હાઇડ્રો હાઇડ્રોપાવર પ્રોજેક્ટ માટે વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન

હાઇડ્રો એનર્જી માટે વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન
હાઇડ્રો એનર્જી આઇકોનહાઇડ્રો એનર્જી એ એક ટેકનોલોજી છે જે પાણીની ગતિ ઊર્જાને યાંત્રિક અથવા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે, અને પાણીની ગતિ ઊર્જાને ઉપયોગી કાર્યમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સૌથી પહેલા ઉપકરણોમાંનું એક વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન હતું.
સમય જતાં વોટર વ્હીલ ડિઝાઇન વિકસિત થઈ છે જેમાં કેટલાક વોટર વ્હીલ્સ ઊભી રીતે લક્ષી હોય છે, કેટલાક આડા અને કેટલાક વિસ્તૃત પુલી અને ગિયર્સ સાથે જોડાયેલા હોય છે, પરંતુ તે બધા સમાન કાર્ય કરવા માટે રચાયેલ છે અને તે પણ, "ફરતા પાણીની રેખીય ગતિને રોટરી ગતિમાં રૂપાંતરિત કરો જેનો ઉપયોગ ફરતી શાફ્ટ દ્વારા તેની સાથે જોડાયેલ કોઈપણ મશીનરીને ચલાવવા માટે થઈ શકે છે".

લાક્ષણિક વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન
શરૂઆતના વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન તદ્દન આદિમ અને સરળ મશીનો હતા જેમાં લાકડાના વ્હીલનો સમાવેશ થતો હતો જેમાં લાકડાના બ્લેડ અથવા ડોલ તેમના પરિઘની આસપાસ સમાન રીતે નિશ્ચિત હતા અને આ બધા એક આડી શાફ્ટ પર આધારીત હતા અને તેની નીચે વહેતા પાણીનું બળ વ્હીલને બ્લેડ સામે સ્પર્શક દિશામાં ધકેલતું હતું.
આ ઊભી વોટરવ્હીલ પ્રાચીન ગ્રીક અને ઇજિપ્તવાસીઓ દ્વારા અગાઉના આડા વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન કરતાં ઘણી શ્રેષ્ઠ હતી, કારણ કે તેઓ ગતિશીલ પાણીના વેગને શક્તિમાં રૂપાંતરિત કરીને વધુ કાર્યક્ષમ રીતે કાર્ય કરી શકતા હતા. ત્યારબાદ પુલી અને ગિયરિંગને વોટરવ્હીલ સાથે જોડવામાં આવ્યા હતા જે મિલના પથ્થરો, લાકડાને કચડી નાખવા, ઓર કચડી નાખવા, સ્ટેમ્પિંગ અને કાપવા વગેરે ચલાવવા માટે ફરતી શાફ્ટની દિશામાં આડાથી ઊભી તરફ ફેરફાર કરવાની મંજૂરી આપતા હતા.

વોટર વ્હીલ ડિઝાઇનના પ્રકારો
મોટાભાગના વોટરવ્હીલ્સ જેને વોટરમિલ્સ અથવા ફક્ત વોટર વ્હીલ્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે ઊભી રીતે માઉન્ટ થયેલ વ્હીલ્સ છે જે આડી ધરીની આસપાસ ફરે છે, અને આ પ્રકારના વોટરવ્હીલ્સને વ્હીલના ધરીની તુલનામાં, વ્હીલ પર પાણી કેવી રીતે લાગુ કરવામાં આવે છે તેના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. જેમ તમે અપેક્ષા રાખી શકો છો, વોટરવ્હીલ્સ પ્રમાણમાં મોટા મશીનો છે જે ઓછી કોણીય ગતિએ ફરે છે, અને ઘર્ષણ અને ડોલના અપૂર્ણ ભરણ વગેરેને કારણે ઓછી કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે.
પાણીની બકેટ અથવા પેડલ્સના પૈડા સામે ધકેલવાની ક્રિયા એક્સલ પર ટોર્ક વિકસાવે છે પરંતુ પૈડા પર વિવિધ સ્થાનોથી આ પેડલ્સ અને ડોલ્સ પર પાણીને દિશામાન કરીને પરિભ્રમણની ગતિ અને તેની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકાય છે. વોટરવ્હીલ ડિઝાઇનના બે સૌથી સામાન્ય પ્રકારો "અંડરશોટ વોટરવ્હીલ" અને "ઓવરશોટ વોટરવ્હીલ" છે.

અંડરશોટ વોટર વ્હીલ ડિઝાઇન
અંડરશોટ વોટર વ્હીલ ડિઝાઇન, જેને "સ્ટ્રીમ વ્હીલ" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે પ્રાચીન ગ્રીક અને રોમનો દ્વારા ડિઝાઇન કરાયેલ સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતું વોટરવ્હીલ હતું કારણ કે તે બાંધવામાં સૌથી સરળ, સસ્તું અને સરળ પ્રકારનું વ્હીલ હતું.
આ પ્રકારના વોટરવ્હીલ ડિઝાઇનમાં, વ્હીલને સીધા જ ઝડપથી વહેતી નદીમાં મૂકવામાં આવે છે અને ઉપરથી ટેકો આપવામાં આવે છે. નીચે પાણીની ગતિ વ્હીલના નીચેના ભાગમાં ડૂબેલા પેડલ્સ સામે દબાણ કરવાની ક્રિયા બનાવે છે જે તેને પાણીના પ્રવાહની દિશાની સાપેક્ષમાં ફક્ત એક જ દિશામાં ફેરવવા દે છે.
આ પ્રકારની વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન સામાન્ય રીતે સપાટ વિસ્તારોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે જ્યાં જમીનનો કુદરતી ઢોળાવ નથી અથવા જ્યાં પાણીનો પ્રવાહ પૂરતો ઝડપી ગતિશીલ છે. અન્ય વોટરવ્હીલ ડિઝાઇનની તુલનામાં, આ પ્રકારની ડિઝાઇન ખૂબ જ બિનકાર્યક્ષમ છે, જેમાં વ્હીલને ખરેખર ફેરવવા માટે પાણીની સંભવિત ઉર્જાના 20% જેટલા ઓછા ઉપયોગ થાય છે. ઉપરાંત, વ્હીલને ફેરવવા માટે પાણીની ઉર્જાનો ઉપયોગ ફક્ત એક જ વાર થાય છે, ત્યારબાદ તે બાકીના પાણી સાથે વહે છે.
અંડરશોટ વોટર વ્હીલનો બીજો ગેરલાભ એ છે કે તેને ગતિએ મોટા પ્રમાણમાં પાણીની જરૂર પડે છે. તેથી, અંડરશોટ વોટર વ્હીલ સામાન્ય રીતે નદીઓના કિનારે સ્થિત હોય છે કારણ કે નાના પ્રવાહો અથવા ઝરણાંઓમાં વહેતા પાણીમાં પૂરતી સંભવિત ઊર્જા હોતી નથી.
અંડરશોટ વોટરવ્હીલની કાર્યક્ષમતામાં થોડો સુધારો કરવાનો એક રસ્તો એ છે કે નદીના પાણીનો એક ભાગ સાંકડી ચેનલ અથવા ડક્ટ સાથે વાળવો જેથી 100% ડાયવર્ટ પાણીનો ઉપયોગ વ્હીલને ફેરવવા માટે થાય. આ હાંસલ કરવા માટે, અંડરશોટ વ્હીલ સાંકડું હોવું જોઈએ અને ચેનલની અંદર ખૂબ જ સચોટ રીતે ફિટ થવું જોઈએ જેથી પાણી બાજુઓમાંથી બહાર નીકળી ન જાય અથવા પેડલ્સની સંખ્યા અથવા કદ વધારીને.

ઓવરશોટ વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન
ઓવરશોટ વોટર વ્હીલ ડિઝાઇન એ વોટરવ્હીલ ડિઝાઇનનો સૌથી સામાન્ય પ્રકાર છે. ઓવરશોટ વોટરવ્હીલ તેના બાંધકામ અને ડિઝાઇનમાં અગાઉના અંડરશોટ વોટરવ્હીલ કરતાં વધુ જટિલ છે કારણ કે તે પાણીને પકડવા અને પકડી રાખવા માટે ડોલ અથવા નાના કમ્પાર્ટમેન્ટનો ઉપયોગ કરે છે.
આ ડોલમાં ચક્રની ટોચ પર વહેતા પાણીનો ભરાવો થાય છે. સંપૂર્ણ ડોલમાં પાણીના ગુરુત્વાકર્ષણ વજનને કારણે ચક્ર તેની મધ્ય ધરીની આસપાસ ફરે છે કારણ કે ચક્રની બીજી બાજુની ખાલી ડોલ હળવા બને છે.
આ પ્રકારનું વોટર વ્હીલ ગુરુત્વાકર્ષણનો ઉપયોગ પાણી ઉપરાંત આઉટપુટને સુધારવા માટે કરે છે, આમ ઓવરશોટ વોટર વ્હીલ્સ અંડરશોટ ડિઝાઇન કરતાં વધુ કાર્યક્ષમ છે કારણ કે લગભગ તમામ પાણી અને તેના વજનનો ઉપયોગ આઉટપુટ પાવર ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે. જોકે, પહેલાની જેમ, પાણીની ઉર્જાનો ઉપયોગ વ્હીલને ફેરવવા માટે ફક્ત એક જ વાર થાય છે, ત્યારબાદ તે બાકીના પાણી સાથે વહે છે.
ઓવરશોટ વોટરવ્હીલ્સ નદી અથવા પ્રવાહ ઉપર લટકાવવામાં આવે છે અને સામાન્ય રીતે ટેકરીઓની બાજુઓ પર બાંધવામાં આવે છે જે ઉપરથી પાણી પુરવઠો પૂરો પાડે છે, જેનો મુખ્ય ભાગ 5 થી 20 મીટરની વચ્ચે નીચો હોય છે (ટોચ પરના પાણી અને નીચે નદી અથવા પ્રવાહ વચ્ચેનું ઊભી અંતર). એક નાનો ડેમ અથવા બંધ બનાવી શકાય છે અને તેનો ઉપયોગ ચક્રની ટોચ પર પાણીની ગતિ વધારવા અને પ્રવાહને વધારવા માટે કરી શકાય છે, જેનાથી તેને વધુ ઊર્જા મળે છે, પરંતુ ચક્રને તેની ગતિ કરતાં પાણીનું પ્રમાણ ફેરવવામાં મદદ કરે છે.

સામાન્ય રીતે, ઓવરશોટ વોટરવ્હીલ્સ શક્ય તેટલા મોટા બનાવવામાં આવે છે જેથી પાણીના ગુરુત્વાકર્ષણ વજનને ચક્રને ફેરવવા માટે શક્ય તેટલું મોટું અંતર મળે. જોકે, ચક્ર અને પાણીના વજનને કારણે મોટા વ્યાસના વોટરવ્હીલ્સ બનાવવા વધુ જટિલ અને ખર્ચાળ હોય છે.
જ્યારે દરેક ડોલ પાણીથી ભરાય છે, ત્યારે પાણીના ગુરુત્વાકર્ષણ વજનને કારણે ચક્ર પાણીના પ્રવાહની દિશામાં ફરે છે. જેમ જેમ પરિભ્રમણનો ખૂણો ચક્રના તળિયે જાય છે, તેમ તેમ ડોલની અંદરનું પાણી નીચે નદી અથવા પ્રવાહમાં ખાલી થાય છે, પરંતુ તેની પાછળ ફરતી ડોલના વજનને કારણે ચક્ર તેની ગતિ ચાલુ રાખે છે. ખાલી ડોલ ફરતી ચક્રની આસપાસ ફરતી રહે છે જ્યાં સુધી તે ફરીથી ટોચ પર ન આવે અને વધુ પાણી ભરવા માટે તૈયાર ન થાય અને ચક્ર પુનરાવર્તિત થાય છે. ઓવરશોટ વોટરવ્હીલ ડિઝાઇનનો એક ગેરફાયદો એ છે કે ચક્ર પર વહેતી વખતે પાણીનો ઉપયોગ ફક્ત એક જ વાર થાય છે.

પિચબેક વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન
પિચબેક વોટર વ્હીલ ડિઝાઇન એ પાછલા ઓવરશોટ વોટરવ્હીલ પર એક પ્રકારનો ફેરફાર છે કારણ કે તે વ્હીલને ફેરવવામાં મદદ કરવા માટે પાણીના ગુરુત્વાકર્ષણ વજનનો પણ ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ તે વધારાનો દબાણ આપવા માટે તેની નીચે ગંદા પાણીના પ્રવાહનો પણ ઉપયોગ કરે છે. આ પ્રકારની વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન લો હેડ ઇનફીડ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે જે ઉપરના પેન્ટ્રોફમાંથી વ્હીલની ટોચની નજીક પાણી પૂરું પાડે છે.
ઓવરશોટ વોટરવ્હીલ જે ​​પાણીને સીધા વ્હીલ ઉપર ફેરવે છે જેના કારણે તે પાણીના પ્રવાહની દિશામાં ફરે છે તેનાથી વિપરીત, પિચબેક વોટરવ્હીલ પાણીને ફનલ દ્વારા ઊભી રીતે નીચે તરફ અને નીચેની ડોલમાં પહોંચાડે છે જેના કારણે વ્હીલ ઉપરના પાણીના પ્રવાહની વિરુદ્ધ દિશામાં ફરે છે.
પહેલાના ઓવરશોટ વોટરવ્હીલની જેમ, ડોલમાં પાણીનું ગુરુત્વાકર્ષણ વજન ચક્રને ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં ફેરવવાનું કારણ બને છે. જેમ જેમ પરિભ્રમણનો ખૂણો ચક્રના તળિયાની નજીક આવે છે, તેમ તેમ ડોલમાં ફસાયેલું પાણી નીચે ખાલી થાય છે. જેમ જેમ ખાલી ડોલ ચક્ર સાથે જોડાયેલ હોય છે, તેમ તેમ તે ચક્ર સાથે પહેલાની જેમ ફરતું રહે છે જ્યાં સુધી તે ફરીથી ટોચ પર ન આવે અને વધુ પાણી ભરવા માટે તૈયાર ન થાય અને ચક્રનું પુનરાવર્તન થાય છે.
આ વખતે ફરક એ છે કે ફરતી ડોલમાંથી ખાલી કરાયેલું ગંદુ પાણી ફરતા ચક્રની દિશામાં વહે છે (કારણ કે તેની પાસે બીજે ક્યાંય જવાનું નથી), જે અંડરશોટ વોટરવ્હીલ પ્રિન્સિપલ જેવું જ છે. આમ, પિચબેક વોટરવ્હીલનો મુખ્ય ફાયદો એ છે કે તે ચક્રને તેના કેન્દ્રિય ધરીની આસપાસ ફેરવવા માટે પાણીની ઉર્જાનો બે વાર ઉપયોગ કરે છે, એક વાર ઉપરથી અને એક વાર નીચેથી.
પરિણામે, વોટરવ્હીલ ડિઝાઇનની કાર્યક્ષમતા પાણીની ઉર્જાના 80% થી વધુ સુધી વધી જાય છે કારણ કે તે આવતા પાણીના ગુરુત્વાકર્ષણ વજન અને ઉપરથી ડોલમાં નિર્દેશિત પાણીના બળ અથવા દબાણ દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે, તેમજ નીચે ગંદા પાણીના ડોલ સામે ધકેલવાના પ્રવાહ દ્વારા પણ ચલાવવામાં આવે છે. જોકે, પિચબેક વોટરવ્હીલનો ગેરલાભ એ છે કે તેને વ્હીલની ઉપર સીધા જ ચુટ્સ અને પેન્ટ્રો સાથે થોડી વધુ જટિલ પાણી પુરવઠા વ્યવસ્થાની જરૂર છે.

બ્રેસ્ટશોટ વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન
બ્રેસ્ટશોટ વોટર વ્હીલ ડિઝાઇન એ બીજી ઊભી માઉન્ટેડ વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન છે જ્યાં પાણી ડોલમાં એક્સલ ઊંચાઈએ અડધા રસ્તે અથવા તેનાથી ઉપર પ્રવેશે છે, અને પછી વ્હીલ્સના પરિભ્રમણની દિશામાં તળિયે વહે છે. સામાન્ય રીતે, બ્રેસ્ટશોટ વોટરવ્હીલનો ઉપયોગ એવી પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે જ્યાં પાણીનો મુખ્ય ભાગ ઉપરથી ઓવરશોટ અથવા પિચબેક વોટરવ્હીલ ડિઝાઇનને પાવર આપવા માટે અપૂરતો હોય છે.
અહીં ગેરલાભ એ છે કે પાણીના ગુરુત્વાકર્ષણ ભારનો ઉપયોગ ફક્ત પરિભ્રમણના લગભગ એક ચતુર્થાંશ માટે થાય છે, જે પહેલા અડધા પરિભ્રમણ માટે થતો હતો. આ નીચી ઊંચાઈને દૂર કરવા માટે, પાણીમાંથી જરૂરી માત્રામાં સંભવિત ઊર્જા કાઢવા માટે વોટરવ્હીલ્સ ડોલને પહોળી બનાવવામાં આવે છે.
બ્રેસ્ટશોટ વોટરવ્હીલ્સ વ્હીલને ફેરવવા માટે પાણીના ગુરુત્વાકર્ષણ વજનનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ પાણીની ઊંચાઈ સામાન્ય ઓવરશોટ વોટરવ્હીલ કરતા અડધી હોવાથી, ડોલ પહેલાના વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન કરતા ઘણી પહોળી હોય છે જેથી ડોલમાં ભરાયેલા પાણીનું પ્રમાણ વધે. આ પ્રકારની ડિઝાઇનનો ગેરલાભ એ છે કે દરેક ડોલ દ્વારા વહન કરવામાં આવતા પાણીના પહોળાઈ અને વજનમાં વધારો થાય છે. પિચબેક ડિઝાઇનની જેમ, બ્રેસ્ટશોટ વ્હીલ પાણીની ઉર્જાનો બમણો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે વોટરવ્હીલ પાણીમાં બેસવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે જેથી ગંદા પાણીને વ્હીલને ફેરવવામાં મદદ મળે કારણ કે તે નીચે પ્રવાહમાં વહે છે.

વોટરવ્હીલનો ઉપયોગ કરીને વીજળી ઉત્પન્ન કરો
ઐતિહાસિક રીતે પાણીના પૈડાનો ઉપયોગ લોટ, અનાજ અને આવા અન્ય યાંત્રિક કાર્યો માટે કરવામાં આવતો હતો. પરંતુ પાણીના પૈડાનો ઉપયોગ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે પણ થઈ શકે છે, જેને હાઇડ્રો પાવર સિસ્ટમ કહેવાય છે. ઇલેક્ટ્રિક જનરેટરને વોટરવ્હીલ્સ ફરતા શાફ્ટ સાથે જોડીને, ડ્રાઇવ બેલ્ટ અને પુલીનો ઉપયોગ કરીને સીધા કે પરોક્ષ રીતે, સૌર ઉર્જાથી વિપરીત, પાણીના પૈડાનો ઉપયોગ 24 કલાક સતત વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે કરી શકાય છે. જો પાણીના પૈડાને યોગ્ય રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવે, તો એક નાની અથવા "માઇક્રો" હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક સિસ્ટમ સરેરાશ ઘરમાં લાઇટિંગ અને/અથવા ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોને પાવર આપવા માટે પૂરતી વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
પ્રમાણમાં ઓછી ગતિએ શ્રેષ્ઠ આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરવા માટે રચાયેલ વોટર વ્હીલ જનરેટર શોધો. નાના પ્રોજેક્ટ્સ માટે, નાની ડીસી મોટરનો ઉપયોગ ઓછી ગતિના જનરેટર અથવા ઓટોમોટિવ અલ્ટરનેટર તરીકે થઈ શકે છે પરંતુ આ ઘણી વધુ ઝડપે કામ કરવા માટે રચાયેલ છે તેથી કેટલાક પ્રકારના ગિયરિંગની જરૂર પડી શકે છે. વિન્ડ ટર્બાઇન જનરેટર એક આદર્શ વોટર વ્હીલ જનરેટર બનાવે છે કારણ કે તે ઓછી ગતિ, ઉચ્ચ આઉટપુટ કામગીરી માટે રચાયેલ છે.
જો તમારા ઘર કે બગીચાની નજીક કોઈ નદી કે પ્રવાહ ખૂબ ઝડપથી વહેતો હોય જેનો તમે ઉપયોગ કરી શકો છો, તો નાના પાયે હાઇડ્રો પાવર સિસ્ટમ "પવન ઊર્જા" અથવા "સૌર ઊર્જા" જેવા નવીનીકરણીય ઊર્જા સ્ત્રોતોના અન્ય સ્વરૂપો માટે વધુ સારો વિકલ્પ હોઈ શકે છે કારણ કે તેનો દ્રશ્ય પ્રભાવ ઘણો ઓછો હોય છે. પવન અને સૌર ઊર્જાની જેમ, સ્થાનિક ઉપયોગિતા ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ ગ્રીડ-કનેક્ટેડ નાના પાયે વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન કરેલ જનરેટિંગ સિસ્ટમ સાથે, તમે જે પણ વીજળી ઉત્પન્ન કરો છો પરંતુ તેનો ઉપયોગ કરતા નથી તે વીજળી કંપનીને પાછી વેચી શકાય છે.
હાઇડ્રો એનર્જી વિશેના આગામી ટ્યુટોરીયલમાં, આપણે હાઇડ્રો પાવર ઉત્પાદન માટે અમારા વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન સાથે ઉપલબ્ધ વિવિધ પ્રકારના ટર્બાઇન જોઈશું. વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન વિશે વધુ માહિતી માટે અને પાણીની શક્તિનો ઉપયોગ કરીને તમારી પોતાની વીજળી કેવી રીતે ઉત્પન્ન કરવી, અથવા ઉપલબ્ધ વિવિધ વોટરવ્હીલ ડિઝાઇન વિશે વધુ હાઇડ્રો એનર્જી માહિતી મેળવવા માટે, અથવા હાઇડ્રો એનર્જીના ફાયદા અને ગેરફાયદા શોધવા માટે, પછી વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉપયોગમાં લઈ શકાય તેવા વોટરવ્હીલ્સના સિદ્ધાંતો અને બાંધકામ વિશે આજે જ એમેઝોન પરથી તમારી નકલ ઓર્ડર કરવા માટે અહીં ક્લિક કરો.