ডেনমার্ক থেকে ক্যানারি দ্বীপপুঞ্জ পর্যন্ত বায়ুবিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে টারবাইনের ব্লেড এক অপ্রত্যাশিত শত্রুর মুখোমুখি হয়: বৃষ্টি। ব্লেডের ডগার গতি 360 km/h পর্যন্ত পৌঁছতে পারে। সেই গতিতে বৃষ্টির ফোঁটা ধীরে ধীরে ব্লেডের সামনের ধার ক্ষয় করে দিতে পারে। ক্ষয়ে যাওয়া ব্লেডে বিদ্যুৎ উৎপাদন কমে যায়—ঠিক এমন সময়ে, যখন পরিচ্ছন্ন শক্তির জন্য ইউরোপ বায়ুশক্তির ওপর আরও নির্ভর করছে।
শুধু বৃষ্টিই দায়ী নয়। বালি ও শিলাবৃষ্টিও ব্লেডের উপরিভাগের ক্ষতি করতে পারে। তাই কোথায় ক্ষয়ের আশঙ্কা সবচেয়ে বেশি এবং কীভাবে তা সীমিত রাখা যায়, তা বোঝা জরুরি।
স্পেনের নাভারার সারিগুরেনে অবস্থিত ন্যাশনাল রিনিউয়েবল এনার্জি সেন্টারের (CENER) বায়ুশক্তি গবেষক ড. বেয়াত্রিস মেন্দেস লোপেস এই সমস্যা মোকাবিলায় শিল্পক্ষেত্র ও শিক্ষাজগৎ—দুই জায়গার অভিজ্ঞতাই কাজে লাগাচ্ছেন।
ইঞ্জিনিয়ারিং ও কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড মেকানিক্সে প্রশিক্ষণ নেওয়ার পর তিনি স্পেনের বায়ুশক্তি ও বিমান নির্মাণ শিল্পে কাজ করেন। 2011 সালে CENER-এ যোগ দেন। এখন তিনি EU-এর অর্থায়নে চলা AIRE উদ্যোগের সমন্বয় করছেন। আবহাওয়া কীভাবে টারবাইনের কর্মক্ষমতা ও স্থায়িত্বে প্রভাব ফেলে, তা এই উদ্যোগে খতিয়ে দেখা হচ্ছে।
বিষয়টি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। 2025 সালে EU-এর পুনর্নবীকরণযোগ্য উৎস থেকে উৎপাদিত বিদ্যুতের এক-তৃতীয়াংশেরও বেশি এসেছিল বায়ুশক্তি থেকে। ভবিষ্যতের দিকে তাকিয়ে ইউরোপীয় কমিশনের প্রত্যাশা, 2050 সালের মধ্যে EU-এর বিদ্যুতের চাহিদার 40%-এর বেশি মেটাবে বায়ুশক্তি। সেখানে পৌঁছতে আরও বড় টারবাইন ব্যবহার করতে হবে, যেগুলি বায়ুমণ্ডলের আরও উঁচুতে পৌঁছবে। পাশাপাশি স্থলভাগ ও সমুদ্র—দুই জায়গাতেই আরও কঠিন পরিবেশের স্থান খুঁজতে হবে।
মেন্দেস বলেন, “EU-এর পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির লক্ষ্যমাত্রা পূরণ করতে ভবিষ্যতে আমাদের আরও অনেক বেশি বায়ুশক্তির প্রয়োজন হবে। বায়ু টারবাইনকে যতটা সম্ভব দক্ষ করে তুলতে হবে এবং বিভিন্ন জায়গায় কার্যকরভাবে চালানোর উপযোগী করতে হবে।”
“ভবিষ্যতে EU-এর পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির লক্ষ্যমাত্রা পূরণ করতে আমাদের আরও অনেক বেশি বায়ুশক্তির প্রয়োজন হবে।” —ড. বেয়াত্রিস মেন্দেস, AIRE
একেক দেশের জ্বালানি মিশ্রণ একেক রকম। তাই কোনও কোনও দেশে বায়ুশক্তির গুরুত্ব অন্য দেশের তুলনায় বেশি। AIRE দলের সদস্য আস্তা হানেসদোত্তির রসকিল্ডে অবস্থিত টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি অব ডেনমার্কের রিসো ক্যাম্পাসে বায়ু ও জ্বালানিব্যবস্থা নিয়ে গবেষণা করেন। এই পার্থক্য তিনি নিজের অভিজ্ঞতা থেকেই জানেন: তাঁর দেশ আইসল্যান্ডে জলবিদ্যুৎ ও ভূতাপীয় শক্তির প্রাচুর্য রয়েছে।
“কিন্তু ডেনমার্কের মতো কিছু জায়গায়, যেখানে জলবিদ্যুৎ প্রায় নেই, সেখানে বায়ুশক্তি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।”
শুধু বাতাসের গতিই নয়
বিকাশকারীদের উপযুক্ত জায়গা বেছে নিতে এবং আরও কার্যকর বায়ুবিদ্যুৎ কেন্দ্রের নকশা করতে সাহায্য করার জন্য AIRE দল শুধু বাতাসের গতির বাইরে আরও নানা বিষয় দেখছে। বাস্তব পরিবেশে টারবাইন কীভাবে কাজ করে, তার মডেল আরও উন্নত করতে গবেষকেরা বায়ুবিদ্যুৎ কেন্দ্রের পরিমাপ ব্যবহার করছেন। আধুনিক টারবাইন যে উচ্চতায় পৌঁছয়, সেখানে বৃষ্টি, বালি ও বাতাসের পরিস্থিতিও এতে বিবেচনায় নেওয়া হচ্ছে।
ব্লেডের ক্ষয় কীভাবে বাড়ে, তাঁরা তার মডেল তৈরি করছেন এবং এর ফলে পরিচালনাকারীদের কতটা বিদ্যুৎ উৎপাদন হারাতে হতে পারে, তা হিসাব করছেন। প্রবল বৃষ্টির সময় টারবাইনের গতি কমালে কীভাবে ক্ষতি কমতে পারে, সেটিও তাঁরা খতিয়ে দেখেছেন। পাশাপাশি কঠোর আবহাওয়া সহ্য করার উপযোগী ব্লেডের আকার তৈরি করছেন।
মেন্দেস বলেন, “বাস্তব আবহাওয়ায় বায়ু টারবাইন কীভাবে চলে, তা আরও ভালোভাবে বোঝাই এই প্রকল্পের লক্ষ্য।”
এই দলে 6টি দেশের 11টি বিশ্ববিদ্যালয়, সংস্থা এবং গবেষণা ও উদ্ভাবন কেন্দ্র রয়েছে। বিভিন্ন দেশে একসঙ্গে কাজ করায় গবেষকেরা নানা ধরনের পরিবেশের তুলনা করতে পারছেন। এর মধ্যে ডেনমার্ক ও UK থেকে ক্যানারি দ্বীপপুঞ্জ পর্যন্ত স্থলভাগ ও সমুদ্রের কেন্দ্র রয়েছে।
বৃষ্টি নিয়ে সমস্যা
বৃষ্টিপাত বোঝা বিশেষভাবে কঠিন। দলটি মাটি থেকে প্রায় 3 km পর্যন্ত উচ্চতায় তা পরিমাপ করেছে। কী পড়ছে, ফোঁটা বা কণার আকার কতটা এবং সেগুলি কত দ্রুত পড়ছে—সবই নথিভুক্ত করা হয়েছে।
মেন্দেস বলেন, “আমরা জেনেছি, বৃষ্টিপাতের প্রভাব জটিল এবং এখনও অনেক কিছু বোঝা বাকি। বাতাসের সঙ্গে এর সম্পর্ক সব সময় সরল নয়: বৃষ্টি হলেই যে জোরে বাতাস বইবে, তার কোনও নিশ্চয়তা নেই; উল্টোটাও সত্যি। জমি সমতল না আরও জটিল ভূপ্রকৃতির, তার ওপরও প্রভাব নির্ভর করে।”
হানেসদোত্তির আরও বলেন, বৃষ্টির প্রভাব পরিমাপ করা এবং তার সিমুলেশন তৈরি করাও কঠিন। “আমরা পাশাপাশি 2টি যন্ত্র বসিয়েও আলাদা ফল পেতে পারি। বাতাসের ক্ষেত্রে সাধারণত এমনটা দেখা যায় না।”
ক্ষতি সীমিত রাখার বাস্তবসম্মত উপায় খুঁজছেন গবেষকেরা। একটি উপায় হল প্রবল বৃষ্টির সময় ব্লেডের গতি কমানো, কারণ তখন ক্ষয়ের ঝুঁকি বেশি থাকে। এতে স্বল্পমেয়াদে বিদ্যুৎ উৎপাদন কমলেও, ক্ষয় কমানো গেলে ব্লেড আরও বেশি দিন টিকতে এবং সময়ের সঙ্গে তার কর্মক্ষমতা ধরে রাখতে পারে।
আবহাওয়াজনিত ক্ষতি আরও ভালোভাবে প্রতিরোধ করার লক্ষ্যে দলটি ব্লেডের নতুন আকারও তৈরি করেছে।
বায়ুশিল্পের সঙ্গে মিলে তৈরি সরঞ্জাম
AIRE দল তাদের মডেল ও তথ্য একত্র করে একটি অনলাইন টুলবক্স তৈরি করেছে। এটি অন্য গবেষক ও বায়ুশিল্পকে ঝুঁকি যাচাই করতে এবং টারবাইনের নকশা ও পরিচালনা উন্নত করতে সাহায্য করছে। টুলবক্সটির সূত্র Sources বিভাগে দেওয়া আছে।
এই উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে ব্লেড ক্ষয়ের ঝুঁকির একটি মানচিত্র, যেখানে মডেলের ভিত্তিতে গোটা ইউরোপে বৃষ্টিজনিত ক্ষয়ের ঝুঁকি দেখানো হয়েছে; বৃষ্টি ও বালির মতো পরিস্থিতিতে বায়ুবিদ্যুৎ কেন্দ্রের পরিকল্পনার সহায়ক ব্যবস্থা; এবং ব্লেড ক্ষয়ে গেলে টারবাইনে কতটা বিদ্যুৎ উৎপাদন কমতে পারে, তার হিসাবকারী মডেল।
টুলবক্সটি ওপেন সোর্স, অর্থাৎ যে কেউ এটি ব্যবহার করতে এবং নিজের প্রয়োজন অনুযায়ী বদলাতে পারেন।
হানেসদোত্তির বলেন, “আমরা আশা করি, AIRE টুলবক্স একটি দীর্ঘস্থায়ী উপকরণ হয়ে উঠবে। বায়ুশক্তির নির্ভরযোগ্যতা বাড়াতে গবেষক ও শিল্পক্ষেত্র এটি ব্যবহার ও যাচাই করতে এবং এর ভিত্তিতে আরও কাজ করতে পারবে।”
“ডেনমার্কের মতো কিছু জায়গায়, যেখানে জলবিদ্যুৎ প্রায় নেই, সেখানে বায়ুশক্তি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।” —আস্তা হানেসদোত্তির, AIRE
শিল্পক্ষেত্রের অংশীদারদের সঙ্গে ঘনিষ্ঠ সহযোগিতায় এই উপকরণগুলি তৈরি করা হয়েছে। অংশীদারদের মধ্যে রয়েছে সিমেন্স গামেসা রিনিউয়েবল এনার্জির ডেনমার্ক শাখা, স্পেনের ক্যাপিটাল এনার্জি এবং ফ্রান্সের এঞ্জি।
মেন্দেস বলেন, “নকশা তৈরির সময় তারা সরঞ্জামগুলি পরীক্ষা করেছে এবং নির্মাতাদের মতামত জানিয়েছে। এই মডেলগুলি ব্যবহার করলে অনিশ্চয়তা ও খরচ কমা এবং বিদ্যুৎ উৎপাদন বাড়া উচিত। এতে ব্লেড নির্মাতা ও বায়ুবিদ্যুৎ কেন্দ্র পরিচালনাকারীরা নিজেদের নকশা ও পরিচালনা উন্নত করতে পারবেন।”
জ্ঞান ভাগ করে নেওয়া
বায়ুশক্তির পূর্বাভাস ও টারবাইনের নকশা উন্নত করার বৃহত্তর ইউরোপীয় প্রচেষ্টার অংশ হল AIRE-এর গবেষণা। এর পাশাপাশি EU-এর অর্থায়নে আরও 2টি উদ্যোগ—FLOW ও MERIDIONAL—চলছে। এগুলির গবেষকেরাও বায়ুবিদ্যুৎ কেন্দ্র কতটা বিদ্যুৎ উৎপাদন করবে এবং কতটা চাপের মুখে পড়বে, তার পূর্বাভাস দেওয়ার মডেল ও পদ্ধতি তৈরি করছেন।
3টি দল মিলে WindLab-এ অবদান রেখেছে। এটি সবার জন্য উন্মুক্ত একটি অনলাইন জ্ঞান ও তথ্যকেন্দ্র, যেখানে যে কেউ অনুসন্ধান করতে এবং তথ্য ব্যবহার করতে পারেন। বর্তমানে এতে 27টি অবদানকারী সংস্থার 1 100টিরও বেশি ডেটাসেট—অর্থাৎ পরিমাপ ও কম্পিউটার সিমুলেশনের সংগ্রহ—রয়েছে।
এই তথ্যে বাতাস, বৃষ্টি ও ব্লেডের অবস্থার পরিমাপ থেকে শুরু করে বায়ুমণ্ডলের কম্পিউটার সিমুলেশন পর্যন্ত সব কিছু রয়েছে। স্থলভাগ ও সমুদ্রে বসানো টারবাইনের পাশাপাশি ঘুড়ির মতো আকাশে ওড়া ব্যবস্থার তথ্যও এর মধ্যে আছে।
মেন্দেসের কাছে দীর্ঘমেয়াদি লক্ষ্য হল বায়ুশক্তি উৎপাদনকে আরও অনুমানযোগ্য ও কম ঝুঁকিপূর্ণ করে তোলা।
তিনি বলেন, “আমরা আশা করি, AIRE-এর দীর্ঘস্থায়ী অবদান হবে কোনও জায়গার বায়ুশক্তির সম্ভাবনা এবং সেখানকার আবহাওয়াজনিত সমস্যাগুলি আরও ভালোভাবে বোঝা। এতে ভবিষ্যৎ প্রকল্পগুলির আর্থিক ঝুঁকি কমাতে সাহায্য হবে। আরও নির্ভরযোগ্য বায়ুশক্তি জ্বালানির দাম স্থিতিশীল রাখতে এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তিকে ব্যবস্থার সঙ্গে যুক্ত করা সহজ করতে সাহায্য করবে।”
হানেসদোত্তিরের কাছে লক্ষ্যটি স্পষ্ট। “আমরা দেখাতে চাই যে বাস্তবে ব্যবহারযোগ্য ওপেন সোর্স সরঞ্জামের সাহায্যে ক্ষয়ের পূর্বাভাস দেওয়া এবং সক্রিয়ভাবে তা নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব।”
টারবাইনগুলি আরও বড় হচ্ছে এবং আরও কঠিন পরিবেশের জায়গায় বসানো হচ্ছে। ফলে সেগুলিকে বায়ুমণ্ডলের আরও নানা ধরনের পরিস্থিতির মুখোমুখি হতে হচ্ছে। বাতাস ও আবহাওয়া সম্পর্কে বোঝাপড়া উন্নত করে গবেষকেরা আশা করছেন, টারবাইনগুলি যেন সামনের পরিস্থিতি সহ্য করতে পারে এবং ইউরোপ যে পরিচ্ছন্ন বিদ্যুতের ওপর নির্ভর করছে, তা উৎপাদন করে যেতে পারে।
এই নিবন্ধে উল্লিখিত গবেষণা EU-এর Horizon Programme-এর অর্থায়নে হয়েছে। সাক্ষাৎকারদাতাদের মতামত যে ইউরোপীয় কমিশনের মতামতকেই প্রতিফলিত করে, এমন নয়। নিবন্ধটি ভালো লাগলে সামাজিক মাধ্যমে ভাগ করে নেওয়ার কথা বিবেচনা করুন।