ज्वार मुख्य रूप से चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण होता है और कुछ हद तक, पृथ्वी के जल द्रव्यमान पर सूर्य का गुरुत्वाकर्षण खिंचाव होता है। ज्वारीय ऊर्जा इस घटना के कारण जल स्तरों में नियमित बदलाव का शोषण करती है।

यहां बताया गया है कि ज्वारीय बिजली उत्पादन प्रणाली आमतौर पर कैसे काम करती है :

ज्वारीय बांध :
ज्वारीय बांध ज्वारीय ऊर्जा के दोहन का सबसे आम तरीका है। ये बांध मुहानों या नदी के मुहानों में बनाए जाते हैं जहां ज्वार में ऊपर और नीचे की ओर एक मजबूत गति होती है।
ज्वारीय बांध पारंपरिक पनबिजली बांध के समान संरचना का उपयोग करते हैं। उनके पास आमतौर पर दरवाजे या वाल्व होते हैं जो ज्वार बढ़ने पर टर्बाइनों के माध्यम से पानी को प्रवाहित करने की अनुमति देने के लिए खुलते हैं, और ज्वार के बाहर जाने पर बंद हो जाते हैं।
टर्बाइनों से गुजरने वाला पानी जनरेटर को घुमाता है जो पानी की गतिज ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है।


सबसीए टर्बाइन :
उप-टरबाइन ज्वारीय ऊर्जा का उपयोग करने के लिए एक उभरती हुई तकनीक है। उन्हें समुद्र तल पर रखा जाता है जहां ज्वारीय धाराएं मजबूत होती हैं।
पानी के नीचे टरबाइन अपने ब्लेड को घुमाकर ज्वारीय धाराओं की गतिज ऊर्जा को पकड़ते हैं। इस रोटेशन को फिर जनरेटर का उपयोग करके बिजली में परिवर्तित किया जाता है।
उप-टर्बाइनों के संभावित लाभों में समुद्री पर्यावरण में बेहतर एकीकरण और ज्वारीय बांधों की तुलना में संभावित रूप से कम निर्माण लागत शामिल है।

- यह ऊर्जा का एक नवीकरणीय स्रोत है, क्योंकि ज्वार पूर्वानुमेय हैं और तब तक मौजूद रहेंगे जब तक चंद्रमा और सूर्य पृथ्वी पर अपना गुरुत्वाकर्षण प्रभाव डालते हैं।
- यह बहुत कम या कोई ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन या वायु प्रदूषण पैदा नहीं करता है।
- इसका भूमि पर कम प्रभाव पड़ता है, क्योंकि ज्वारीय बाँध आमतौर पर उन क्षेत्रों पर कब्जा कर लेते हैं जहाँ पहले से ही मानव बस्तियाँ हैं, जैसे कि मुहाना या बंदरगाह।

हालांकि, ज्वारीय ऊर्जा चुनौतियों को प्रस्तुत करती है, जिसमें ज्वारीय बांधों की उच्च निर्माण लागत, समुद्री आवासों और तटीय पारिस्थितिक तंत्र के परिवर्तन से संबंधित पर्यावरणीय चिंताएं और ज्वारीय चक्रों के साथ ऊर्जा उपलब्धता में भिन्नता शामिल है। इन चुनौतियों के बावजूद, ज्वारीय ऊर्जा दीर्घकालिक अक्षय ऊर्जा स्रोत के रूप में बढ़ती रुचि को आकर्षित करना जारी रखती है।

परिचालन :

ऊर्जा पर कब्जा : ज्वारीय बांध ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए ज्वार के उत्थान और पतन का उपयोग करते हैं। वे आमतौर पर मुहानों या जलडमरूमध्य में बनाए जाते हैं जहां ज्वार विशेष रूप से अधिक होते हैं। जब ज्वार उठता है, तो पानी को फाटकों या तालों द्वारा वापस रखा जाता है। जब ज्वार निकलता है तो यह पानी टर्बाइनों के जरिए छोड़ा जाता है, जिससे बिजली पैदा होती है।

टर्बाइन तकनीक : ज्वारीय बांधों में उपयोग किए जाने वाले टर्बाइन विभिन्न प्रकार के हो सकते हैं, जिनमें प्रोपेलर टर्बाइन, एक्शन टर्बाइन या जेट टर्बाइन शामिल हैं। वे दोनों दिशाओं में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिसका अर्थ है कि वे बढ़ते और गिरते ज्वार दोनों पर ऊर्जा को पकड़ने के लिए दोनों दिशाओं में घूम सकते हैं।

बिजली उत्पादन चक्र : ज्वारीय बांध चक्रीय रूप से बिजली उत्पन्न करते हैं, आमतौर पर दिन में दो बार, उच्च ज्वार और कम ज्वार पर। बिजली उत्पादन अनुमानित है और ज्वार के समय के अनुसार निर्धारित किया जा सकता है।

लाभ :

नवीकरणीय ऊर्जा : ज्वारीय ऊर्जा एक अक्षय ऊर्जा स्रोत है क्योंकि यह चंद्रमा और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण बलों द्वारा संचालित होती है, जो ज्वार को प्रभावित करती है।

पूर्वानुमेयता : सौर और पवन जैसे अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के विपरीत, ज्वारीय ऊर्जा अनुमानित और स्थिर है। ज्वार के समय की सटीक गणना वर्षों पहले की जा सकती है।

कम पर्यावरणीय प्रभाव : ज्वारीय बांधों का ऊर्जा उत्पादन के अन्य रूपों की तुलना में अपेक्षाकृत कम पर्यावरणीय प्रभाव पड़ता है। वे ग्रीनहाउस गैसों का उत्पादन नहीं करते हैं और भूमि के बड़े इलाकों की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे वनों की कटाई या निवास स्थान के नुकसान की समस्याओं को कम किया जाता है।

नुकसान :

उच्च लागत : आवश्यक बुनियादी ढांचे की जटिलता और उच्च निर्माण लागत के कारण ज्वारीय बांध का निर्माण एक महत्वपूर्ण वित्तीय निवेश है।

पारिस्थितिकी तंत्र पर प्रभाव : ज्वारीय बाँध का निर्माण स्थानीय पारिस्थितिक तंत्र को बाधित कर सकता है, धाराओं को बदल सकता है और मछली एवं अन्य समुद्री जीवन के प्रवास को प्रभावित कर सकता है।

विशिष्ट स्थान : ज्वारीय बांध केवल उन जगहों पर बनाए जा सकते हैं जहां ज्वार महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा प्रदान करने के लिए पर्याप्त हैं। यह इस प्रकार की स्थापना के लिए संभावित स्थानों को सीमित करता है।

इन चुनौतियों के बावजूद, ज्वारीय बांध उच्च ज्वार वाले तटीय क्षेत्रों के लिए ऊर्जा के एक आशाजनक स्रोत का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो स्वच्छ और टिकाऊ बिजली उत्पादन के लिए काफी क्षमता प्रदान करते हैं।

काइनेटिक एनर्जी कैप्चर : सबसीए टर्बाइन पानी के नीचे स्थापित होते हैं, जो अक्सर सीबेड या जलमग्न संरचनाओं से जुड़े होते हैं। उन्हें तैनात किया जाता है ताकि वे समुद्री धारा या ज्वारीय प्रवाह के संपर्क में आ सकें। जैसे ही पानी टरबाइन ब्लेड से गुजरता है, करंट का बल टरबाइन को घुमाने का कारण बनता है, जिससे पानी की गतिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

बिजली उत्पादन : टरबाइन का रोटेशन एक विद्युत जनरेटर से जुड़ा होता है, आमतौर पर एक अल्टरनेटर, जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। इस तरह से उत्पादित बिजली को उपभोक्ताओं को वितरण के लिए पनडुब्बी केबलों के माध्यम से तटवर्ती बिजली ग्रिड में ले जाया जाता है।

उप-टर्बाइनों के प्रकार :

अक्षीय टर्बाइन : इन टर्बाइनों में एक हवाई जहाज के प्रोपेलर के समान एक केंद्रीय अक्ष के चारों ओर व्यवस्थित ब्लेड होते हैं। वे अपेक्षाकृत तेज समुद्री धाराओं में स्थापित होने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और परिस्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला के तहत गतिज ऊर्जा पर कब्जा करने में प्रभावी हैं।

प्रोपेलर टर्बाइन : ये टर्बाइन बड़े प्रोपेलर की तरह दिखते हैं और इन्हें निरंतर और शक्तिशाली समुद्री धाराओं में स्थापित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वे नियमित ज्वारीय धाराओं से ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करने में प्रभावी हैं।

दोलन ब्लेड टर्बाइन : इन टर्बाइनों में ब्लेड होते हैं जो पानी की गति के साथ दोलन या दोलन करते हैं। वे परिवर्तनशील महासागरीय धाराओं के लिए उपयुक्त हैं और कम गति की स्थिति में प्रभावी ढंग से काम कर सकते हैं।

नवीकरणीय ऊर्जा : पानी के नीचे टरबाइन एक अक्षय संसाधन, समुद्र की धाराओं और ज्वार की गतिज ऊर्जा का उपयोग करते हैं, जो चंद्रमा और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण बलों द्वारा संचालित होता है।

पूर्वानुमेयता : सौर और पवन जैसे अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के विपरीत, समुद्र की धाराएं और ज्वार अनुमानित हैं, जिससे बिजली उत्पादन की सटीक योजना की अनुमति मिलती है।

कम दृश्य प्रभाव : पानी के नीचे स्थापित होने के कारण, तटवर्ती पवन टर्बाइनों या सौर पैनलों की तुलना में उप-टर्बाइनों में न्यूनतम दृश्य प्रभाव पड़ता है, जिससे उन्हें कुछ तटीय क्षेत्रों में अधिक सौंदर्यवादी रूप से स्वीकार्य बना दिया जाता है।

उच्च अग्रिम लागत : पानी के नीचे उपकरण स्थापित करने और उन्हें बनाए रखने में शामिल तकनीकी और तार्किक चुनौतियों के कारण उप-टर्बाइनों का निर्माण और स्थापना महंगी हो सकती है।

समुद्री पर्यावरण पर प्रभाव : हालांकि अन्य ऊर्जा प्रतिष्ठानों की तुलना में कम नेत्रहीन घुसपैठ, उप-टर्बाइन समुद्री पारिस्थितिक तंत्र को प्रभावित कर सकते हैं, समुद्री वन्यजीवों के निवास और प्रवास को बाधित कर सकते हैं।

रखरखाव और स्थायित्व : उप-टर्बाइनों को नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है और कठोर समुद्री वातावरण के कारण जंग और पहनने का खतरा हो सकता है जिसमें वे काम करते हैं।