स्वच्छ, नवीकरणीय जलविद्युत ऊर्जा का इतिहास और विशेषताएं

हाइड्रोपावर एक अक्षय ऊर्जा तकनीक है जो बिजली पैदा करने के लिए पानी की गतिज ऊर्जा का उपयोग करती है। यह कई लाभों के साथ व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला स्वच्छ ऊर्जा स्रोत है, जैसे कि नवीकरणीयता, कम उत्सर्जन, स्थिरता और नियंत्रणीयता। हाइड्रोपावर का कार्य सिद्धांत एक सरल अवधारणा पर आधारित है: टरबाइन को चलाने के लिए पानी के प्रवाह की गतिज ऊर्जा का उपयोग करना, जो बदले में बिजली पैदा करने के लिए जनरेटर को चालू करता है। जलविद्युत उत्पादन के चरण हैं: जलाशय या नदी से पानी का मोड़, जिसके लिए पानी के स्रोत की आवश्यकता होती है, आमतौर पर एक जलाशय (कृत्रिम जलाशय) या एक प्राकृतिक नदी, जो बिजली प्रदान करती है; जल प्रवाह मार्गदर्शन, जहाँ पानी के प्रवाह को एक मोड़ चैनल के माध्यम से टरबाइन के ब्लेड पर निर्देशित किया जाता है। मोड़ चैनल बिजली उत्पादन क्षमता को समायोजित करने के लिए पानी के प्रवाह के प्रवाह को नियंत्रित कर सकता है; टरबाइन चल रहा है, और पानी का प्रवाह टरबाइन के ब्लेड से टकराता है, जिससे यह घूमता है। टरबाइन पवन ऊर्जा उत्पादन में पवन चक्र के समान है; जनरेटर बिजली उत्पन्न करता है, और टरबाइन का संचालन जनरेटर को घुमाता है, जो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत के माध्यम से बिजली उत्पन्न करता है; विद्युत संचरण, उत्पन्न बिजली को पावर ग्रिड में प्रेषित किया जाता है और शहरों, उद्योगों और घरों में आपूर्ति की जाती है। कई प्रकार के जलविद्युत हैं। विभिन्न कार्य सिद्धांतों और अनुप्रयोग परिदृश्यों के अनुसार, इसे नदी बिजली उत्पादन, जलाशय बिजली उत्पादन, ज्वार और महासागर बिजली उत्पादन और छोटे जल विद्युत में विभाजित किया जा सकता है। जलविद्युत के कई फायदे हैं, लेकिन कुछ नुकसान भी हैं। फायदे मुख्य रूप से हैं: जलविद्युत एक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है। जलविद्युत जल परिसंचरण पर निर्भर करता है, इसलिए यह नवीकरणीय है और समाप्त नहीं होगा; यह एक स्वच्छ ऊर्जा स्रोत है। जलविद्युत ग्रीनहाउस गैसों और वायु प्रदूषकों का उत्पादन नहीं करता है, और पर्यावरण पर बहुत कम प्रभाव डालता है; यह नियंत्रणीय है। विश्वसनीय बुनियादी लोड बिजली प्रदान करने के लिए हाइड्रोपावर स्टेशनों को मांग के अनुसार समायोजित किया जा सकता है।
ऊर्जा के नवीकरणीय रूप के रूप में जलविद्युत का इतिहास बहुत पुराना है। प्रारंभिक जल टर्बाइन और जल पहिये: ईसा पूर्व दूसरी शताब्दी की शुरुआत में, लोगों ने मिलों और आरा मिलों जैसी मशीनरी को चलाने के लिए जल टर्बाइन और जल पहियों का उपयोग करना शुरू कर दिया था। ये मशीनें काम करने के लिए पानी के प्रवाह की गतिज ऊर्जा का उपयोग करती हैं। बिजली उत्पादन का आगमन: 19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, लोगों ने जल ऊर्जा को बिजली में बदलने के लिए जलविद्युत संयंत्रों का उपयोग करना शुरू कर दिया। दुनिया का पहला वाणिज्यिक जलविद्युत संयंत्र 1882 में विस्कॉन्सिन, यूएसए में बनाया गया था। बांधों और जलाशयों का निर्माण: 20वीं शताब्दी की शुरुआत में, बांधों और जलाशयों के निर्माण के साथ जलविद्युत का पैमाना बहुत बढ़ गया। प्रसिद्ध बांध परियोजनाओं में संयुक्त राज्य अमेरिका में हूवर बांध और चीन में थ्री गोरजेस बांध शामिल हैं। तकनीकी प्रगति: समय के साथ, जलविद्युत प्रौद्योगिकी में लगातार सुधार हुआ है, जिसमें टर्बाइन, हाइड्रो-जनरेटर और बुद्धिमान नियंत्रण प्रणाली की शुरूआत शामिल है, जिसने जलविद्युत की दक्षता और विश्वसनीयता में सुधार किया है।
जलविद्युत एक स्वच्छ, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है, और इसकी उद्योग श्रृंखला में जल संसाधन प्रबंधन से लेकर बिजली संचरण तक कई प्रमुख लिंक शामिल हैं। जलविद्युत उद्योग श्रृंखला की पहली कड़ी जल संसाधन प्रबंधन है। इसमें जल प्रवाह का शेड्यूलिंग, भंडारण और वितरण शामिल है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि बिजली उत्पादन के लिए टर्बाइनों को पानी की आपूर्ति स्थिर रूप से की जा सके। जल संसाधन प्रबंधन में आमतौर पर उचित निर्णय लेने के लिए वर्षा, जल प्रवाह की गति और जल स्तर जैसे मापदंडों की निगरानी की आवश्यकता होती है। आधुनिक जल संसाधन प्रबंधन भी स्थिरता पर ध्यान केंद्रित करता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सूखे जैसी चरम स्थितियों में भी बिजली उत्पादन क्षमता को बनाए रखा जा सके। बांध और जलाशय जलविद्युत उद्योग श्रृंखला में प्रमुख सुविधाएं हैं। बांधों का उपयोग आमतौर पर जल स्तर बढ़ाने और पानी का दबाव बनाने के लिए किया जाता है, जिससे जल प्रवाह की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है। जलाशयों का उपयोग पानी को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि चरम मांग के दौरान पर्याप्त जल प्रवाह प्रदान किया जा सके। बांधों के डिजाइन और निर्माण में सुरक्षा और स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए भूवैज्ञानिक स्थितियों, जल प्रवाह विशेषताओं और पारिस्थितिक प्रभावों पर विचार करने की आवश्यकता होती है। टर्बाइन जलविद्युत उद्योग श्रृंखला में मुख्य घटक हैं। जब पानी टरबाइन के ब्लेड से बहता है, तो इसकी गतिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिससे टरबाइन घूमता है। उच्चतम ऊर्जा दक्षता प्राप्त करने के लिए पानी के प्रवाह की गति, प्रवाह दर और ऊंचाई के अनुसार टरबाइन के डिजाइन और प्रकार का चयन किया जा सकता है। जब टरबाइन घूमता है, तो यह बिजली उत्पन्न करने के लिए जुड़े जनरेटर को चलाता है। जनरेटर एक प्रमुख उपकरण है जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। आम तौर पर, जनरेटर का ऑपरेटिंग सिद्धांत प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करने के लिए एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से करंट को प्रेरित करना है। जनरेटर के डिजाइन और क्षमता को बिजली की मांग और पानी के प्रवाह की विशेषताओं के अनुसार निर्धारित करने की आवश्यकता होती है। जनरेटर द्वारा उत्पन्न बिजली प्रत्यावर्ती धारा है, जिसे आमतौर पर सबस्टेशन के माध्यम से संसाधित करने की आवश्यकता होती है। सबस्टेशन के मुख्य कार्यों में स्टेपिंग अप (बिजली संचारित होने पर ऊर्जा हानि को कम करने के लिए वोल्टेज बढ़ाना) और बिजली संचरण प्रणाली की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए करंट के प्रकार (एसी को डीसी में या इसके विपरीत परिवर्तित करना) को परिवर्तित करना शामिल है। अंतिम कड़ी बिजली संचरण है। पावर स्टेशन द्वारा उत्पन्न बिजली शहरी, औद्योगिक या ग्रामीण क्षेत्रों में बिजली उपयोगकर्ताओं को ट्रांसमिशन लाइनों के माध्यम से प्रेषित की जाती है। ट्रांसमिशन लाइनों की योजना, डिजाइन और रखरखाव की आवश्यकता होती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि बिजली सुरक्षित और कुशलतापूर्वक गंतव्य तक पहुंचाई जा सके। कुछ क्षेत्रों में, विभिन्न वोल्टेज और आवृत्तियों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बिजली को सबस्टेशन के माध्यम से फिर से संसाधित करने की भी आवश्यकता हो सकती है।