Wind resource assessment
বায়ু সম্পদ মূল্যায়ন হল এমন একটি প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে বায়ু শক্তি বিকাশকারীরা একটি বায়ু খামারের ভবিষ্যতের শক্তি উৎপাদন অনুমান করে। সঠিক বায়ু সম্পদ মূল্যায়ন বায়ু খামারগুলির সফল উন্নয়নের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। 1970-এর দশকের শেষের দিকে প্রথম বায়ু খামার গড়ে ওঠার পর থেকে আধুনিক বায়ু সম্পদ মূল্যায়ন করা হয়েছে। ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলি ডেনমার্কের বিকাশকারী এবং গবেষকদের দ্বারা প্রবর্তিত হয়েছিল, যেখানে আধুনিক বায়ু শক্তি শিল্প প্রথম বিকশিত হয়েছিল। বায়ু সম্পদ মানচিত্র ঐতিহ্যগতভাবে সরকার বা গবেষণা সংস্থাগুলি দ্বারা দেশ পর্যায়ে বায়ু শক্তি সম্পদ সম্ভাবনার উচ্চ রেজোলিউশন ম্যাপিং করা হয়েছে, আংশিকভাবে প্রক্রিয়াটির জটিলতা এবং এর সাথে জড়িত নিবিড় কম্পিউটিং প্রয়োজনীয়তার কারণে। যাইহোক, 2015 সালে ডেনমার্কের কারিগরি বিশ্ববিদ্যালয়, ক্লিন এনার্জি মিনিস্টিরিয়ালের কাঠামোর অধীনে, বিশ্বব্যাপী বায়ু সম্পদ সম্ভাবনার উপর অবাধে উপলব্ধ তথ্য সরবরাহ করতে গ্লোবাল উইন্ড অ্যাটলাস (সংস্করণ 1) চালু করেছে। বিশ্ব ব্যাঙ্কের সঙ্গে অংশীদারিত্বে 2017 সালের নভেম্বরে (সংস্করণ 2) গ্লোবাল উইন্ড অ্যাটলাস পুনরায় চালু করা হয়, যেখানে এখন সমস্ত দেশের জন্য 250 মিটার রেজোলিউশনে বায়ু সম্পদ মানচিত্র উপলব্ধ রয়েছে। আরেকটি অনুরূপ আন্তর্জাতিক উদাহরণ হল ইউরোপীয় উইন্ড অ্যাটলাস, যা ইউরোপীয় ইউনিয়নের অর্থায়নে নিউ ইউরোপীয় উইন্ড অ্যাটলাস প্রকল্পের অধীনে হালনাগাদ করার প্রক্রিয়া চলছে। দেশের বায়ু সম্পদ মানচিত্রের উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে কানাডিয়ান উইন্ড অ্যাটলাস, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের উইন্ড রিসোর্স অ্যাটলাস এবং উন্নয়নশীল দেশগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে 2013 সালে ই. এস. এম. এ. পি দ্বারা চালু করা একটি উদ্যোগের অধীনে বিশ্ব ব্যাংক দ্বারা প্রকাশিত বায়ু মানচিত্রের একটি সিরিজ। এটি জাতিসংঘের পরিবেশ কর্মসূচির পূর্ববর্তী উদ্যোগ, সৌর ও বায়ু শক্তি সম্পদ মূল্যায়ন (এস. ডব্লিউ. ই. আর. এ) প্রকল্প অনুসরণ করে, যা 2002 সালে গ্লোবাল এনভায়রনমেন্ট ফ্যাসিলিটির অর্থায়নে চালু করা হয়েছিল। যাইহোক, এই দেশের বায়ু সম্পদ মানচিত্রগুলি মূলত তথ্যের গুণমান, পদ্ধতি এবং আউটপুট রেজোলিউশনের ক্ষেত্রে গ্লোবাল উইন্ড অ্যাটলাস দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে। আন্তর্জাতিক পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সংস্থা (আই. আর. ই. এন. এ) দ্বারা বিকশিত পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির জন্য গ্লোবাল অ্যাটলাসের মাধ্যমেও উপরোক্ত বৈশ্বিক এবং দেশের ম্যাপিং আউটপুট এবং আরও অনেক কিছু পাওয়া যায়, যা বায়ু এবং অন্যান্য পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সম্পদ প্রচেষ্টার উপর সর্বজনীনভাবে উপলব্ধ জিআইএস তথ্য একত্রিত করে। এই ধরনের মানচিত্র ব্যবহার করে বাতাসের পূর্বাভাস শুরু করা যেতে পারে, তবে নির্ভুলতা এবং সূক্ষ্ম বিবরণের অভাব এগুলিকে কেবল বাতাসের গতির তথ্য সংগ্রহের জন্য সাইটগুলির প্রাথমিক নির্বাচনের জন্য কার্যকর করে তোলে। বিশেষভাবে স্থাপিত অ্যানিমোমিটার স্টেশনগুলি থেকে স্থল-ভিত্তিক পরিমাপের ক্রমবর্ধমান সংখ্যার পাশাপাশি চালু হওয়া বায়ু খামারগুলি থেকে পরিচালিত তথ্যের সাথে, অনেক দেশে বায়ু সম্পদ মানচিত্রের নির্ভুলতা সময়ের সাথে সাথে উন্নত হয়েছে, যদিও বেশিরভাগ উন্নয়নশীল দেশে কভারেজ এখনও অস্পষ্ট। উপরে তালিকাভুক্ত সর্বজনীনভাবে উপলব্ধ উৎসগুলি ছাড়াও, মানচিত্রগুলি বিশেষজ্ঞ পরামর্শের মাধ্যমে বাণিজ্যিক পণ্য হিসাবে উপলব্ধ, অথবা জিআইএস সফ্টওয়্যার ব্যবহারকারীরা মার্কিন জাতীয় পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি পরীক্ষাগারের উচ্চ রেজোলিউশন বায়ু ডেটা সেটের মতো সর্বজনীনভাবে উপলব্ধ জিআইএস ডেটা ব্যবহার করে তাদের নিজস্ব তৈরি করতে পারেন। যদিও নির্ভুলতার উন্নতি হয়েছে, তবে এটি অসম্ভাব্য যে বায়ু সম্পদ মানচিত্র, তা সর্বজনীন বা বাণিজ্যিক যাই হোক না কেন, ইউটিলিটি-স্কেল বায়ু উৎপাদন প্রকল্পগুলির জন্য অন-সাইট পরিমাপের প্রয়োজনীয়তা দূর করবে। যাইহোক, ম্যাপিং সাইট সনাক্তকরণের প্রক্রিয়াটিকে ত্বরান্বিত করতে সহায়তা করতে পারে এবং উচ্চ মানের, স্থল-ভিত্তিক তথ্যের অস্তিত্ব সাইটে পরিমাপ সংগ্রহের প্রয়োজনীয় সময়কে কমিয়ে দিতে পারে। 'স্থির' বায়ু সম্পদ অ্যাটলেসগুলি ছাড়াও যা একাধিক বছর ধরে বাতাসের গতি এবং শক্তির ঘনত্বের গড় অনুমান করে, Renewables.ninja এর মতো সরঞ্জামগুলি প্রতি ঘন্টায় রেজোলিউশনে বিভিন্ন বায়ু টারবাইন মডেল থেকে বাতাসের গতি এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের সময়-পরিবর্তিত অনুকরণ সরবরাহ করে। পরিমাপ একটি বায়ু খামারের শক্তি উৎপাদন অনুমান করতে, ডেভেলপারদের প্রথমে সাইটে বায়ু পরিমাপ করতে হবে। অ্যানিমোমিটার, বায়ু ভ্যান এবং কখনও কখনও তাপমাত্রা, চাপ এবং আপেক্ষিক আর্দ্রতা সেন্সর দিয়ে সজ্জিত আবহাওয়া টাওয়ারগুলি ইনস্টল করা হয়। বার্ষিক প্রতিনিধিত্বমূলক বাতাসের গতির ফ্রিকোয়েন্সি বন্টন গণনা করতে এই টাওয়ারগুলি থেকে প্রাপ্ত তথ্য কমপক্ষে এক বছরের জন্য রেকর্ড করতে হবে। যেহেতু অনসাইট পরিমাপ সাধারণত স্বল্প সময়ের জন্য পাওয়া যায়, তাই নিকটবর্তী দীর্ঘমেয়াদী রেফারেন্স স্টেশনগুলি (সাধারণত বিমানবন্দরগুলিতে) থেকেও তথ্য সংগ্রহ করা হয়। এই তথ্যটি অনসাইট পরিমাপ করা তথ্য সামঞ্জস্য করতে ব্যবহৃত হয় যাতে গড় বাতাসের গতি একটি দীর্ঘমেয়াদী সময়ের প্রতিনিধিত্ব করে যার জন্য অনসাইট পরিমাপ উপলব্ধ নয়। এই মানচিত্রগুলির সংস্করণগুলি উইন্ডনেভিগেটরের মতো সফ্টওয়্যার অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে দেখা এবং ব্যবহার করা যেতে পারে। গণনা একটি প্রস্তাবিত বায়ু খামার প্রকল্পের শক্তি উৎপাদন সঠিকভাবে অনুমান করার জন্য নিম্নলিখিত গণনাগুলি প্রয়োজনঃ অনসাইট আবহাওয়া টাওয়ারগুলির মধ্যে সম্পর্কঃ একাধিক আবহাওয়া টাওয়ার সাধারণত বড় বায়ু খামার সাইটগুলিতে ইনস্টল করা হয়। প্রতিটি টাওয়ারের জন্য, এমন সময়কাল থাকবে যেখানে তথ্য অনুপস্থিত তবে অন্য অনসাইট টাওয়ারে রেকর্ড করা হয়েছে। অনুপস্থিত তথ্য পূরণ করার জন্য সর্বনিম্ন বর্গ রৈখিক রিগ্রেশন এবং অন্যান্য, আরও বায়ু-নির্দিষ্ট রিগ্রেশন পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে। এই পারস্পরিক সম্পর্কগুলি আরও সঠিক হয় যদি টাওয়ারগুলি একে অপরের কাছাকাছি অবস্থিত হয় (কয়েক কিলোমিটার দূরত্ব), বিভিন্ন টাওয়ারের সেন্সরগুলি একই ধরনের হয় এবং মাটি থেকে একই উচ্চতায় স্থাপন করা হয়। দীর্ঘমেয়াদী আবহাওয়া কেন্দ্র এবং অনসাইট আবহাওয়া কেন্দ্রগুলির মধ্যে সম্পর্কঃ যেহেতু বাতাস বছরের পর বছর পরিবর্তনশীল এবং উৎপাদিত শক্তি বাতাসের গতির ঘনক্ষেত্রের সাথে সম্পর্কিত, তাই স্বল্পমেয়াদী (<5 বছর) অনসাইট পরিমাপের ফলে অত্যন্ত ভুল শক্তির অনুমান হতে পারে। অতএব, নিকটবর্তী দীর্ঘমেয়াদী আবহাওয়া স্টেশনগুলি (সাধারণত বিমানবন্দরগুলিতে অবস্থিত) থেকে বাতাসের গতির তথ্য সাইটের তথ্য সামঞ্জস্য করতে ব্যবহৃত হয়। সর্বনিম্ন বর্গাকার রৈখিক রিগ্রেশন সাধারণত ব্যবহার করা হয়, যদিও অন্যান্য বেশ কয়েকটি পদ্ধতিও বিদ্যমান। পরিমাপ করা বাতাসের গতিকে টারবাইন হাবের উচ্চতায় এক্সট্রপোলেট করার জন্য উল্লম্ব শিয়ারঃ আধুনিক বায়ু টারবাইনগুলির হাবের উচ্চতা সাধারণত 80 মিটার বা তার বেশি হয়, তবে ডেভেলপাররা প্রায়শই মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে এফ. এ. এ অনুমোদনের প্রয়োজনীয়তার কারণে 60 মিটারের বেশি লম্বা টাওয়ার স্থাপন করতে অনিচ্ছুক এবং খরচ। পাওয়ার আইন এবং লগ আইন উল্লম্ব শিয়ার প্রোফাইলগুলি পরিমাপ করা বাতাসের গতিবেগকে হাবের উচ্চতায় এক্সট্রপোলেট করার সবচেয়ে সাধারণ পদ্ধতি। একটি স্থান জুড়ে বাতাসের গতি বাড়ানোর জন্য বাতাসের প্রবাহের মডেলিংঃ যদি ভূখণ্ডটি জটিল (পাহাড়ী) হয় বা রুক্ষতার পরিবর্তন হয় (গাছপালা বা ভবনগুলির উচ্চতা) তবে বাতাসের গতিবেগ একটি বায়ু খামার স্থান জুড়ে যথেষ্ট পরিবর্তিত হতে পারে। বাতাসের গতিতে এই বৈচিত্রগুলি গণনা করতে প্রচলিত ডাব্লু. এ. এস. পি রৈখিক পদ্ধতি বা নতুন সি. এফ. ডি পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে বায়ু প্রবাহ মডেলিং সফ্টওয়্যার ব্যবহার করা হয়। বায়ু টারবাইন প্রস্তুতকারকের শক্তি বক্ররেখা ব্যবহার করে শক্তি উৎপাদনঃ যখন দীর্ঘমেয়াদী হাব উচ্চতা বাতাসের গতি গণনা করা হয়, তখন প্রস্তুতকারকের শক্তি বক্ররেখা বায়ু খামারে প্রতিটি টারবাইনের মোট বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদন গণনা করতে ব্যবহৃত হয়। শক্তি হ্রাসের কারণগুলির প্রয়োগঃ একটি বায়ু খামারের মোট শক্তি উৎপাদন গণনা করার জন্য, নিম্নলিখিত ক্ষতির কারণগুলি মোট শক্তি উৎপাদনের ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়ঃ বায়ু টারবাইন জেগে ওঠার ক্ষতি বায়ু টারবাইন প্রাপ্যতা বৈদ্যুতিক ক্ষতি ব্লেড বরফ/ময়লা/পোকামাকড় থেকে অবক্ষয় উচ্চ/নিম্ন তাপমাত্রা বন্ধ গ্রিড সমস্যার কারণে উচ্চ বাতাসের গতি বন্ধ সফ্টওয়্যার অ্যাপ্লিকেশন বায়ু শক্তি বিকাশকারীরা বায়ু সম্পদ মূল্যায়নের জন্য বিভিন্ন ধরনের সফ্টওয়্যার অ্যাপ্লিকেশন ব্যবহার করে। বায়ু তথ্য ব্যবস্থাপনা বায়ু তথ্য ব্যবস্থাপনা সফ্টওয়্যার ব্যবহারকারীকে বায়ু তথ্য সংগ্রহ, সংরক্ষণ, পুনরুদ্ধার, বিশ্লেষণ এবং বৈধকরণে সহায়তা করে। সাধারণত বায়ু তথ্য সেটগুলি একটি আবহাওয়া পর্যবেক্ষণ সাইটে অবস্থিত একটি ডেটা লগার থেকে সরাসরি সংগ্রহ করা হয় এবং একটি ডাটাবেসে আমদানি করা হয়। একবার ডেটা সেটটি ডাটাবেসে থাকলে এটি সিস্টেমে নির্মিত সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করে বিশ্লেষণ এবং বৈধ করা যেতে পারে বা এটি বাহ্যিক বায়ু তথ্য বিশ্লেষণ সফ্টওয়্যার, বায়ু প্রবাহ মডেলিং সফ্টওয়্যার বা বায়ু খামার মডেলিং সফ্টওয়্যারে ব্যবহারের জন্য রপ্তানি করা যেতে পারে। অনেক ডেটা লগার নির্মাতারা বায়ু ডেটা পরিচালন সফ্টওয়্যার সরবরাহ করে যা তাদের লগারের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এই সফ্টওয়্যার প্যাকেজগুলি সাধারণত শুধুমাত্র প্রস্তুতকারকের নিজস্ব লগারদের কাছ থেকে তথ্য সংগ্রহ, সঞ্চয় এবং বিশ্লেষণ করে। তৃতীয় পক্ষের ডেটা ম্যানেজমেন্ট সফ্টওয়্যার এবং পরিষেবাগুলি বিদ্যমান যা বিভিন্ন ধরনের লগারদের কাছ থেকে ডেটা গ্রহণ করতে পারে এবং আরও ব্যাপক বিশ্লেষণ সরঞ্জাম এবং ডেটা বৈধতা প্রদান করতে পারে। বায়ু তথ্য বিশ্লেষণ বায়ু তথ্য বিশ্লেষণ সফ্টওয়্যার ব্যবহারকারীকে বায়ু তথ্য সেট থেকে পরিমাপের ত্রুটিগুলি অপসারণে এবং বিশেষ পরিসংখ্যানগত বিশ্লেষণ করতে সহায়তা করে। বায়ুমণ্ডলীয় সিমুলেশন মডেলিং বায়ু প্রবাহের মডেলিং পদ্ধতিগুলি বাতাসের প্রবাহের খুব উচ্চ-রেজোলিউশনের মানচিত্র গণনা করে, প্রায়শই অনুভূমিক রেজোলিউশনে 100-মিটারের চেয়ে সূক্ষ্ম। সূক্ষ্ম রেজোলিউশন মডেলিং করার সময়, উপলব্ধ কম্পিউটিং সংস্থানকে অতিক্রম করা এড়াতে, এই ছোট আকারের মডেলগুলির দ্বারা ব্যবহৃত সাধারণ মডেল ডোমেনের অনুভূমিক দিকে কয়েক কিলোমিটার এবং উল্লম্ব দিকে কয়েকশো মিটার থাকে। এত ছোট ডোমেন সহ মডেলগুলি মেসো-স্কেল বায়ুমণ্ডলীয় ঘটনাগুলি ক্যাপচার করতে সক্ষম নয় যা প্রায়শই বাতাসের নিদর্শনগুলিকে চালিত করে। এই সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করার জন্য কখনও কখনও নেস্টেড মডেলিং ব্যবহার করা হয়। বায়ু প্রবাহের মডেলিং বায়ু প্রবাহের মডেলিং সফ্টওয়্যারের লক্ষ্য হল যে জায়গাগুলিতে পরিমাপ পাওয়া যায় না সেখানে বায়ু সম্পদের গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলির পূর্বাভাস দেওয়া। সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত এই ধরনের সফ্টওয়্যার অ্যাপ্লিকেশন হল ডব্লিউ. এ. এস. পি, যা ডেনমার্কের রিজো ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে তৈরি করা হয়েছে। ডাব্লু. এ. এস. পি একটি সম্ভাব্য প্রবাহ মডেল ব্যবহার করে পূর্বাভাস দেয় যে কোনও স্থানে ভূখণ্ডের উপর দিয়ে বাতাস কীভাবে প্রবাহিত হয়। মেটিওডিন ডব্লিউটি এবং উইন্ডস্টেশন একই ধরনের প্রয়োগ যা পরিবর্তে গণনামূলক তরল গতিবিদ্যা (সিএফডি) গণনা ব্যবহার করে, যা সম্ভাব্যভাবে আরও সঠিক, বিশেষ করে জটিল ভূখণ্ডের জন্য। বায়ু খামারের মডেলিং উইন্ড ফার্ম মডেলিং সফ্টওয়্যারের লক্ষ্য হল একটি প্রস্তাবিত বা বিদ্যমান বায়ু খামারের আচরণ অনুকরণ করা, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণভাবে এর শক্তি উৎপাদন গণনা করা। ব্যবহারকারী সাধারণত বাতাসের তথ্য, উচ্চতা এবং রুক্ষ কনট্যুর লাইন, বায়ু টারবাইন নির্দিষ্টকরণ, পটভূমির মানচিত্র ইনপুট করতে পারেন এবং পরিবেশগত বিধিনিষেধের প্রতিনিধিত্বকারী বস্তুগুলি সংজ্ঞায়িত করতে পারেন। এই তথ্যটি তখন একটি বায়ু খামারের নকশা তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় যা বিধিনিষেধ এবং নির্মাণ সংক্রান্ত বিষয়গুলিকে বিবেচনায় নিয়ে সর্বাধিক শক্তি উৎপাদন করে। জেফাইসিএফডি, মেটিওডিন ডব্লিউটি, ওপেনওয়াইন্ড, উইন্ডফারমার, উইন্ডপ্রো, উইন্ডসিম এবং ডব্লিউএএসপি সহ বেশ কয়েকটি বায়ু খামার মডেলিং সফ্টওয়্যার অ্যাপ্লিকেশন উপলব্ধ রয়েছে। মাঝারি মাপের বায়ু খামার মডেলিং সাম্প্রতিক বছরগুলিতে স্থানীয় বায়ু সম্পদ থেকে বিতরণকৃত বিদ্যুৎ উৎপাদনের ক্রমবর্ধমান চাহিদা থেকে বায়ু খামার উন্নয়নের একটি নতুন প্রজাতি বৃদ্ধি পেয়েছে। এই ধরনের বায়ু প্রকল্পগুলি বেশিরভাগই কৃষক এবং শিল্প সাইট ম্যানেজারদের মতো উচ্চ শক্তির প্রয়োজনীয়তা সহ জমির মালিকদের দ্বারা পরিচালিত হয়। বায়ু মডেলিং দৃষ্টিকোণ থেকে একটি বিশেষ প্রয়োজনীয়তা হল সমস্ত স্থানীয় বৈশিষ্ট্য যেমন গাছ, হেজ এবং ভবনগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করা কারণ টারবাইন হাব-উচ্চতা 10 মিটার থেকে 50 মিটার পর্যন্ত হয়। বায়ু মডেলিং পদ্ধতির এই বৈশিষ্ট্যগুলি অন্তর্ভুক্ত করা প্রয়োজন তবে উপলব্ধ বায়ু মডেলিং বাণিজ্যিক সফ্টওয়্যারগুলির মধ্যে খুব কমই এই ক্ষমতা প্রদান করে। এই মডেলিং প্রয়োজনীয়তা খতিয়ে দেখার জন্য বিশ্বজুড়ে বেশ কয়েকটি ওয়ার্ক গ্রুপ গঠন করা হয়েছে এবং ডিজিটাল ইঞ্জিনিয়ারিং লিমিটেড (ইউকে), এনআরইএল (ইউএসএ), ডিটিইউ উইন্ড এনার্জি (ডেনমার্ক) সহ সংস্থাগুলি এই ক্ষেত্রে উন্নয়নের অগ্রভাগে রয়েছে এবং এই উদ্দেশ্যে মেসো-সিএফডি বায়ু মডেলিং কৌশলগুলির প্রয়োগের দিকে নজর দেয়। তথ্যসূত্র বায়ু শক্তি