હાઇડ્રોપાવર વિશે થોડું જ્ઞાન

કુદરતી નદીઓમાં, પાણી કાંપ સાથે ભળીને ઉપરના પ્રવાહથી નીચે તરફ વહે છે, અને ઘણીવાર નદીના તળિયા અને કાંઠાના ઢોળાવને ધોઈ નાખે છે, જે દર્શાવે છે કે પાણીમાં ચોક્કસ માત્રામાં ઊર્જા છુપાયેલી છે. કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં, આ સંભવિત ઊર્જાનો ઉપયોગ કાંપ કાઢવા, કાંપને ધકેલવા અને ઘર્ષણ પ્રતિકારને દૂર કરવામાં થાય છે. જો આપણે કેટલીક ઇમારતો બનાવીએ અને પાણીની ટર્બાઇન દ્વારા પાણીનો સતત પ્રવાહ બનાવવા માટે કેટલાક જરૂરી સાધનો સ્થાપિત કરીએ, તો પાણીની ટર્બાઇન પાણીના પ્રવાહ દ્વારા ચલાવવામાં આવશે, જેમ કે પવનચક્કી, જે સતત ફરતી થઈ શકે છે, અને પાણીની ઊર્જા યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થશે. જ્યારે પાણીની ટર્બાઇન જનરેટરને એકસાથે ફરવા માટે ચલાવે છે, ત્યારે તે વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે, અને પાણીની ઊર્જા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે. આ જળવિદ્યુત ઊર્જા ઉત્પાદનનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત છે. જળવિદ્યુત ઊર્જા ઉત્પાદન માટે પાણીની ટર્બાઇન અને જનરેટર સૌથી મૂળભૂત સાધનો છે. ચાલો હું તમને જળવિદ્યુત ઊર્જા ઉત્પાદન વિશેના નાના જ્ઞાનનો સંક્ષિપ્ત પરિચય આપું.

૧. જળવિદ્યુત અને પાણી પ્રવાહ શક્તિ

હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનની ડિઝાઇનમાં, પાવર સ્ટેશનનો સ્કેલ નક્કી કરવા માટે, પાવર સ્ટેશનની પાવર ઉત્પાદન ક્ષમતા જાણવી જરૂરી છે. હાઇડ્રોપાવર પાવર ઉત્પાદનના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો અનુસાર, એ સમજવું મુશ્કેલ નથી કે પાવર સ્ટેશનની પાવર ઉત્પાદન ક્ષમતા કરંટ દ્વારા કરી શકાય તેવા કાર્યની માત્રા દ્વારા નક્કી થાય છે. આપણે ચોક્કસ સમયગાળામાં પાણી જે કુલ કાર્ય કરી શકે છે તેને પાણીની ઉર્જા કહીએ છીએ, અને સમયના એકમ (સેકન્ડ) માં કરી શકાય તેવા કાર્યને કરંટ પાવર કહેવામાં આવે છે. દેખીતી રીતે, પાણીના પ્રવાહની શક્તિ જેટલી વધારે હશે, પાવર સ્ટેશનની પાવર ઉત્પાદન ક્ષમતા એટલી જ વધારે હશે. તેથી, પાવર સ્ટેશનની પાવર ઉત્પાદન ક્ષમતા જાણવા માટે, આપણે પહેલા પાણીના પ્રવાહની શક્તિની ગણતરી કરવી જોઈએ. નદીમાં પાણીના પ્રવાહની શક્તિની ગણતરી આ રીતે કરી શકાય છે, ધારી લો કે નદીના ચોક્કસ ભાગમાં પાણીની સપાટીનો ડ્રોપ H (મીટર) છે, અને એકમ સમય (સેકન્ડ) માં નદીના ક્રોસ-સેક્શનમાંથી પસાર થતા H નું પાણીનું પ્રમાણ Q (ઘન મીટર/સેકન્ડ) છે, તો પ્રવાહ વિભાગ શક્તિ પાણીના વજન અને ટીપાના ગુણાંક જેટલી હોય છે. દેખીતી રીતે, પાણીનો ટીપો જેટલો વધારે હશે, પ્રવાહ વધુ હશે અને પાણીનો પ્રવાહ શક્તિ વધુ હશે.
2. હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનોનું ઉત્પાદન

ચોક્કસ મથાળા અને પ્રવાહ હેઠળ, હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશન જે વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે તેને હાઇડ્રોપાવર આઉટપુટ કહેવામાં આવે છે. દેખીતી રીતે, આઉટપુટ પાવર ટર્બાઇન દ્વારા પાણીના પ્રવાહની શક્તિ પર આધાર રાખે છે. પાણીની ઉર્જાને વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયામાં, પાણીએ ઉપરના પ્રવાહથી નીચે તરફ જતા નદીના પટ અથવા ઇમારતોના પ્રતિકારને દૂર કરવો જ જોઇએ. પાણીની ટર્બાઇન, જનરેટર અને ટ્રાન્સમિશન સાધનોએ પણ કામ દરમિયાન ઘણા પ્રતિકારને દૂર કરવા જ જોઈએ. પ્રતિકારને દૂર કરવા માટે, કાર્ય કરવું આવશ્યક છે, અને પાણીના પ્રવાહની શક્તિનો વપરાશ થશે, જે અનિવાર્ય છે. તેથી, વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉપયોગમાં લઈ શકાય તેવી પાણીના પ્રવાહની શક્તિ સૂત્ર દ્વારા મેળવેલા મૂલ્ય કરતા ઓછી છે, એટલે કે, હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનનું ઉત્પાદન 1 કરતા ઓછા પરિબળ દ્વારા ગુણાકાર કરાયેલ પાણીના પ્રવાહની શક્તિ જેટલું હોવું જોઈએ. આ ગુણાંકને હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનની કાર્યક્ષમતા પણ કહેવામાં આવે છે.
હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનની કાર્યક્ષમતાનું ચોક્કસ મૂલ્ય ઇમારત અને વોટર ટર્બાઇન, ટ્રાન્સમિશન સાધનો, જનરેટર વગેરેમાંથી પાણી વહેતી વખતે થતી ઉર્જા નુકશાનની માત્રા સાથે સંબંધિત છે, જેટલું વધારે નુકસાન થશે, કાર્યક્ષમતા ઓછી થશે. નાના હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનમાં, આ નુકસાનનો સરવાળો પાણીના પ્રવાહની શક્તિના લગભગ 25-40% જેટલો થાય છે. એટલે કે, 100 કિલોવોટ વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે તેવો પાણીનો પ્રવાહ હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનમાં પ્રવેશ કરે છે, અને જનરેટર ફક્ત 60 થી 75 કિલોવોટ વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે, તેથી હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનની કાર્યક્ષમતા 60~75% જેટલી થાય છે.

અગાઉના પરિચય પરથી જોઈ શકાય છે કે જ્યારે પાવર સ્ટેશનનો પ્રવાહ દર અને પાણીના સ્તરનો તફાવત સતત હોય છે, ત્યારે પાવર સ્ટેશનનું પાવર આઉટપુટ કાર્યક્ષમતા પર આધાર રાખે છે. પ્રેક્ટિસે સાબિત કર્યું છે કે હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન, જનરેટર અને ટ્રાન્સમિશન સાધનોના પ્રદર્શન ઉપરાંત, હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનોની કાર્યક્ષમતાને અસર કરતા અન્ય પરિબળો, જેમ કે બિલ્ડિંગ બાંધકામ અને સાધનોની સ્થાપનાની ગુણવત્તા, સંચાલન અને સંચાલનની ગુણવત્તા, અને હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનની ડિઝાઇન યોગ્ય છે કે કેમ, તે બધા પરિબળો છે જે હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનની કાર્યક્ષમતાને અસર કરે છે. અલબત્ત, આમાંના કેટલાક પ્રભાવશાળી પરિબળો પ્રાથમિક છે અને કેટલાક ગૌણ છે, અને ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં, પ્રાથમિક અને ગૌણ પરિબળો પણ એકબીજામાં પરિવર્તિત થશે.
જોકે, પરિબળ ગમે તે હોય, નિર્ણાયક પરિબળ એ છે કે લોકો કોઈ વસ્તુ નથી, મશીનો મનુષ્યો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, અને ટેકનોલોજી વિચાર દ્વારા સંચાલિત થાય છે. તેથી, હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનોની ડિઝાઇન, બાંધકામ અને સાધનોની પસંદગીમાં, માનવીની વ્યક્તિલક્ષી ભૂમિકાને પૂર્ણ ભૂમિકા આપવી જરૂરી છે, અને શક્ય તેટલું પાણીના પ્રવાહના ઉર્જા નુકસાનને ઘટાડવા માટે ટેકનોલોજીમાં શ્રેષ્ઠતા માટે પ્રયત્ન કરવો જરૂરી છે. આ કેટલાક હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનો માટે છે જ્યાં પાણીનું ટીપું પ્રમાણમાં ઓછું હોય છે. તે ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. તે જ સમયે, હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનોના સંચાલન અને સંચાલનને અસરકારક રીતે મજબૂત બનાવવું જરૂરી છે, જેથી પાવર સ્ટેશનોની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય, જળ સંસાધનોનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ થાય અને નાના હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનો વધુ મોટી ભૂમિકા ભજવી શકે.