यूरोपीय पावर ग्रिड का सुंदर विज़ुअलाइज़ेशन (2022)

• यूरोपीय पावर ग्रिड का विज़ुअलाइज़ेशन

  • यह यूरोपीय पावर ग्रिड के कनेक्शन पॉइंट्स को विज़ुअलाइज़ करने वाला एक मानचित्र है
  • हरे बिंदु उन स्थानों को दिखाते हैं जहाँ उत्पादन, खपत से अधिक है और वहाँ से नेटवर्क में बिजली आपूर्ति की जाती है
  • बैंगनी बिंदु उन स्थानों को दिखाते हैं जहाँ खपत, उत्पादन से अधिक है और वहाँ नेटवर्क से बिजली ली जाती है
  • त्रिकोण बिजली के प्रवाह की दिशा को दर्शाते हैं
  • त्रिकोण पर माउस ले जाने पर पावर लाइन में बिजली का प्रवाह और कुल क्षमता दिखाई जाती है

• ऑप्टिमाइज़ेशन एल्गोरिदम

  • इष्टतम पावर फ्लो खोजने के लिए एक एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है
  • किसी विशेष तारीख़ का चयन करके, हर 2-घंटे के स्लॉट के लिए यह गणना की जाती है कि पावर प्लांट्स को कितनी बिजली पैदा करनी चाहिए
  • लक्ष्य कुल लागत को न्यूनतम रखना और पूरी बिजली खपत को पूरा करना है
  • प्रत्येक कनेक्शन पॉइंट और समय स्लॉट के लिए निम्नलिखित इनपुट एकत्र किए जाते हैं
    • आसपास की बस्तियों और उद्योगों की कुल खपत
    • सौर, पवन, जलविद्युत, कोयला, तेल, गैस, और परमाणु ऊर्जा की उत्पादन लागत
    • पारंपरिक पावर प्लांट्स की कुल उत्पादन क्षमता
    • सौर, पवन, और जलविद्युत संयंत्रों की अधिकतम संभावित उत्पादन मात्रा
    • प्रत्येक पावर लाइन की अधिकतम बिजली ट्रांसमिशन क्षमता

• डेटा स्रोत

  • डेटा pypsa-eur नामक एक शोध-पत्र से लिया गया है
  • pypsa-eur यूरोपीय पावर ग्रिड डेटा का एक ऑप्टिमाइज़ेशन मॉडल प्रदान करता है
  • Fabian Neumann और प्रोफेसर Tom Brown के शोध समूह को धन्यवाद दिया गया है

• यथार्थता

  • गणितीय गणनाएँ वही हैं जो वास्तविक पावर ग्रिड ऑपरेटर इस्तेमाल करते हैं
  • वास्तविक पावर प्लांट्स का बिजली उत्पादन समय के साथ बदलती कीमतों पर निर्भर करता है
  • pypsa-eur ऐतिहासिक औसत के आधार पर कीमतें मानकर ऑप्टिमाइज़ेशन एल्गोरिदम चलाता है

• यह महत्वपूर्ण क्यों है?

  • आज विकसित देशों के उत्सर्जन को बड़े पैमाने पर कम करने का तरीका हीटिंग और वाहन परिवहन को बिजली में बदलना है
  • लगभग सारी बिजली को लगभग शून्य-उत्सर्जन के साथ उत्पन्न करना होगा
  • केवल renewable generation बढ़ाने भर से समस्या हल नहीं होगी
  • renewable generation कहाँ बनाई जाए, इसके लिए एक रणनीतिक दृष्टिकोण आवश्यक है

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Hacker News टिप्पणियाँ

• यह मानचित्र अधूरा है; हमारे शहर के पास की नदी पर 20-30km में फैले 3-4 power plants से जुड़ी 1GW क्षमता की hydropower इसमें दिखाई नहीं गई है
• visualization अजीब है; लगता है कि lines की मोटाई watts के अनुपात में होगी, लेकिन ऐसा नहीं है। यह क्या दर्शाती है, इसे लेकर भ्रम पैदा होता है और यह भ्रामक है
• UI अच्छा है और डेटा दिलचस्प है, लेकिन यह वास्तविक real-time डेटा से जुड़ा नहीं है, बल्कि केवल averages का static estimate है
  • उदाहरण के लिए http://gridwatch.co.uk/ या https://gridwatch.templar.co.uk/france/ जैसी sites हैं
• कहा गया है कि यह 2 घंटे के अंतराल पर इस्तेमाल होता है, लेकिन आख़िरी update कब हुआ, यह दिखाने के लिए कोई clock नहीं है, इसलिए यह स्पष्ट नहीं है
• फ्रांस को देखते समय, पूरे देश को दिखाने वाले zoom level पर सभी हरे बिंदु nuclear power plants के पास स्थित हैं। यह याद दिलाता है कि फ्रांस का power grid मुख्यतः nuclear energy से चलता है
• गर्मियों के दौरान का मानचित्र देखना अच्छा होगा, ताकि पता चले कि अलग power mix कोई अलग मानचित्र बनाता है या नहीं
• यह ध्यान देने योग्य है कि यह monitoring tool नहीं बल्कि prediction tool है
• इससे तेज़ और स्पष्ट tool के रूप में https://app.electricitymaps.com/ है
• जब मानचित्र विकृत हो और उसे बदलने का कोई तरीका न हो, तो बेवजह बहुत गुस्सा आता है। जितना अधिक zoom करते हैं, विकृति उतनी बढ़ती जाती है। पूरी तरह zoom out करने पर भी angle distortion गायब नहीं होता। इसके लिए programmer की वास्तविक मेहनत लगी होगी
  • यह उन navigation mini maps (कारों या computer games में) जैसा है जो north को ऊपर नहीं रखते, लेकिन उससे भी बदतर
• ऑस्ट्रिया की खासियत pumped storage है। वहाँ पहाड़ और घाटियाँ बहुत हैं, इसलिए झीलों को विशाल battery की तरह इस्तेमाल किया जाता है। जब supply ज़्यादा हो तो पानी पंप किया जाता है, और जब demand अधिक हो तो ऊर्जा पैदा करने के लिए उसे छोड़ा जाता है
  • इससे power lines को स्थिर रखने में मदद मिलती है और wind farms में हवा की कमी, thermal power plants के start/stop time, ठंडे मौसम के कारण consumption patterns में अंतर आदि की भरपाई होती है
• power grid और अपने देश के बारे में कुछ बातें सीखना बहुत दिलचस्प था, और इसी बहाने मैंने energy market के बारे में भी खोजबीन की
• अगर पूरा महाद्वीप synchronized power grid से जुड़ा है, तो यह जानना रोचक है कि प्रत्येक देश कैसे पता लगाता है कि वह किसके साथ बिजली export और import कर रहा है
  • कुल import या export को मापा जा सकता है, लेकिन यह कैसे पता चलता है कि बिजली किस पड़ोसी देश से आ रही है और किसे भेजी जा रही है, यह सोचने वाली बात है