जलविद्युत के बारे में कम जानकारी

प्राकृतिक नदियों में, जल गाद के साथ मिश्रित होकर ऊपरी धारा से निचली धारा की ओर बहता है, और अक्सर नदी के तल और किनारों की ढलानों को धोता है, जो दर्शाता है कि जल में एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा छिपी हुई है। प्राकृतिक परिस्थितियों में, यह संभावित ऊर्जा गाद को साफ करने, धकेलने और घर्षण प्रतिरोध को दूर करने में खर्च होती है। यदि हम कुछ भवन बनाकर और आवश्यक उपकरण लगाकर जल टरबाइन के माध्यम से जल की एक स्थिर धारा प्रवाहित करें, तो जल टरबाइन पवनचक्की की तरह जल प्रवाह से संचालित होकर निरंतर घूमती रहेगी, और जल ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाएगी। जब जल टरबाइन जनरेटर को घुमाती है, तो बिजली उत्पन्न होती है, और जल ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। यही जलविद्युत उत्पादन का मूल सिद्धांत है। जल टरबाइन और जनरेटर जलविद्युत उत्पादन के लिए सबसे बुनियादी उपकरण हैं। आइए, जलविद्युत उत्पादन के बारे में आपको संक्षिप्त जानकारी दें।

1. जलविद्युत और जल प्रवाह विद्युत

जलविद्युत संयंत्र के डिजाइन में, संयंत्र के आकार का निर्धारण करने के लिए, संयंत्र की विद्युत उत्पादन क्षमता का ज्ञान होना आवश्यक है। जलविद्युत उत्पादन के मूलभूत सिद्धांतों के अनुसार, यह स्पष्ट है कि संयंत्र की विद्युत उत्पादन क्षमता जलधारा द्वारा किए जा सकने वाले कार्य की मात्रा से निर्धारित होती है। किसी निश्चित समयावधि में जल द्वारा किए गए कुल कार्य को जल ऊर्जा कहते हैं, और इकाई समय (सेकंड) में किए गए कार्य को धारा शक्ति कहते हैं। स्पष्ट है कि जल प्रवाह की शक्ति जितनी अधिक होगी, संयंत्र की विद्युत उत्पादन क्षमता उतनी ही अधिक होगी। इसलिए, संयंत्र की विद्युत उत्पादन क्षमता ज्ञात करने के लिए, हमें सबसे पहले जल प्रवाह शक्ति की गणना करनी होगी। नदी में जल प्रवाह शक्ति की गणना इस प्रकार की जा सकती है: मान लीजिए कि नदी के किसी निश्चित भाग में जल सतह का ढलान H (मीटर) है, और इकाई समय (सेकंड) में नदी के अनुप्रस्थ काट से गुजरने वाले जल की मात्रा H (घन मीटर/सेकंड) है, तो धारा शक्ति जल के भार और ढलान के गुणनफल के बराबर होती है। स्पष्ट है कि पानी की बूंद जितनी अधिक होगी, प्रवाह उतना ही अधिक होगा और पानी के प्रवाह की शक्ति भी उतनी ही अधिक होगी।
2. जलविद्युत स्टेशनों का उत्पादन

एक निश्चित जलस्तर और प्रवाह के तहत, एक जलविद्युत संयंत्र द्वारा उत्पन्न की जा सकने वाली बिजली को जलविद्युत उत्पादन कहा जाता है। स्पष्ट है कि उत्पादन क्षमता टरबाइन से होकर गुजरने वाले जल प्रवाह की शक्ति पर निर्भर करती है। जल ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया में, जल को नदी तल या ऊपर से नीचे की ओर जाते समय रास्ते में आने वाली इमारतों के प्रतिरोध को पार करना पड़ता है। जल टरबाइन, जनरेटर और पारेषण उपकरणों को भी कार्य के दौरान कई प्रतिरोधों का सामना करना पड़ता है। प्रतिरोध को पार करने के लिए कार्य करना आवश्यक है, और जल प्रवाह शक्ति का उपभोग होगा, जो अपरिहार्य है। इसलिए, बिजली उत्पादन के लिए उपयोग की जा सकने वाली जल प्रवाह शक्ति सूत्र द्वारा प्राप्त मान से कम होती है, अर्थात् जलविद्युत संयंत्र का उत्पादन जल प्रवाह शक्ति के गुणनफल के बराबर होना चाहिए, जिसमें एक गुणांक 1 से कम हो। इस गुणांक को जलविद्युत संयंत्र की दक्षता भी कहा जाता है।
किसी जलविद्युत संयंत्र की दक्षता का विशिष्ट मान, भवन और जल टरबाइन, पारेषण उपकरण, जनरेटर आदि से होकर बहने वाले जल में होने वाली ऊर्जा हानि की मात्रा से संबंधित होता है। हानि जितनी अधिक होगी, दक्षता उतनी ही कम होगी। एक छोटे जलविद्युत संयंत्र में, इन हानियों का योग जल प्रवाह की कुल ऊर्जा का लगभग 25-40% होता है। इसका अर्थ यह है कि यदि 100 किलोवाट बिजली उत्पन्न करने योग्य जल प्रवाह जलविद्युत संयंत्र में प्रवेश करता है, तो जनरेटर केवल 60 से 75 किलोवाट बिजली ही उत्पन्न कर पाता है। इस प्रकार, जलविद्युत संयंत्र की दक्षता 60 से 75% के बराबर होती है।

पिछले परिचय से यह स्पष्ट है कि जब विद्युत स्टेशन की प्रवाह दर और जलस्तर का अंतर स्थिर रहता है, तो विद्युत स्टेशन का विद्युत उत्पादन उसकी दक्षता पर निर्भर करता है। व्यवहार में यह सिद्ध हो चुका है कि हाइड्रोलिक टर्बाइन, जनरेटर और पारेषण उपकरणों के प्रदर्शन के अतिरिक्त, भवन निर्माण और उपकरण स्थापना की गुणवत्ता, संचालन और प्रबंधन की गुणवत्ता, तथा विद्युत स्टेशन के डिजाइन की उपयुक्तता जैसे अन्य कारक भी जलविद्युत स्टेशनों की दक्षता को प्रभावित करते हैं। बेशक, इनमें से कुछ कारक प्राथमिक हैं और कुछ द्वितीयक, तथा कुछ परिस्थितियों में प्राथमिक और द्वितीयक कारक एक दूसरे में परिवर्तित भी हो जाते हैं।
हालांकि, कारण चाहे जो भी हो, निर्णायक कारक यह है कि मनुष्य वस्तु नहीं हैं, मशीनें मनुष्यों द्वारा नियंत्रित होती हैं और प्रौद्योगिकी विचार द्वारा संचालित होती है। इसलिए, जलविद्युत संयंत्रों के डिजाइन, निर्माण और उपकरण चयन में, मनुष्य की व्यक्तिपरक भूमिका को पूरी तरह से महत्व देना और जल प्रवाह की ऊर्जा हानि को यथासंभव कम करने के लिए प्रौद्योगिकी में उत्कृष्टता प्राप्त करने का प्रयास करना आवश्यक है। यह उन जलविद्युत संयंत्रों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जहां जल का बहाव अपेक्षाकृत कम होता है। साथ ही, जलविद्युत संयंत्रों के संचालन और प्रबंधन को प्रभावी ढंग से मजबूत करना आवश्यक है, ताकि विद्युत संयंत्रों की दक्षता में सुधार हो, जल संसाधनों का पूर्ण उपयोग हो और छोटे जलविद्युत संयंत्रों को अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने में सक्षम बनाया जा सके।