियंत्रित विद्युत उपयोगिता है जिसमें 35,052 मेगावॉट शुद्ध क्षमता है, जिससे यह ग्राहक संख्या (12 मिलियन) के आधार पर यू.एस. की सबसे बड़ी विद्युत उपयोगिता बनती है। यह नियामक व्यवसाय स्थिर राजस्व और नकदी प्रवाह उत्पन्न करता है, जो डिविडेंड वृद्धि का समर्थन करता है।

NEER उत्पादन सुविधाएँ संचालित करता है और नवीकरणीय ईंधन, प्राकृतिक गैस पाइपलाइन, और बैटरी स्टोरेज जैसी स्वच्छ ऊर्जा में निवेश करता है। NextEra Energy Resources विश्व का सबसे बड़ा नवीकरणीय ऊर्जा जनरेटर है और अपने प्रोजेक्ट पाइपलाइन का विस्तार जारी रखता है। इसकी मजबूत आय वृद्धि और रणनीतिक तकनीकी सौदे भविष्य की संभावनाओं को समर्थन देते हैं, हालांकि यह ट्रम्प प्रशासन के तहत विरोधी-नवीकरणीय नीतियों के प्रति संवेदनशील बना रहता है।

वर्तमान में, NextEra का स्टॉक $90.79 पर ट्रेड हो रहा है, नए उच्च स्तर के निकट, YTD में 13.63% और पिछले वर्ष में 32% बढ़ा है। कंपनी का EPS (TTM) 3.30 और P/E (TTM) 27.63 है।

NextEra 2.73% का डिविडेंड यील्ड देता है। हाल ही में, कंपनी ने प्रति शेयर $0.6232 का त्रैमासिक डिविडेंड घोषित किया, जो YoY में 10% वृद्धि है। NextEra ने Q4 2025 के लिए समायोजित आय $1.133 बिलियन और पूरे वर्ष के लिए $7.683 बिलियन रिपोर्ट की। NEER ने 7.2 GW नई जनरेशन ऑनलाइन लाई और अपने बैकलॉग में 13.5 GW जोड़ा, जिससे कुल 30 GW हो गया। इसमें Google के साथ Duane Arnold परमाणु संयंत्र को पुनः शुरू करने की योजना भी शामिल है।

“हम मानते हैं कि कोई कंपनी नहीं है जो अमेरिका की बढ़ती ऊर्जा मांग को विश्वसनीय और किफायती तरीके से पूरा करने के लिए आवश्यक ऊर्जा बुनियादी ढांचे को बनाने में बेहतर स्थित हो,” CEO जॉन केचम ने कहा। कंपनी 2032 तक 8%+ CAGR के साथ समायोजित EPS की वृद्धि की उम्मीद करती है। यह रणनीतिक अधिग्रहणों के माध्यम से प्राकृतिक गैस आपूर्ति समाधान का विस्तार भी कर रही है।

NextEra 2026 के लिए समायोजित EPS को $3.92 से $4.02 की सीमा में अनुमानित करता है, और डिविडेंड 2028 तक प्रति वर्ष 6% बढ़ेंगे।

निष्कर्ष

अत्यधिक मौसम और AI डेटा सेंटरों द्वारा प्रेरित वैश्विक ऊर्जा मांग के बढ़ने के साथ, उत्सर्जन को कम करने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा वृद्धि अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है। जबकि सौर और पवन अपनाने में प्रमुख हैं, लहर ऊर्जा एक पूर्वानुमेय, उच्च-घनत्व संसाधन प्रदान करके स्वच्छ ऊर्जा की ओर परिवर्तन को तेज करने की क्षमता रखती है।

जाइरोस्कोपिक वेव ऊर्जा जैसी तकनीकों पर शोध इस सेक्टर को सीमित करने वाली तकनीकी बाधाओं को पार करने में मदद कर सकता है। सहायक नीतियों और रणनीतिक निवेशों के साथ, ये प्रगति महत्वपूर्ण नई क्षमता को अनलॉक करने में मदद कर सकती हैं।

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संदर्भ

1. Clemente, D., et al. निकट तट 500 MW वेव फार्म के विद्युत उत्पादन और तटीय संरक्षण का मूल्यांकन। Applied Energy 379, 124950 (2025). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.1249502
2. Iida, T. बैंडविड्थ आवृत्तियों पर आधी लहर ऊर्जा को अवशोषित करने वाले जाइरोस्कोपिक वेव ऊर्जा कनवर्टर का रैखिक विश्लेषण। Journal of Fluid Mechanics 1029, A20 (2026). https://doi.org/10.1017/jfm.2026.11172