નાના જળવિદ્યુત ઉત્પાદન - સ્વચ્છ ઉર્જાથી વધુ લોકોને ફાયદો થાય છે

નવીનીકરણીય, પ્રદૂષણમુક્ત અને સ્વચ્છ ઉર્જા સ્ત્રોત તરીકે, હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર ઉત્પાદન લાંબા સમયથી લોકો દ્વારા મૂલ્યવાન માનવામાં આવે છે. આજકાલ, મોટા અને મધ્યમ કદના હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક સ્ટેશનોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે અને વિશ્વભરમાં પ્રમાણમાં પરિપક્વ નવીનીકરણીય ઉર્જા તકનીકો છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચીનમાં થ્રી ગોર્જ્સ હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક સ્ટેશન વિશ્વનું સૌથી મોટું હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક સ્ટેશન છે. જો કે, મોટા અને મધ્યમ કદના હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક સ્ટેશનોની પર્યાવરણ પર ઘણી નકારાત્મક અસરો પડે છે, જેમ કે ડેમ કુદરતી નદીઓના સરળ પ્રવાહને અવરોધે છે, કાંપના વિસર્જનને અવરોધે છે અને ઇકોસિસ્ટમ પર્યાવરણમાં ફેરફાર કરે છે; હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક સ્ટેશનોના નિર્માણ માટે જમીનના વ્યાપક પાણી ભરાવાની પણ જરૂર પડે છે, જેના પરિણામે મોટી સંખ્યામાં ઇમિગ્રન્ટ્સ આવે છે.
નવા ઉર્જા સ્ત્રોત તરીકે, નાના જળવિદ્યુતનો પર્યાવરણીય પર્યાવરણ પર ખૂબ ઓછો પ્રભાવ પડે છે, અને તેથી લોકો દ્વારા તેનું મૂલ્ય વધી રહ્યું છે. નાના જળવિદ્યુત મથકો, મોટા અને મધ્યમ કદના જળવિદ્યુત મથકોની જેમ, બંને જળવિદ્યુત મથકો છે. સામાન્ય રીતે "નાના જળવિદ્યુત" તરીકે ઓળખાતો જળવિદ્યુત મથકો અથવા ખૂબ જ ઓછી સ્થાપિત ક્ષમતાવાળા જળવિદ્યુત મથકો અને પાવર સિસ્ટમોનો સંદર્ભ આપે છે, અને તેમની સ્થાપિત ક્ષમતા દરેક દેશની રાષ્ટ્રીય પરિસ્થિતિઓના આધારે બદલાય છે.
ચીનમાં, "નાના જળવિદ્યુત" એ 25 મેગાવોટ કે તેથી ઓછી સ્થાપિત ક્ષમતાવાળા જળવિદ્યુત મથકો અને સ્થાનિક પાવર ગ્રીડને ટેકો આપતા હોય છે, જે સ્થાનિક, સામૂહિક અથવા વ્યક્તિગત સંસ્થાઓ દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવે છે અને સંચાલિત થાય છે. નાના જળવિદ્યુત બિન-કાર્બન સ્વચ્છ ઊર્જાથી સંબંધિત છે, જેમાં સંસાધનોના ઘટાડાની સમસ્યા નથી અને તે પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરતું નથી. તે ચીનની ટકાઉ વિકાસ વ્યૂહરચનાના અમલીકરણનો એક અનિવાર્ય ઘટક છે.

સ્થાનિક પરિસ્થિતિઓ અનુસાર નાના જળવિદ્યુત જેવી નવીનીકરણીય ઉર્જાનો વિકાસ અને જળવિદ્યુત સંસાધનોને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળી વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરવાથી રાષ્ટ્રીય આર્થિક અને સામાજિક વિકાસ સુનિશ્ચિત કરવામાં, લોકોના જીવનની ગુણવત્તામાં સુધારો કરવામાં, વીજળી અને વીજળીની અછત વિનાના વિસ્તારોમાં વીજળી વપરાશની સમસ્યા હલ કરવામાં, નદી શાસનને પ્રોત્સાહન આપવામાં, પર્યાવરણીય સુધારણા, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને સ્થાનિક સામાજિક-આર્થિક વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી છે.
ચીન પાસે નાના જળવિદ્યુત સંસાધનોનો વિપુલ ભંડાર છે, જેમાં સૈદ્ધાંતિક અંદાજિત 150 મિલિયન kW અનામત છે અને વિકાસ માટે 70000 મેગાવોટથી વધુની સંભવિત સ્થાપિત ક્ષમતા છે. ઓછા કાર્બન પર્યાવરણીય સંરક્ષણ, ઉર્જા સંરક્ષણ અને ઉત્સર્જન ઘટાડા અને ટકાઉ વિકાસના સંદર્ભમાં ઉર્જા માળખાને સુધારવા માટે નાના જળવિદ્યુતનો જોરશોરથી વિકાસ કરવો એ અનિવાર્ય પસંદગી છે. જળ સંસાધન મંત્રાલયની યોજના અનુસાર, 2020 સુધીમાં, ચીન 5 મિલિયન kW થી વધુની સ્થાપિત ક્ષમતાવાળા 10 નાના જળવિદ્યુત પ્રાંતો, 200000 kW થી વધુની સ્થાપિત ક્ષમતાવાળા 100 મોટા નાના જળવિદ્યુત પાયા અને 100000 kW થી વધુની સ્થાપિત ક્ષમતાવાળા 300 નાના જળવિદ્યુત કાઉન્ટીઓ બનાવશે. 2023 સુધીમાં, જળ સંસાધન મંત્રાલય દ્વારા આયોજન મુજબ, નાના જળવિદ્યુત ઉત્પાદન માત્ર 2020 ના લક્ષ્યને પ્રાપ્ત કરશે નહીં, પરંતુ આ આધારે વધુ વિકાસ પણ કરશે.
હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર સ્ટેશન એ એક વીજ ઉત્પાદન પ્રણાલી છે જે પાણીની ટર્બાઇન દ્વારા પાણીની ઉર્જાને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે, અને નાના હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક સિસ્ટમ્સમાં ઊર્જા રૂપાંતર પ્રાપ્ત કરવા માટે વોટર ટર્બાઇન જનરેટર સેટ મુખ્ય ઉપકરણ છે. હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક જનરેટર સેટની ઊર્જા રૂપાંતર પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં વહેંચાયેલી છે.
પ્રથમ તબક્કો પાણીની સ્થિતિજન્ય ઉર્જાને પાણીના ટર્બાઇનની યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. વિવિધ ઊંચાઈ અને ભૂપ્રદેશ પર પાણીના પ્રવાહમાં વિવિધ સ્થિતિજન્ય ઉર્જા હોય છે. જ્યારે ઊંચા સ્થાનથી પાણીનો પ્રવાહ નીચલા સ્થાન પર ટર્બાઇનને અસર કરે છે, ત્યારે પાણીના સ્તરમાં ફેરફાર દ્વારા ઉત્પન્ન થતી સ્થિતિજન્ય ઉર્જા ટર્બાઇનની યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
બીજા તબક્કામાં, પાણીના ટર્બાઇનની યાંત્રિક ઉર્જાને સૌપ્રથમ વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, જે પછી પાવર ગ્રીડની ટ્રાન્સમિશન લાઇન દ્વારા વિદ્યુત ઉપકરણોમાં પ્રસારિત થાય છે. પાણીના પ્રવાહથી પ્રભાવિત થયા પછી, પાણીનું ટર્બાઇન કોએક્સિયલ કનેક્ટેડ જનરેટરને ફેરવવા માટે ચલાવે છે. ફરતું જનરેટર રોટર ઉત્તેજના ચુંબકીય ક્ષેત્રને ફેરવવા માટે ચલાવે છે, અને જનરેટરનું સ્ટેટર વિન્ડિંગ ઉત્તેજના ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓને કાપીને પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ ઉત્પન્ન કરે છે. એક તરફ, તે વિદ્યુત ઉર્જા આઉટપુટ કરે છે, અને બીજી તરફ, તે રોટર પર પરિભ્રમણની વિરુદ્ધ દિશામાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બ્રેકિંગ ટોર્ક ઉત્પન્ન કરે છે. પાણીનો પ્રવાહ પાણીના ટર્બાઇન ઉપકરણને સતત અસર કરે છે, અને પાણીના પ્રવાહમાંથી પાણીના ટર્બાઇન દ્વારા મેળવેલ રોટેશનલ ટોર્ક જનરેટર રોટરમાં ઉત્પન્ન થતા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બ્રેકિંગ ટોર્કને વટાવી જાય છે. જ્યારે બંને સંતુલન પર પહોંચે છે, ત્યારે પાણીનું ટર્બાઇન યુનિટ સ્થિર રીતે વીજળી ઉત્પન્ન કરવા અને સંપૂર્ણ ઉર્જા રૂપાંતરણ માટે સતત ગતિએ કાર્ય કરશે.

હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક જનરેટર સેટ એ એક મહત્વપૂર્ણ ઉર્જા રૂપાંતર ઉપકરણ છે જે પાણીની સંભવિત ઉર્જાને વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. તેમાં સામાન્ય રીતે વોટર ટર્બાઇન, જનરેટર, સ્પીડ કંટ્રોલર, ઉત્તેજના સિસ્ટમ, કૂલિંગ સિસ્ટમ અને પાવર પ્લાન્ટ નિયંત્રણ સાધનોનો સમાવેશ થાય છે. લાક્ષણિક હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક જનરેટર સેટમાં મુખ્ય સાધનોના પ્રકારો અને કાર્યોનો સંક્ષિપ્ત પરિચય નીચે મુજબ છે:
૧) વોટર ટર્બાઇન. બે પ્રકારના વોટર ટર્બાઇન સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે: ઇમ્પલ્સ અને રિએક્ટિવ.
૨) જનરેટર. મોટાભાગના જનરેટર ઇલેક્ટ્રિકલી એક્સાઇટેડ સિંક્રનસ જનરેટરનો ઉપયોગ કરે છે.
૩) ઉત્તેજના પ્રણાલી. જનરેટર સામાન્ય રીતે વિદ્યુત ઉત્તેજિત સિંક્રનસ જનરેટર હોવાથી, આઉટપુટ વિદ્યુત ઊર્જાની ગુણવત્તા સુધારવા માટે, વોલ્ટેજ નિયમન, વિદ્યુત ઊર્જાના સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ નિયમન પ્રાપ્ત કરવા માટે ડીસી ઉત્તેજના પ્રણાલીને નિયંત્રિત કરવી જરૂરી છે.
૪) ગતિ નિયમન અને નિયંત્રણ ઉપકરણ (સ્પીડ રેગ્યુલેટર અને ઓઇલ પ્રેશર ડિવાઇસ સહિત). ગવર્નરનો ઉપયોગ પાણીના ટર્બાઇનની ગતિને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે, જેથી આઉટપુટ વિદ્યુત ઊર્જાની આવર્તન પાવર સપ્લાય જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે.
૫) ઠંડક પ્રણાલી. નાના હાઇડ્રો જનરેટર મુખ્યત્વે હવા ઠંડકનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં વેન્ટિલેશન સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને ગરમીને દૂર કરવામાં અને જનરેટરના સ્ટેટર, રોટર અને આયર્ન કોરની સપાટીને ઠંડુ કરવામાં મદદ મળે છે.
૬) બ્રેકિંગ ડિવાઇસ. ચોક્કસ મૂલ્ય કરતાં વધુ રેટ કરેલ ક્ષમતા ધરાવતા હાઇડ્રોલિક જનરેટર બ્રેકિંગ ડિવાઇસથી સજ્જ છે.
૭) પાવર પ્લાન્ટ નિયંત્રણ સાધનો. મોટાભાગના પાવર સ્ટેશન નિયંત્રણ સાધનો ગ્રીડ કનેક્શન, ફ્રીક્વન્સી નિયમન, વોલ્ટેજ નિયમન, પાવર ફેક્ટર નિયમન, સંરક્ષણ અને જળવિદ્યુત ઉત્પાદનના સંદેશાવ્યવહાર જેવા કાર્યો પ્રાપ્ત કરવા માટે કમ્પ્યુટર ડિજિટલ નિયંત્રણ અપનાવે છે.

નાના જળવિદ્યુતને કેન્દ્રિત વડા પદ્ધતિના આધારે ડાયવર્ઝન પ્રકાર, બંધ પ્રકાર અને હાઇબ્રિડ પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. ચીનમાં મોટાભાગના નાના જળવિદ્યુત મથકો પ્રમાણમાં આર્થિક ડાયવર્ઝન પ્રકારના નાના જળવિદ્યુત મથકો છે.
નાના જળવિદ્યુત વીજ ઉત્પાદનની લાક્ષણિકતાઓમાં નાના સ્ટેશન બાંધકામ સ્કેલ, સરળ ઇજનેરી, સાધનોની સરળ ખરીદી અને મૂળભૂત રીતે સ્વ-ઉપયોગ, સ્ટેશનથી દૂરના સ્થળોએ વીજળી ટ્રાન્સમિટ કર્યા વિના; નાના જળવિદ્યુત પાવર ગ્રીડની ક્ષમતા ઓછી છે, અને વીજળી ઉત્પાદન ક્ષમતા પણ ઓછી છે. નાના જળવિદ્યુત પાવરના અસ્વીકારમાં મજબૂત સ્થાનિક અને સમૂહ લાક્ષણિકતાઓ છે.
સ્વચ્છ ઉર્જા સ્ત્રોત તરીકે, નાના જળવિદ્યુતએ ચીનમાં સમાજવાદી નવા ઉર્જા ગામોના નિર્માણમાં ફાળો આપ્યો છે. અમારું માનવું છે કે નાના જળવિદ્યુત અને ઊર્જા સંગ્રહ ટેકનોલોજીનું સંયોજન ભવિષ્યમાં નાના જળવિદ્યુતના વિકાસને વધુ આકર્ષક બનાવશે!