Hidro Su Elektrik Layihəsi üçün Su Çarxının Dizaynı

Hidro Enerji üçün Su Çarxının Dizaynı
hidro enerji iconHydro enerji hərəkət edən suyun kinetik enerjisini mexaniki və ya elektrik enerjisinə çevirən texnologiyadır və hərəkət edən suyun enerjisini faydalı işə çevirmək üçün istifadə edilən ən erkən cihazlardan biri Waterwheel Design idi.
Su çarxının dizaynı zamanla bəzi su təkərləri ilə şaquli, bəziləri üfüqi, bəziləri isə mürəkkəb kasnaklar və dişli çarxlar əlavə etməklə təkamül etmişdir, lakin onların hamısı eyni funksiyanı yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur və bu da “hərəkət edən suyun xətti hərəkətini fırlanan val vasitəsilə ona qoşulmuş hər hansı mexanizm parçasını idarə etmək üçün istifadə oluna bilən fırlanma hərəkətinə çevirir”.

Tipik Su Çarxının Dizaynı
Erkən Su Çarxının Dizaynı olduqca ibtidai və sadə maşınlar idi, taxta bıçaqları və ya çevrələri ətrafında bərabər şəkildə sabitlənmiş vedrələri olan şaquli taxta təkərdən ibarət idi, hamısı üfüqi bir mil üzərində dəstəklənir, altından axan suyun gücü ilə çarxı bıçaqlara qarşı tangensial istiqamətdə itələyir.
Bu şaquli su çarxları qədim yunanlar və misirlilərin əvvəlki üfüqi su çarxı dizaynından xeyli üstün idi, çünki onlar hərəkət edən suyun sürətini gücə çevirərək daha səmərəli işləyə bilirdilər. Kasnaklar və dişli çarxlar daha sonra dəyirman daşlarını idarə etmək, ağac mişar etmək, filizləri əzmək, ştamplama və kəsmə və s. üçün fırlanan şaftın istiqamətini üfüqidən şaquliyə dəyişməyə imkan verən su çarxına əlavə edildi.

Su çarxının dizayn növləri
Su dəyirmanları və ya sadəcə Su Çarxları kimi də tanınan Su Çarxlarının əksəriyyəti üfüqi ox ətrafında fırlanan şaquli şəkildə quraşdırılmış təkərlərdir və bu tip su çarxları suyun təkər oxuna nisbətən təkərə tətbiq olunma üsuluna görə təsnif edilir. Gözlədiyiniz kimi, su çarxları, sürtünmə itkiləri və vedrələrin tam doldurulmaması və s.
Təkərlərin vedrələrinə və ya avarlarına qarşı itələyən suyun hərəkəti oxda fırlanma anı yaradır, lakin suyu təkərdə müxtəlif mövqelərdən bu avarlara və vedrələrə yönəltməklə fırlanma sürətini və onun səmərəliliyini artırmaq olar. Su çarxının dizaynının ən çox yayılmış iki növü “altdan çəkilmiş su çarxı” və “aşırı su çarxı”dır.

Undershot Su Çarxının Dizaynı
“Axın çarxı” olaraq da bilinən Undershot Su Çarxının Dizaynı, ən sadə, ən ucuz və qurulması ən asan təkər növü olduğu üçün qədim yunanlar və romalılar tərəfindən hazırlanmış ən çox istifadə edilən su çarxı növü idi.
Bu tip su çarxı dizaynında çarx sadəcə olaraq birbaşa sürətli axan çaya yerləşdirilir və yuxarıdan dəstəklənir. Aşağıdakı suyun hərəkəti təkərin aşağı hissəsindəki suya batırılmış avarlara qarşı itələmə hərəkəti yaradır və onun yalnız suyun axını istiqamətinə nisbətən bir istiqamətdə dönməsinə imkan verir.
Bu tip su çarxı dizaynı ümumiyyətlə qurunun təbii yamacı olmayan və ya su axınının kifayət qədər sürətli hərəkət etdiyi düz ərazilərdə istifadə olunur. Digər su çarxı dizaynları ilə müqayisədə bu tip dizayn çox səmərəsizdir, suyun potensial enerjisinin 20%-dən az hissəsi təkəri fırlatmaq üçün istifadə olunur. Həmçinin suyun enerjisi təkəri fırlatmaq üçün yalnız bir dəfə istifadə olunur, bundan sonra o, suyun qalan hissəsi ilə birlikdə axır.
Yeraltı su çarxının başqa bir dezavantajı, sürətlə hərəkət edən böyük miqdarda suyun tələb olunmasıdır. Buna görə də, kiçik axınlar və ya çaylar hərəkət edən suda kifayət qədər potensial enerjiyə malik olmadığından, sualtı su çarxları adətən çayların sahillərində yerləşir.
Su çarxının səmərəliliyini bir qədər yaxşılaşdırmağın bir yolu çaydakı suyun faizini dar kanal və ya kanal boyunca yönləndirməkdir ki, yönləndirilmiş suyun 100%-i təkəri fırlatmaq üçün istifadə edilsin. Buna nail olmaq üçün altlıq təkəri dar olmalı və suyun kənarlardan qaçmasının qarşısını almaq və ya avarların sayını və ya ölçüsünü artırmaqla kanalın içərisinə çox dəqiq uyğun olmalıdır.

Overshot Waterwheel Design
Overshot Water Wheel Design ən çox yayılmış su çarxı dizaynıdır. Suyu həm tutmaq, həm də saxlamaq üçün vedrələrdən və ya kiçik bölmələrdən istifadə etdiyinə görə, su çarxı əvvəlki su çarxına nisbətən konstruksiyası və dizaynı baxımından daha mürəkkəbdir.
Bu vedrələr təkərin yuxarı hissəsindən axan su ilə doldurulur. Doldurulmuş vedrələrdəki suyun cazibə qüvvəsi təkərin digər tərəfindəki boş vedrələrin yüngülləşməsi ilə təkərin mərkəzi oxu ətrafında fırlanmasına səbəb olur.
Bu tip su çarxı, suyun özü ilə yanaşı, çıxışı yaxşılaşdırmaq üçün cazibə qüvvəsindən istifadə edir, beləliklə, su çarxları, demək olar ki, bütün su və onun çəkisi çıxış gücünü istehsal etmək üçün istifadə edildiyi üçün aşağı çəkilmiş dizaynlardan daha səmərəlidir. Ancaq əvvəllər olduğu kimi, suyun enerjisi təkəri fırlatmaq üçün yalnız bir dəfə istifadə olunur, bundan sonra o, suyun qalan hissəsi ilə birlikdə axır.
Həddindən artıq su çarxları çayın və ya dərənin üstündə asılır və ümumiyyətlə 5 ilə 20 metr arasında aşağı başlıq (yuxarıdakı su ilə çay və ya çay arasında şaquli məsafə) ilə yuxarıdan su təchizatı təmin edən təpələrin kənarlarında tikilir. Kiçik bir bənd və ya bənd tikilib istifadə oluna bilər və suyun təkərin yuxarı hissəsinə daha çox enerji verərək sürətini artıra bilər, ancaq təkərin fırlanmasına kömək edən sürəti deyil, suyun həcmidir.

Ümumiyyətlə, su çarxları təkəri fırlatmaq üçün suyun cazibə çəkisi üçün mümkün olan ən böyük baş məsafəsini vermək üçün mümkün qədər böyük tikilir. Bununla belə, böyük diametrli su çarxları təkərin və suyun ağırlığına görə daha mürəkkəb və tikintisi bahalıdır.
Ayrı-ayrı vedrələr su ilə doldurulduqda, suyun cazibə qüvvəsi təkərin su axını istiqamətində fırlanmasına səbəb olur. Fırlanma bucağı təkərin dibinə yaxınlaşdıqca, vedrənin içindəki su çaya və ya çaya boşalır, lakin onun arxasında fırlanan vedrələrin çəkisi təkərin fırlanma sürəti ilə davam etməsinə səbəb olur. Boş vedrə daha çox su ilə doldurulmaq üçün yenidən yuxarı qalxana və dövr təkrarlanana qədər fırlanan çarxın ətrafında davam edir. Həddindən artıq su çarxının dizaynının çatışmazlıqlarından biri suyun təkər üzərindən axdığı zaman yalnız bir dəfə istifadə edilməsidir.

Pitchback Waterwheel Dizaynı
Pitchback Water Wheel Design əvvəlki su çarxının bir variasiyasıdır, çünki o, təkərin fırlanmasına kömək etmək üçün suyun qravitasiya ağırlığından da istifadə edir, lakin əlavə təkan vermək üçün onun altındakı tullantı suyun axınından da istifadə edir. Bu tip su çarxı dizaynı aşağı başlıqlı daxiletmə sistemindən istifadə edir, bu da suyun yuxarıdakı çuxurdan təkərin yuxarı hissəsinə yaxın olmasını təmin edir.
Suyu birbaşa təkərin üzərinə yönəldən və suyun axını istiqamətində fırlanmasına səbəb olan su çarxından fərqli olaraq, geri çəkilmiş su çarxı suyu bir huni vasitəsilə şaquli olaraq aşağıya doğru qidalandırır və təkərin yuxarıdakı suyun axınına əks istiqamətdə fırlanmasına səbəb olur.
Əvvəlki su çarxı kimi, vedrələrdəki suyun cazibə qüvvəsi təkərin saat yönünün əksinə fırlanmasına səbəb olur. Fırlanma bucağı təkərin dibinə yaxınlaşdıqca vedrələrin içərisində sıxışan su aşağıya boşalır. Boş vedrə təkərə bərkidildikcə, daha çox su ilə doldurulmaq üçün yenidən yuxarı qalxana və dövr təkrarlanana qədər əvvəlki kimi təkərlə fırlanmağa davam edir.
Bu dəfəki fərq ondan ibarətdir ki, fırlanan vedrədən boşaldılan tullantı su fırlanan təkər istiqamətində axır (çünki onun gedəcək başqa yeri yoxdur). Beləliklə, geri dönən su çarxının əsas üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, təkəri mərkəzi oxu ətrafında fırlatmaq üçün suyun enerjisini iki dəfə, bir dəfə yuxarıdan və bir dəfə aşağıdan istifadə edir.
Nəticə budur ki, su çarxının dizaynının səmərəliliyi su enerjisinin 80%-dən çoxuna qədər artır, çünki o, həm daxil olan suyun cazibə çəkisi, həm də yuxarıdan vedrələrə yönəldilmiş suyun gücü və ya təzyiqi, eləcə də vedrələrə itələyərək aşağıda tullantı suyun axını ilə idarə olunur. Döşəmə su çarxının dezavantajı ondan ibarətdir ki, onun birbaşa təkərin üstündə oluklar və çuxurlar olan bir az daha mürəkkəb su təchizatı təşkili lazımdır.

The Breastshot Waterwheel Design
Breastshot Su Çarxının Dizaynı başqa bir şaquli quraşdırılmış su çarxının dizaynıdır, burada su vedrələrə oxun hündürlüyündə təxminən yarıya qədər və ya ondan bir qədər yuxarı daxil olur və sonra təkərlərin fırlanması istiqamətində aşağıdan axır. Ümumiyyətlə, su çarxı yuxarıdan yuxarı qalxan və ya geri çəkilmiş su çarxının dizaynını gücləndirmək üçün suyun başlığı kifayət etmədiyi hallarda istifadə olunur.
Buradakı çatışmazlıq ondan ibarətdir ki, suyun qravitasiya çəkisi əvvəllər fırlanmanın yarısı üçün olandan fərqli olaraq fırlanmanın yalnız dörddə biri üçün istifadə olunur. Bu aşağı baş hündürlüyünü aradan qaldırmaq üçün su çarxlarının vedrələri sudan lazımi miqdarda potensial enerji çıxarmaq üçün daha geniş edilir.
Breastshot su çarxları təkəri fırlatmaq üçün suyun təxminən eyni cazibə ağırlığından istifadə edir, lakin suyun baş hündürlüyü tipik bir su çarxının yarısına bərabər olduğundan, vedrələrdə tutulan suyun həcmini artırmaq üçün vedrələr əvvəlki su çarxının dizaynlarından xeyli genişdir. Bu tip dizaynın dezavantajı hər bir kovanın daşıdığı suyun eni və çəkisinin artmasıdır. Pitchback dizaynında olduğu kimi, körpü təkəri suyun enerjisindən iki dəfə istifadə edir, çünki su çarxı suda oturmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur ki, bu da tullantı suyun axınla aşağı axdığı zaman təkərin fırlanmasına kömək edir.

Su çarxından istifadə edərək elektrik enerjisi yaradın
Tarixən su çarxları un, taxıl və digər bu kimi mexaniki işlər üçün istifadə edilmişdir. Lakin su təkərləri Hidro Enerji sistemi adlanan elektrik enerjisi istehsalı üçün də istifadə edilə bilər. Elektrik generatorunu su çarxlarının fırlanan şaftına birbaşa və ya dolayı yolla ötürücü kəmərlər və kasnaklardan istifadə etməklə birləşdirərək, su çarxları günəş enerjisindən fərqli olaraq sutkada 24 saat fasiləsiz enerji yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Su çarxı düzgün tərtib edilərsə, kiçik və ya "mikro" hidroelektrik sistem orta evdə işıqlandırma və/və ya elektrik cihazlarını gücləndirmək üçün kifayət qədər elektrik istehsal edə bilər.
Nisbətən aşağı sürətlə optimal çıxışı təmin etmək üçün nəzərdə tutulmuş Su təkəri Generatorlarını axtarın. Kiçik layihələr üçün kiçik bir DC mühərriki aşağı sürətli generator və ya avtomobil alternatoru kimi istifadə edilə bilər, lakin bunlar daha yüksək sürətlərdə işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur, buna görə də hansısa ötürmə forması tələb oluna bilər. Külək turbin generatoru aşağı sürət, yüksək məhsuldarlıq əməliyyatı üçün nəzərdə tutulduğu üçün ideal su çarxı generatoru edir.
Evinizin və ya bağınızın yaxınlığında istifadə edə biləcəyiniz kifayət qədər sürətli axan çay və ya çay varsa, kiçik miqyaslı su elektrik sistemi “Külək Enerjisi” və ya “Günəş Enerjisi” kimi bərpa olunan enerji mənbələrinin digər formalarına daha yaxşı alternativ ola bilər, çünki onun vizual təsiri çox azdır. Külək və günəş enerjisi kimi, yerli kommunal şəbəkəyə qoşulmuş şəbəkəyə qoşulmuş kiçik miqyaslı su çarxı dizaynlı generasiya sistemi ilə istehsal etdiyiniz, lakin istifadə etmədiyiniz hər hansı elektrik enerjisi yenidən elektrik şirkətinə satıla bilər.
Hydro Energy haqqında növbəti dərslikdə biz hidroenergetika istehsalı üçün su çarxı dizaynımıza əlavə edə biləcəyimiz müxtəlif növ turbinlərə baxacağıq. Su çarxının dizaynı və suyun gücündən istifadə edərək öz elektrik enerjinizi necə istehsal etmək barədə daha çox məlumat almaq və ya mövcud müxtəlif su çarxı dizaynları haqqında daha çox hidroenerji məlumatı əldə etmək və ya hidroenerjinin üstünlüklərini və mənfi cəhətlərini araşdırmaq üçün bura klikləyin.