সম্প্রতি অনুষ্ঠিত ‘চায়না অফশোর উইন্ড পাওয়ার ইঞ্জিনিয়ারিং টেকনোলজি কনফারেন্স’-এ অফশোর প্রোডাক্ট লাইনের জেনারেল ম্যানেজার একটি মূল বক্তব্য প্রদান করেন। তিনি জোর দিয়ে বলেন যে, চীনের অফশোর উইন্ড টারবাইনগুলোর বর্তমান প্রতিবন্ধকতাগুলো এর ব্লেড এবং মেইন বেয়ারিং-এর মধ্যেই নিহিত। অফশোর উইন্ড টারবাইনের উচ্চ চাহিদার পরিপ্রেক্ষিতে, উৎপাদকদের জন্য উপলব্ধ সাপ্লাই চেইনের উপর ভিত্তি করে বিনিয়োগ থেকে লাভ নিশ্চিত করে এমন সমাধান প্রদানে মনোনিবেশ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা চীনে অফশোর বায়ুশক্তির টেকসই উন্নয়নে সহায়তা করবে।

উইন্ড টারবাইন ব্লেডের উন্নয়ন যাত্রা

ইউরোপ ও চীনে উইন্ড টারবাইন ব্লেডের বিবর্তন পর্যালোচনা করা হয়েছে। ১৯৯১ থেকে ২০১৫ সালের মধ্যে, টারবাইনের শক্তি এবং ব্লেডের আকারের দিক থেকে চীন ছিল অনুগামী। তবে, ২০১৭ সালের মধ্যে চীন ১৭১ মিটার ব্যাসের একটি উইন্ড টারবাইন তৈরি করে, যা ইউরোপের ১৬৪ মিটারকে ছাড়িয়ে যায়। ২০১৯ সালের মধ্যে, ইউরোপ এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র উভয়ই ২২০ মিটার ব্যাসের আরও বড় টারবাইন চালু করে। টারবাইনের আকারের এই সমতা এটাই নির্দেশ করে যে, অফশোর উইন্ড টারবাইন উন্নয়নে চীন এবং ইউরোপ এখন একই পর্যায়ে রয়েছে।

বায়ু শক্তিতে চ্যালেঞ্জ এবং উদ্ভাবন

একটি স্বনামধন্য আন্তর্জাতিক বিজ্ঞান পত্রিকার মতে, অফশোর উইন্ড টারবাইনগুলোর আকার বৃদ্ধির সাথে সাথে বায়ু শক্তি খাতটি অ্যারোডাইনামিক্স, স্ট্রাকচারাল ডাইনামিক্স এবং হাইড্রোডাইনামিক্সের ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হচ্ছে। এই মৌলিক বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্রগুলিতে গবেষণা ক্রমবর্ধমান টারবাইন ব্যাসের সাথে তাল মেলাতে পারেনি। বিমান শিল্পের বিপরীতে, যেখানে এক শতাব্দী পরেও বিমানের ডানার বিস্তার ৮০ মিটার অতিক্রম করতে দেখা যায়নি, সেখানে বায়ু শক্তি শিল্প চার দশকেরও কম সময়ে ২০০ মিটার টারবাইন ব্যাসে পৌঁছে গেছে।

প্রকৌশল ও প্রযুক্তিগত অগ্রগতিতে পর্যায়ক্রমিক অগ্রগতির গুরুত্ব তুলে ধরা হয়েছে। ব্লেডের দৈর্ঘ্য বাড়াতে উপকরণ এবং উৎপাদন প্রযুক্তিতে যুগান্তকারী উদ্ভাবন প্রয়োজন। অফশোর বায়ুশক্তির আরও উন্নয়নে সহায়তা করার জন্য ব্লেডের আকার বাড়াতে শুধুমাত্র বিদ্যমান প্রযুক্তির উপর নির্ভর করা অপর্যাপ্ত।

কার্বন ফাইবার ভেইল উপকরণের প্রয়োজনীয়তা

দীর্ঘতর অফশোর ব্লেডকে সমর্থন করার জন্য, এই শিল্পকে কার্বন ফাইবার ভেইল উপকরণের অজানা জগতে প্রবেশ করতে হবে। এই রূপান্তরটি এক দশক আগের পরিস্থিতিরই প্রতিচ্ছবি, যখন চীনকে ইউরোপীয় কোম্পানিগুলো থেকে ব্লেডের নকশার লাইসেন্স নিতে হতো এবং মূল উপকরণ ও সরঞ্জাম জার্মান বা জাপানি কোম্পানিগুলো থেকে সংগ্রহ করা হতো। ছাঁচের জন্য বড় বিনিয়োগ, দীর্ঘ সময়সীমা এবং অপরিপক্ক প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি এই উন্নয়নকে আরও জটিল করে তোলে, যার ফলে মূলধারার ব্লেডের তুলনায় বড় আকারের ব্লেডের প্রক্রিয়াকরণ দক্ষতা ৩-৪ গুণ উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। চীনে বর্তমান বৃহৎ আকারের অফশোর বায়ু বিদ্যুৎ কেন্দ্র স্থাপনের প্রেক্ষাপটে প্রকল্পের কার্যকারিতা নিশ্চিত করার ক্ষেত্রে এটি একটি বড় প্রতিবন্ধকতা তৈরি করে। পরবর্তী প্রজন্মের উইন্ড টারবাইনের জন্য কার্বন ফাইবার ভেইল অপরিহার্য, যা শক্তি এবং হালকা ওজন—উভয় বৈশিষ্ট্যই পূরণ করে।

প্রধান বিয়ারিং সরবরাহ শৃঙ্খলে চ্যালেঞ্জসমূহ

ডিজাইনগত চ্যালেঞ্জ, সরবরাহ শৃঙ্খলের সমস্যা এবং স্থাপনের জটিলতা থেকে উদ্ভূত প্রধান বিয়ারিংটি আরেকটি প্রতিবন্ধকতা। বিশেষত, বৃহৎ অফশোর টারবাইনের প্রধান বিয়ারিংয়ের সরবরাহ শৃঙ্খল তিনটি মূল চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়:

1. প্রধান বেয়ারিং রিং-এর ব্যাস প্রায়শই ২ মিটারের বেশি হয়, যা বেশিরভাগ প্রচলিত যন্ত্রপাতির ক্ষমতার বাইরে।

2. মূলধারার সরবরাহকারী মাত্র দুটি, এবং তাদের জন্য কমপক্ষে এক বছর আগে থেকে ধারণক্ষমতা সংরক্ষণ করতে হয়।

3. বর্তমানে দেশীয় সরবরাহকারীদের এত বড় বিয়ারিং তৈরির নকশা ও প্রক্রিয়াকরণ সক্ষমতার অভাব রয়েছে।

   
   

বিয়ারিং প্রযুক্তিতে সমাধান এবং উদ্ভাবন

প্রধান বেয়ারিং কনফিগারেশনের জন্য ডুয়াল এসআরবি প্রযুক্তি গ্রহণ করা হলে, তা ১.৫ মিটারের মধ্যে ব্যাসযুক্ত ৫-৬ মেগাওয়াট টারবাইনকে সমর্থন করা নিশ্চিত করে। একটি শক্তিশালী বৈশ্বিক সরবরাহ শৃঙ্খল দ্বারা সমর্থিত এই সমাধানটি নকশা এবং উৎপাদনে স্থানীয় সরবরাহকারীদের অংশগ্রহণের সুযোগ করে দেয়। এর বিপরীতে, ডুয়াল টিআরবি এবং ডিআরটিআরবি-এর মতো বৃহত্তর ব্যাসের প্রযুক্তিগুলো ক্ষমতা এবং দক্ষতার ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়।

অফশোর উইন্ড টারবাইনের কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করা

প্রতিবন্ধকতা সত্ত্বেও, কোম্পানিটি এমন অফশোর উইন্ড সলিউশন প্রদানে আত্মবিশ্বাসী যা বিনিয়োগ থেকে ইতিবাচক মুনাফা এনে দেয়। চীনের অফশোর উইন্ড ফার্মগুলোর জন্য লেভেলাইজড কস্ট অফ এনার্জি (LCOE)-এর একটি বিশদ মানচিত্র তৈরি করা হয়েছে, যা টারবাইন নির্ধারণে পথনির্দেশ করে এবং ডেভেলপারদের লাভজনক প্রকল্প শনাক্ত করতে সাহায্য করে। এখানে টারবাইন ক্ষমতার উপর নয়, বরং LCOE-এর উপরই মনোযোগ দেওয়া হয়েছে, যেখানে বিদ্যুৎ উৎপাদনই সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।

আঞ্চলিক অভিযোজন এবং LCOE সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণ

LCOE অপ্টিমাইজ করার জন্য বিভিন্ন অঞ্চলে টারবাইন শক্তি এবং রোটর ব্যাসের বিভিন্ন সংমিশ্রণের প্রয়োজন হয়। কোম্পানিটি ফুজিয়ানের মতো উচ্চ-বায়ুপ্রবাহ এলাকা, গুয়াংজির মতো নিম্ন-বায়ুপ্রবাহ এলাকা এবং ঝেজিয়াং-এর মতো মধ্যম-নিম্ন-বায়ুপ্রবাহ এলাকার জন্য LCOE সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণ পরিচালনা করেছে। গবেষণার ফলাফল ইঙ্গিত দেয় যে উচ্চ-বায়ুপ্রবাহের ক্ষেত্রে ৬-৮ মেগাওয়াট টারবাইন সর্বোত্তম, যেখানে নিম্ন থেকে মধ্যম-নিম্ন-বায়ুপ্রবাহের ক্ষেত্রে ৪-৬ মেগাওয়াট টারবাইন সবচেয়ে ভালো। কম বায়ুপ্রবাহের জন্য বৃহত্তর রোটর ব্যাসের প্রয়োজন হয় এবং এর বিপরীতটিও সত্য। কাঙ্ক্ষিত কর্মক্ষমতা এবং দক্ষতা অর্জনের জন্য এই টারবাইনগুলিতে কার্বন ফাইবার ভেইলের ব্যবহার অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

অফশোর উইন্ড ফার্মে ওয়েক লস মোকাবেলা

ঘন বিন্যাস, কম বায়ুপ্রবাহের গতি এবং অধিক স্থিতিশীল বায়ুমণ্ডলের কারণে চীনের অফশোর উইন্ড ফার্মগুলো ইউরোপীয় ফার্মগুলোর তুলনায় বেশি ওয়েক লসের সম্মুখীন হয়। প্রায় ১.৫ গিগাওয়াট অফশোর টারবাইন ক্ষমতার একটি মূল্যায়নে দেখা গেছে যে ওয়েক লসের প্রাথমিক অনুমান প্রায় ২% কম ছিল। গ্রুপ ওয়েক কন্ট্রোল প্রযুক্তির মাধ্যমে ওয়েক লস কমানোর প্রচেষ্টার ফলে বিদ্যুৎ উৎপাদন ৩-৪% বৃদ্ধি পেয়েছে। অফশোর উইন্ড ফার্মের বিন্যাস যত ঘন হচ্ছে, গ্রুপ ওয়েক কন্ট্রোল প্রযুক্তির গুরুত্বও তত বাড়ছে। ব্লেডের নকশায় কার্বন ফাইবার ভেইল প্রয়োগ করা হলে তা কেবল কর্মক্ষমতাই বাড়ায় না, বরং ওয়েক লসের প্রভাবও হ্রাস করে।