लघु जलविद्युत उत्पादन – स्वच्छ ऊर्जा से अधिक लोगों को लाभ पहुंचाना

जलविद्युत उत्पादन, नवीकरणीय, प्रदूषण-मुक्त और स्वच्छ ऊर्जा स्रोत के रूप में, लंबे समय से लोगों द्वारा सराहा जाता रहा है। आजकल, विश्वभर में बड़े और मध्यम आकार के जलविद्युत संयंत्र व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और अपेक्षाकृत परिपक्व नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियां हैं। उदाहरण के लिए, चीन में स्थित थ्री गॉर्जेस जलविद्युत संयंत्र विश्व का सबसे बड़ा जलविद्युत संयंत्र है। हालांकि, बड़े और मध्यम आकार के जलविद्युत संयंत्रों का पर्यावरण पर कई नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जैसे कि बांधों द्वारा प्राकृतिक नदियों के सुचारू प्रवाह में रुकावट, गाद के बहाव में अवरोध और पारिस्थितिकी तंत्र में परिवर्तन। जलविद्युत संयंत्रों के निर्माण के लिए बड़े पैमाने पर भूमि जलमग्न करने की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में लोग विस्थापित होते हैं।
ऊर्जा के एक नए स्रोत के रूप में, लघु जलविद्युत का पारिस्थितिक पर्यावरण पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, और इसलिए लोग इसे तेजी से महत्व दे रहे हैं। लघु जलविद्युत स्टेशन, बड़े और मध्यम आकार के जलविद्युत स्टेशनों की तरह ही, जलविद्युत संयंत्र हैं। आमतौर पर "लघु जलविद्युत" से तात्पर्य बहुत कम स्थापित क्षमता वाले जलविद्युत स्टेशनों या जलविद्युत संयंत्रों और विद्युत प्रणालियों से है, और इनकी स्थापित क्षमता प्रत्येक देश की राष्ट्रीय परिस्थितियों के अनुसार भिन्न होती है।
चीन में, "लघु जलविद्युत" से तात्पर्य 25 मेगावाट या उससे कम की स्थापित क्षमता वाले जलविद्युत संयंत्रों और सहायक स्थानीय विद्युत ग्रिडों से है, जिनका वित्तपोषण और संचालन स्थानीय, सामूहिक या व्यक्तिगत संस्थाओं द्वारा किया जाता है। लघु जलविद्युत कार्बन रहित स्वच्छ ऊर्जा की श्रेणी में आता है, जिसमें संसाधनों की कमी की समस्या नहीं होती और यह पर्यावरण प्रदूषण का कारण नहीं बनता। यह चीन की सतत विकास रणनीति के कार्यान्वयन का एक अनिवार्य घटक है।

स्थानीय परिस्थितियों के अनुरूप लघु जलविद्युत जैसी नवीकरणीय ऊर्जा का विकास करना और जलविद्युत संसाधनों को उच्च गुणवत्ता वाली बिजली में परिवर्तित करना राष्ट्रीय आर्थिक और सामाजिक विकास सुनिश्चित करने, लोगों के जीवन स्तर में सुधार करने, बिजली से वंचित क्षेत्रों और बिजली की कमी वाले क्षेत्रों में बिजली की खपत की समस्या का समाधान करने, नदी प्रबंधन, पारिस्थितिक सुधार, पर्यावरण संरक्षण और स्थानीय सामाजिक-आर्थिक विकास को बढ़ावा देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है।
चीन में लघु जलविद्युत संसाधनों का प्रचुर भंडार है, जिसका सैद्धांतिक अनुमानित भंडार 15 करोड़ किलोवाट है और विकास के लिए संभावित स्थापित क्षमता 70,000 मेगावाट से अधिक है। कम कार्बन पर्यावरण संरक्षण, ऊर्जा संरक्षण और उत्सर्जन में कमी तथा सतत विकास के संदर्भ में ऊर्जा संरचना में सुधार के लिए लघु जलविद्युत का जोरदार विकास करना एक अनिवार्य विकल्प है। जल संसाधन मंत्रालय की योजना के अनुसार, 2020 तक चीन 5 करोड़ किलोवाट से अधिक की स्थापित क्षमता वाले 10 लघु जलविद्युत प्रांत, 20 लाख किलोवाट से अधिक की स्थापित क्षमता वाले 100 बड़े लघु जलविद्युत केंद्र और 1 लाख किलोवाट से अधिक की स्थापित क्षमता वाले 300 लघु जलविद्युत जिले स्थापित करेगा। जल संसाधन मंत्रालय की योजना के अनुसार, 2023 तक लघु जलविद्युत उत्पादन न केवल 2020 के लक्ष्य को प्राप्त करेगा, बल्कि इस आधार पर और भी अधिक विकास करेगा।
एक जलविद्युत ऊर्जा स्टेशन एक ऐसी विद्युत उत्पादन प्रणाली है जो जल टरबाइन के माध्यम से जल ऊर्जा को विद्युत में परिवर्तित करती है, और जल टरबाइन जनरेटर सेट छोटे जलविद्युत प्रणालियों में ऊर्जा रूपांतरण प्राप्त करने के लिए मुख्य उपकरण है। जलविद्युत जनरेटर सेट की ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित किया गया है।
पहले चरण में जल की स्थितिज ऊर्जा को जल टरबाइन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। विभिन्न ऊँचाइयों और भूभागों पर जल प्रवाह की स्थितिज ऊर्जा भिन्न-भिन्न होती है। जब किसी ऊँची जगह से आने वाला जल प्रवाह किसी निचली जगह पर स्थित टरबाइन से टकराता है, तो जल स्तर में परिवर्तन से उत्पन्न स्थितिज ऊर्जा टरबाइन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
दूसरे चरण में, जल टरबाइन की यांत्रिक ऊर्जा को पहले विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जिसे फिर पावर ग्रिड की ट्रांसमिशन लाइनों के माध्यम से विद्युत उपकरणों तक पहुंचाया जाता है। जल प्रवाह से प्रभावित होकर, जल टरबाइन समाक्षीय रूप से जुड़े जनरेटर को घुमाता है। घूमता हुआ जनरेटर रोटर उत्तेजना चुंबकीय क्षेत्र को घुमाता है, और जनरेटर की स्टेटर वाइंडिंग उत्तेजना चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को काटकर प्रेरित विद्युत-प्रेरक बल उत्पन्न करती है। एक ओर, यह विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है, और दूसरी ओर, रोटर पर घूर्णन की विपरीत दिशा में विद्युत चुम्बकीय ब्रेकिंग टॉर्क उत्पन्न करता है। जल प्रवाह लगातार जल टरबाइन उपकरण से टकराता है, और जल प्रवाह से प्राप्त घूर्णी टॉर्क जनरेटर रोटर में उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय ब्रेकिंग टॉर्क पर हावी हो जाता है। जब दोनों संतुलन में आ जाते हैं, तो जल टरबाइन इकाई स्थिर गति से काम करके स्थिर रूप से बिजली उत्पन्न करती है और ऊर्जा रूपांतरण पूरा करती है।

जलविद्युत जनरेटर सेट एक महत्वपूर्ण ऊर्जा रूपांतरण उपकरण है जो पानी की स्थितिज ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। इसमें आमतौर पर एक जल टरबाइन, जनरेटर, गति नियंत्रक, उत्तेजना प्रणाली, शीतलन प्रणाली और विद्युत संयंत्र नियंत्रण उपकरण शामिल होते हैं। एक विशिष्ट जलविद्युत जनरेटर सेट में मुख्य उपकरणों के प्रकार और कार्यों का संक्षिप्त परिचय इस प्रकार है:
1) जल टरबाइन। जल टरबाइन के दो सामान्य रूप से उपयोग किए जाते हैं: आवेग और प्रतिक्रियाशील।
2) जनरेटर। अधिकांश जनरेटर विद्युत रूप से उत्तेजित सिंक्रोनस जनरेटर का उपयोग करते हैं।
3) उत्तेजना प्रणाली। चूंकि जनरेटर आम तौर पर विद्युत रूप से उत्तेजित सिंक्रोनस जनरेटर होते हैं, इसलिए विद्युत ऊर्जा की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए वोल्टेज विनियमन, सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति विनियमन प्राप्त करने हेतु डीसी उत्तेजना प्रणाली को नियंत्रित करना आवश्यक है।
4) गति विनियमन एवं नियंत्रण उपकरण (जिसमें गति नियामक और तेल दाब उपकरण शामिल हैं)। गवर्नर का उपयोग जल टरबाइन की गति को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, ताकि उत्पादित विद्युत ऊर्जा की आवृत्ति बिजली आपूर्ति की आवश्यकताओं को पूरा करे।
5) शीतलन प्रणाली। छोटे हाइड्रो जनरेटर मुख्य रूप से वायु शीतलन का उपयोग करते हैं, जिसमें ऊष्मा को दूर करने और जनरेटर के स्टेटर, रोटर और लौह कोर की सतह को ठंडा करने में मदद करने के लिए वेंटिलेशन प्रणाली का उपयोग किया जाता है।
6) ब्रेकिंग डिवाइस। एक निश्चित मान से अधिक रेटेड क्षमता वाले हाइड्रोलिक जनरेटर ब्रेकिंग डिवाइस से सुसज्जित होते हैं।
7) विद्युत संयंत्र नियंत्रण उपकरण। अधिकांश विद्युत स्टेशन नियंत्रण उपकरण जलविद्युत उत्पादन के ग्रिड कनेक्शन, आवृत्ति विनियमन, वोल्टेज विनियमन, शक्ति कारक विनियमन, सुरक्षा और संचार जैसे कार्यों को प्राप्त करने के लिए कंप्यूटर डिजिटल नियंत्रण को अपनाते हैं।

छोटे जलविद्युत संयंत्रों को केंद्रित जलस्तर की विधि के आधार पर मोड़ प्रकार, बांध प्रकार और संकर प्रकार में विभाजित किया जा सकता है। चीन में अधिकांश छोटे जलविद्युत संयंत्र अपेक्षाकृत किफायती मोड़ प्रकार के छोटे जलविद्युत संयंत्र हैं।
लघु जलविद्युत उत्पादन की विशेषताएँ हैं: छोटे स्टेशन का निर्माण, सरल इंजीनियरिंग, उपकरणों की आसान खरीद, और मूलतः स्वयं का उपयोग, यानी स्टेशन से दूर स्थानों तक बिजली का संचरण न करना; लघु जलविद्युत ग्रिड की क्षमता कम होती है, और बिजली उत्पादन क्षमता भी कम होती है। लघु जलविद्युत उत्पादन की स्थानीय और व्यापक उपयोगिता प्रबल होती है।
स्वच्छ ऊर्जा स्रोत के रूप में, लघु जलविद्युत ने चीन में समाजवादी नए ऊर्जा गांवों के निर्माण में योगदान दिया है। हमारा मानना ​​है कि लघु जलविद्युत और ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी का संयोजन भविष्य में लघु जलविद्युत के विकास को और भी अधिक आकर्षक बनाएगा!