વોટર ટર્બાઇનના ઉપયોગનો સિદ્ધાંત અને અવકાશ

પાણીનું ટર્બાઇન પ્રવાહી મશીનરીમાં એક ટર્બોમશીનરી છે. લગભગ 100 બીસીની શરૂઆતમાં, પાણીના ટર્બાઇનનો પ્રોટોટાઇપ, પાણીનું ચક્ર, જન્મ્યો હતો. તે સમયે, મુખ્ય કાર્ય અનાજ પ્રક્રિયા અને સિંચાઈ માટે મશીનરી ચલાવવાનું હતું. પાણીનું ચક્ર, એક યાંત્રિક ઉપકરણ તરીકે જે પાણીના પ્રવાહને શક્તિ તરીકે ઉપયોગ કરે છે, તે વર્તમાન પાણીના ટર્બાઇનમાં વિકસિત થયું છે, અને તેનો ઉપયોગ વિસ્તારવામાં આવ્યો છે. તો આધુનિક પાણીના ટર્બાઇનનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ક્યાં થાય છે?
ટર્બાઇનનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ પાવર સ્ટેશનોમાં થાય છે. જ્યારે પાવર સિસ્ટમનો ભાર મૂળભૂત ભાર કરતા ઓછો હોય છે, ત્યારે તેનો ઉપયોગ પાણીના પંપ તરીકે થઈ શકે છે જેથી વધારાની વીજળી ઉત્પાદન ક્ષમતાનો ઉપયોગ ડાઉનસ્ટ્રીમ જળાશયમાંથી અપસ્ટ્રીમ જળાશયમાં પમ્પ કરીને સંભવિત ઊર્જાના સ્વરૂપમાં ઊર્જા સંગ્રહિત કરી શકાય; જ્યારે સિસ્ટમ લોડ મૂળભૂત ભાર કરતા વધારે હોય છે, ત્યારે તેનો ઉપયોગ હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન તરીકે થઈ શકે છે, પીક લોડને નિયંત્રિત કરવા માટે વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. તેથી, શુદ્ધ પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ પાવર સ્ટેશન પાવર સિસ્ટમની શક્તિમાં વધારો કરી શકતું નથી, પરંતુ તે થર્મલ પાવર જનરેટિંગ યુનિટ્સની કાર્યકારી અર્થવ્યવસ્થામાં સુધારો કરી શકે છે અને પાવર સિસ્ટમની એકંદર કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે. 1950 ના દાયકાથી, વિશ્વભરના દેશોમાં પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ યુનિટ્સનું વ્યાપકપણે મૂલ્ય અને ઝડપથી વિકાસ થયો છે.

પ્રારંભિક તબક્કામાં અથવા ઉચ્ચ પાણીના દબાણ સાથે વિકસિત મોટાભાગના પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ યુનિટ્સ ત્રણ-મશીન પ્રકાર અપનાવે છે, એટલે કે, તેઓ શ્રેણીમાં જનરેટર મોટર, વોટર ટર્બાઇન અને વોટર પંપથી બનેલા હોય છે. તેનો ફાયદો એ છે કે ટર્બાઇન અને વોટર પંપ અલગથી ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે, જે દરેકમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા હોઈ શકે છે, અને વીજળી ઉત્પન્ન કરતી વખતે અને પાણી પંપ કરતી વખતે યુનિટ એક જ દિશામાં ફરે છે, અને ઝડપથી પાવર જનરેશનથી પંપિંગમાં અથવા પંપિંગથી પાવર જનરેશનમાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે. તે જ સમયે, ટર્બાઇનનો ઉપયોગ યુનિટ શરૂ કરવા માટે થઈ શકે છે. તેનો ગેરલાભ એ છે કે ખર્ચ વધારે છે અને પાવર સ્ટેશન રોકાણ મોટું છે.
ઓબ્લિક ફ્લો પંપ ટર્બાઇનના રનરના બ્લેડ ફેરવી શકાય છે, અને જ્યારે પાણીનું માથું અને ભાર બદલાય છે ત્યારે પણ તેનું કાર્યકારી પ્રદર્શન સારું રહે છે. જો કે, હાઇડ્રોલિક લાક્ષણિકતાઓ અને સામગ્રીની શક્તિની મર્યાદાને કારણે, 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, તેનું નેટ માથું ફક્ત 136.2 મીટર હતું. (જાપાનનું ટાકાગેન ફર્સ્ટ પાવર સ્ટેશન). ઊંચા માથું માટે, ફ્રાન્સિસ પંપ ટર્બાઇન જરૂરી છે.
પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ પાવર સ્ટેશનમાં ઉપલા અને નીચલા જળાશયો હોય છે. સમાન ઉર્જા સંગ્રહિત કરવાની સ્થિતિમાં, લિફ્ટ વધારવાથી સંગ્રહ ક્ષમતામાં ઘટાડો થઈ શકે છે, યુનિટની ગતિ વધી શકે છે અને પ્રોજેક્ટ ખર્ચમાં ઘટાડો થઈ શકે છે. તેથી, 300 મીટરથી ઉપરના હાઇ-હેડ એનર્જી સ્ટોરેજ પાવર સ્ટેશનનો ઝડપથી વિકાસ થયો છે. યુગોસ્લાવિયાના બૈના બસ્તા પાવર સ્ટેશનમાં વિશ્વના સૌથી ઊંચા પાણીના માથા સાથે ફ્રાન્સિસ પંપ-ટર્બાઇન સ્થાપિત થયેલ છે. કાર્યરત થયાના એક વર્ષ પછી. 20મી સદીથી, હાઇડ્રોપાવર યુનિટ્સ ઉચ્ચ પરિમાણો અને મોટી ક્ષમતાની દિશામાં વિકાસ કરી રહ્યા છે. પાવર સિસ્ટમમાં થર્મલ પાવર ક્ષમતામાં વધારો અને પરમાણુ ઉર્જાના વિકાસ સાથે, વાજબી પીક નિયમનની સમસ્યાને ઉકેલવા માટે, મુખ્ય પાણી પ્રણાલીઓમાં મોટા પાયે પાવર સ્ટેશનોનો જોરશોરથી વિકાસ અથવા વિસ્તરણ કરવા ઉપરાંત, વિશ્વભરના દેશો સક્રિયપણે પમ્પ્ડ-સ્ટોરેજ પાવર સ્ટેશન બનાવી રહ્યા છે, જેના પરિણામે પંપ-ટર્બાઇનનો ઝડપી વિકાસ થાય છે.

પાણીના પ્રવાહની ઉર્જાને ફરતી યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરતી પાવર મશીન તરીકે, હાઇડ્રો ટર્બાઇન એ હાઇડ્રો-જનરેટર સેટનો અનિવાર્ય ભાગ છે. આજકાલ, પર્યાવરણીય સંરક્ષણની સમસ્યા વધુને વધુ ગંભીર બની રહી છે, અને સ્વચ્છ ઉર્જાનો ઉપયોગ કરતી હાઇડ્રોપાવરનો ઉપયોગ અને પ્રમોશન વધી રહ્યું છે. વિવિધ હાઇડ્રોલિક સંસાધનોનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરવા માટે, ભરતી, ખૂબ જ ઓછા ડ્રોપ અને સમાન મોજાવાળી સાદા નદીઓએ પણ વ્યાપક ધ્યાન ખેંચ્યું છે, જેના પરિણામે ટ્યુબ્યુલર ટર્બાઇન અને અન્ય નાના એકમોનો ઝડપી વિકાસ થયો છે.