तरंग ऊर्जा: नवीकरणीय स्रोतों के प्रति एक नया और क्रांतिकारी दृष्टिकोण

महासागर की लहरें नवीकरणीय ऊर्जा का एक अत्यंत विशाल लेकिन तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण स्रोत मानी जाती हैं। वर्तमान में उपयोग की जाने वाली अधिकांश ऊर्जा उत्पादन प्रणालियाँ कम दक्षता की गंभीर समस्या का सामना कर रही हैं, क्योंकि वे केवल लहरों की एक सीमित श्रेणी में ही प्रभावी ढंग से कार्य कर पाती हैं। यह सीमा वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को अधिक अनुकूलन योग्य और सार्वभौमिक ऊर्जा रूपांतरण तकनीकों की खोज करने के लिए प्रेरित कर रही है जो समुद्र की बदलती परिस्थितियों में भी स्थिर ऊर्जा प्रदान कर सकें।

वर्ष 2026 की शुरुआत में, ओसाका विश्वविद्यालय के एक प्रतिष्ठित शोधकर्ता ताकाहितो ईडा ने 'जायरोस्कोपिक वेव एनर्जी कन्वर्टर' (GWEC) नामक एक नई अवधारणा प्रस्तुत की। इस प्रणाली को विशेष रूप से लहरों की आवृत्तियों के एक विस्तृत स्पेक्ट्रम में ऊर्जा को कुशलतापूर्वक अवशोषित करने के लिए विकसित किया गया है। ईडा का यह नवाचार पारंपरिक प्रतिष्ठानों की उन प्रमुख बाधाओं को दूर करने का प्रयास करता है जो अब तक समुद्री ऊर्जा के व्यापक दोहन में सबसे बड़ी रुकावट रही हैं।

GWEC की कार्यप्रणाली पूरी तरह से 'जायरोस्कोपिक प्रीसेशन' (gyroscopic precession) की वैज्ञानिक घटना पर आधारित है, जिसे निम्नलिखित चरणों के माध्यम से समझा जा सकता है:

• एक तेजी से घूमने वाला फ्लाईव्हील एक तैरते हुए प्लेटफॉर्म पर मजबूती से स्थापित किया जाता है।
• समुद्र की लहरों के कारण प्लेटफॉर्म में होने वाले निरंतर उतार-चढ़ाव एक विशिष्ट टॉर्क या घुमाव बल पैदा करते हैं।
• यह टॉर्क फ्लाईव्हील की घूर्णन धुरी को प्रीसेस (precess) करने या डगमगाने के लिए मजबूर करता है।
• अंततः, यह यांत्रिक गति एक विद्युत जनरेटर को संचालित करती है, जिससे बिजली का उत्पादन होता है।

ताकाहितो ईडा ने जल पर्यावरण, तैरते हुए पिंड और जायरोस्कोप के बीच की जटिल अंतःक्रियाओं को समझने के लिए रैखिक तरंग सिद्धांत का उपयोग करते हुए विस्तृत सैद्धांतिक और संख्यात्मक विश्लेषण किया है। उनके इस शोध के परिणाम प्रतिष्ठित 'जर्नल ऑफ फ्लूइड मैकेनिक्स' में प्रकाशित हुए हैं, जो इस तकनीक की वैज्ञानिक प्रामाणिकता की पुष्टि करते हैं। शोध के अनुसार, यदि GWEC को सही ढंग से ट्यून किया जाए, तो यह विभिन्न आवृत्तियों पर 50% की अधिकतम सैद्धांतिक ऊर्जा रूपांतरण दक्षता प्राप्त करने में सक्षम है।

अध्ययन का एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है कि इस उच्च दक्षता स्तर को प्राप्त करने के लिए केवल एक प्रतिध्वनि (resonance) की स्थिति पर निर्भर रहने की आवश्यकता नहीं है। यह विशेषता जायरोस्कोपिक दृष्टिकोण को भविष्य में निरंतर और स्थिर ऊर्जा कैप्चर के लिए एक अत्यंत आशाजनक समाधान बनाती है। इसके अलावा, संख्यात्मक सिमुलेशन ने विकसित मॉडल की स्थिरता की भी पुष्टि की है, जिसमें गैर-रेखीय जायरोस्कोपिक प्रतिक्रियाओं का गहन विश्लेषण शामिल है जो वास्तविक समुद्री परिस्थितियों के अनुकूल है।

मौजूदा समाधानों की तुलना में इस जायरोस्कोपिक प्रणाली के कई रणनीतिक लाभ हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह लहरों की निरंतर बदलती परिस्थितियों के बावजूद उच्च ऊर्जा अवशोषण स्तर बनाए रखने में सक्षम है, जो समुद्र के अनिश्चित वातावरण के लिए अनिवार्य है। इसके अतिरिक्त, GWEC की संरचना पूरी तरह से स्वायत्त है, जिसका अर्थ है कि यह जहाजों पर ऑन-बोर्ड बिजली उत्पादन के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प साबित हो सकती है, जिससे समुद्री परिवहन की ऊर्जा आत्मनिर्भरता में वृद्धि होगी।

शोध दल ने अपनी भविष्य की योजनाओं को भी स्पष्ट किया है, जिसमें व्यावहारिक कार्यान्वयन की दिशा में दो प्रमुख कदम शामिल हैं:

• सबसे पहले, 100 सेमी लंबे परीक्षण टैंक में प्रयोग करने के लिए 50 सेमी आकार का एक छोटा प्रोटोटाइप तैयार किया जाएगा।
• इसके बाद, एक शक्तिशाली 300 किलोवाट का जनरेटर विकसित करने का लक्ष्य है, जिसे मानक वाणिज्यिक जहाजों को अतिरिक्त बिजली आपूर्ति प्रदान करने के लिए विशेष रूप से अनुकूलित किया जाएगा।

यह विकास वैश्विक नवीकरणीय ऊर्जा बाजार के विस्तार के संदर्भ में अत्यंत महत्वपूर्ण है, जो 2024 में 1.77 ट्रिलियन अमेरिकी डॉलर के प्रभावशाली स्तर तक पहुंच गया था। ईडा का शोध समुद्री ऊर्जा को एक रणनीतिक रूप से महत्वपूर्ण नवीकरणीय स्रोत के रूप में स्थापित करने के लिए आवश्यक डेटा प्रदान करता है। अन्य पारंपरिक कन्वर्टर्स, जैसे पॉइंट एब्जॉर्बर या ऑसिलेटिंग वॉटर कॉलम की तुलना में, GWEC की सबसे बड़ी खूबी यह है कि इसके जनरेटर सहित सभी मुख्य घटक एक सुरक्षात्मक आवरण के भीतर सुरक्षित रहते हैं। यह डिजाइन न केवल खारे पानी के संपर्क से होने वाले क्षरण को कम करता है, बल्कि यांत्रिक टूट-फूट के जोखिम को भी न्यूनतम कर देता है जिससे रखरखाव की लागत कम हो जाती है।