របៀបដែលរោងចក្រវារីអគ្គិសនី និងម៉ាស៊ីនបង្កើតទុរប៊ីនទឹកដំណើរការ

នៅទូទាំងពិភពលោក រោងចក្រវារីអគ្គីសនីផលិតបានប្រហែល 24 ភាគរយនៃថាមពលអគ្គីសនីរបស់ពិភពលោក ហើយផ្គត់ផ្គង់ថាមពលដល់មនុស្សជាង 1 ពាន់លាននាក់។ យោងតាមមន្ទីរពិសោធន៍ថាមពលកកើតឡើងវិញជាតិបានឱ្យដឹងថា រោងចក្រថាមពលវារីអគ្គិសនីរបស់ពិភពលោកផលិតបានសរុបចំនួន 675,000 មេហ្គាវ៉ាត់ ដែលជាថាមពលស្មើនឹង 3.6 ពាន់លានបារ៉ែលនៃប្រេង។ មានរោងចក្រវារីអគ្គីសនីជាង 2,000 ដែលកំពុងដំណើរការនៅក្នុងសហរដ្ឋអាមេរិក ដែលធ្វើឱ្យវារីអគ្គិសនីក្លាយជាប្រភពថាមពលកកើតឡើងវិញដ៏ធំបំផុតរបស់ប្រទេស។
នៅក្នុងអត្ថបទនេះ យើងនឹងពិនិត្យមើលពីរបៀបដែលទឹកធ្លាក់បង្កើតថាមពល និងរៀនអំពីវដ្តនៃធារាសាស្ត្រដែលបង្កើតលំហូរទឹកចាំបាច់សម្រាប់វារីអគ្គិសនី។ អ្នក​ក៏​នឹង​ទទួល​បាន​ការ​មើល​ឃើញ​ផង​ដែរ​នូវ​ការ​ប្រើ​ប្រាស់​តែ​មួយ​គត់​នៃ​វារី​អគ្គិសនី​ដែល​អាច​នឹង​មាន​ឥទ្ធិពល​លើ​ជីវិត​ប្រចាំ​ថ្ងៃ​របស់​អ្នក។
ពេល​មើល​ទឹក​ទន្លេ​រំកិល​ទៅ​មក វា​ពិបាក​នឹង​ស្រមៃ​មើល​ពី​កម្លាំង​ដែល​វា​កំពុង​ដឹក។ ប្រសិនបើអ្នកធ្លាប់ជិះក្បូនទឹកពណ៌ស នោះអ្នកមានអារម្មណ៍ថាផ្នែកតូចមួយនៃថាមពលរបស់ទន្លេ។ ទឹកជ្រោះពណ៌សត្រូវបានបង្កើតឡើងជាទន្លេ ដែលផ្ទុកបរិមាណទឹកយ៉ាងច្រើនចុះពីចំណោត រាំងស្ទះតាមរយៈផ្លូវតូចចង្អៀត។ នៅពេលដែលទន្លេត្រូវបានបង្ខំឱ្យឆ្លងកាត់ការបើកនេះ លំហូររបស់វាលឿន។ ទឹកជំនន់គឺជាឧទាហរណ៍មួយទៀត នៃបរិមាណទឹកដ៏ច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់ដែលអាចមាន។

រោងចក្រថាមពលវារីអគ្គិសនីប្រើប្រាស់ថាមពលរបស់ទឹក ហើយប្រើមេកានិចសាមញ្ញដើម្បីបំប្លែងថាមពលនោះទៅជាអគ្គិសនី។ រោងចក្រថាមពលវារីអគ្គិសនីគឺពិតជាផ្អែកលើគំនិតសាមញ្ញជាង — ទឹកដែលហូរកាត់ទំនប់វារីអគ្គិសនីប្រែទៅជាទួរប៊ីនដែលប្រែទៅជាម៉ាស៊ីនភ្លើង។
នេះគឺជាធាតុផ្សំជាមូលដ្ឋាននៃរោងចក្រវារីអគ្គីសនីធម្មតា៖
អ័ក្សដែលភ្ជាប់ទួរប៊ីននិងម៉ាស៊ីនភ្លើង
ទំនប់ - រោងចក្រវារីអគ្គីសនីភាគច្រើនពឹងផ្អែកលើទំនប់ដែលទប់ទឹក បង្កើតជាអាងស្តុកទឹកដ៏ធំមួយ។ ជាញឹកញាប់ អាងស្តុកទឹកនេះត្រូវបានប្រើជាបឹងកម្សាន្ត ដូចជាបឹង Roosevelt នៅទំនប់ Grand Coulee ក្នុងរដ្ឋ Washington។
ច្រកចូល - ច្រកទ្វារនៅលើទំនប់បើកហើយទំនាញទាញទឹកតាមរយៈ penstock ដែលជាបំពង់ដែលនាំទៅទួរប៊ីន។ ទឹកបង្កើតសម្ពាធនៅពេលវាហូរតាមបំពង់នេះ។
ទួរប៊ីន (Turbine) - ទឹកវាយលុក និងបង្វែរក្បាលម៉ាស៊ីនទួរប៊ីនធំៗ ដែលត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងម៉ាស៊ីនភ្លើងនៅពីលើវាដោយផ្លុំ។ ប្រភេទទួរប៊ីនទូទៅបំផុតសម្រាប់រោងចក្រវារីអគ្គីសនីគឺ ទួរប៊ីន Francis ដែលមើលទៅដូចជាឌីសធំដែលមានដាវកោង។ យោងតាមមូលនិធិសម្រាប់ការអប់រំទឹក និងថាមពល (FWEE) បានឱ្យដឹងថា ទួរប៊ីនមួយអាចមានទម្ងន់ដល់ទៅ 172 តោន ហើយវិលក្នុងអត្រា 90 បដិវត្តន៍ក្នុងមួយនាទី (rpm) ។
ម៉ាស៊ីនភ្លើង - នៅពេលដែលស្លាបចក្រទួរប៊ីនបង្វិល ដូច្នេះធ្វើមេដែកជាបន្តបន្ទាប់នៅខាងក្នុងម៉ាស៊ីនភ្លើង។ មេដែកយក្សបង្វិលខ្សែស្ពាន់ពីមុន បង្កើតចរន្តឆ្លាស់ (AC) ដោយផ្លាស់ទីអេឡិចត្រុង។ (អ្នកនឹងស្វែងយល់បន្ថែមអំពីរបៀបដែលម៉ាស៊ីនភ្លើងដំណើរការនៅពេលក្រោយ។ )
Transformer - Transformer នៅខាងក្នុងផ្ទះថាមពលយក AC ហើយបំប្លែងវាទៅជាចរន្តវ៉ុលខ្ពស់ជាង។
ខ្សែថាមពល - ចេញពីគ្រប់រោងចក្រថាមពលមានខ្សភ្លើងចំនួនបួន៖ ដំណាក់កាលទាំងបីនៃថាមពលដែលត្រូវបានផលិតក្នុងពេលដំណាលគ្នា បូកនឹងអព្យាក្រឹត ឬដីធម្មតាសម្រាប់ទាំងបី។ (សូមអានពីរបៀបដែលបណ្តាញចែកចាយថាមពលដំណើរការ ដើម្បីស្វែងយល់បន្ថែមអំពីការបញ្ជូនខ្សែថាមពល។ )
ទឹកហូរចេញ - ទឹកដែលប្រើរួចត្រូវបានដឹកតាមបំពង់ ហៅថា កន្ទុយត្រី ហើយចូលទន្លេចុះក្រោម។
ទឹកនៅក្នុងអាងស្តុកទឹកត្រូវបានចាត់ទុកថាជាថាមពលដែលបានរក្សាទុក។ នៅពេលដែលទ្វារបើក ទឹកដែលហូរតាមរន្ធ Penstock ក្លាយជាថាមពល kinetic ព្រោះវាមានចលនា។ បរិមាណអគ្គីសនីដែលត្រូវបានបង្កើតត្រូវបានកំណត់ដោយកត្តាជាច្រើន។ កត្តាពីរក្នុងចំនោមកត្តាទាំងនោះគឺបរិមាណនៃលំហូរទឹក និងបរិមាណក្បាលធារាសាស្ត្រ។ ក្បាលសំដៅទៅលើចំងាយរវាងផ្ទៃទឹក និងទួរប៊ីន។ នៅពេលដែលក្បាលនិងលំហូរកើនឡើង ចរន្តអគ្គិសនីដែលបង្កើតក៏ដូចគ្នាដែរ។ ក្បាលជាធម្មតាពឹងផ្អែកលើបរិមាណទឹកនៅក្នុងអាងស្តុកទឹក។
មាន​រោងចក្រ​វារី​អគ្គិសនី​មួយ​ប្រភេទ​ទៀត​ហៅ​ថា​រោងចក្រ​បូម​ស្តុក។ នៅក្នុងរោងចក្រវារីអគ្គីសនីធម្មតា ទឹកពីអាងស្តុកទឹកហូរតាមរោងចក្រ ចេញ និងហូរចុះក្រោម។ រោងចក្របូមទឹកមានអាងស្តុកទឹកពីរ៖

អាងស្តុកទឹកខាងលើ - ដូចរោងចក្រវារីអគ្គីសនីធម្មតា ទំនប់បង្កើតអាងស្តុកទឹក។ ទឹកនៅក្នុងអាងស្តុកទឹកនេះហូរកាត់រោងចក្រវារីអគ្គិសនីដើម្បីបង្កើតអគ្គិសនី។
អាងស្តុកទឹកខាងក្រោម - ទឹកដែលចេញពីរោងចក្រវារីអគ្គីសនីហូរចូលទៅក្នុងអាងស្តុកទឹកខាងក្រោម ជាជាងចូលទន្លេវិញ ហើយហូរចុះទៅក្រោម។
ដោយប្រើទួរប៊ីនបញ្ច្រាស រោងចក្រនេះអាចបូមទឹកត្រឡប់ទៅអាងស្តុកទឹកខាងលើវិញ។ នេះត្រូវបានធ្វើនៅក្នុងម៉ោងក្រៅម៉ោង។ សំខាន់ អាងស្តុកទឹកទីពីរ បំពេញអាងខាងលើ។ តាមរយៈការបូមទឹកត្រឡប់ទៅអាងស្តុកទឹកខាងលើ រោងចក្រមានទឹកបន្ថែមទៀតដើម្បីបង្កើតអគ្គិសនីក្នុងអំឡុងពេលនៃការប្រើប្រាស់ខ្ពស់បំផុត។

ម៉ាស៊ីនភ្លើង
បេះដូងនៃរោងចក្រវារីអគ្គីសនីគឺជាម៉ាស៊ីនភ្លើង។ រោងចក្រវារីអគ្គីសនីភាគច្រើនមានម៉ាស៊ីនភ្លើងទាំងនេះ។
ម៉ាស៊ីនភ្លើង ដូចដែលអ្នកអាចទាយបាន បង្កើតចរន្តអគ្គិសនី។ ដំណើរការជាមូលដ្ឋាននៃការបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីក្នុងលក្ខណៈនេះគឺការបង្វិលមេដែកជាបន្តបន្ទាប់នៅខាងក្នុងខ្សភ្លើង។ ដំណើរការនេះផ្លាស់ទីអេឡិចត្រុងដែលបង្កើតចរន្តអគ្គិសនី។
ទំនប់ Hoover មានម៉ាស៊ីនភ្លើងសរុបចំនួន 17 ដែលម៉ាស៊ីននីមួយៗអាចផលិតបានរហូតដល់ 133 មេហ្គាវ៉ាត់។ សមត្ថភាពសរុបរបស់រោងចក្រវារីអគ្គិសនី Hoover Dam គឺ 2,074 មេហ្គាវ៉ាត់។ ម៉ាស៊ីនភ្លើងនីមួយៗត្រូវបានផលិតចេញពីផ្នែកមូលដ្ឋានមួយចំនួន៖

នៅពេលដែលទួរប៊ីនវិលនោះ excitor បញ្ជូនចរន្តអគ្គិសនីទៅ rotor ។ rotor គឺជាស៊េរីនៃអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកដ៏ធំដែលវិលនៅខាងក្នុងខ្សែស្ពាន់ដែលមានរបួសយ៉ាងតឹងរ៉ឹង ហៅថា stator ។ ដែនម៉ាញេទិចរវាងឧបករណ៏ និងមេដែកបង្កើតចរន្តអគ្គិសនី។
នៅក្នុងទំនប់ Hoover ចរន្ត 16,500 amps ផ្លាស់ទីពីម៉ាស៊ីនភ្លើងទៅ transformer ដែលចរន្តកើនឡើងដល់ 230,000 amps មុនពេលបញ្ជូន។
រោងចក្រវារីអគ្គីសនីទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីដំណើរការបន្តដែលកើតឡើងដោយធម្មជាតិ - ដំណើរការដែលបណ្តាលឱ្យមានភ្លៀងធ្លាក់ និងទឹកទន្លេកើនឡើង។ ជារៀងរាល់ថ្ងៃ ភពផែនដីរបស់យើងបាត់បង់បរិមាណទឹកតិចតួចតាមរយៈបរិយាកាស ដោយសារកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេបំបែកម៉ូលេគុលទឹកដាច់ពីគ្នា។ ប៉ុន្តែក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ទឹកថ្មីត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីផ្នែកខាងក្នុងនៃផែនដី តាមរយៈសកម្មភាពភ្នំភ្លើង។ បរិមាណទឹកដែលបានបង្កើតនិងបរិមាណទឹកដែលបាត់បង់គឺប្រហែលដូចគ្នា។
នៅពេលណាមួយ បរិមាណទឹកសរុបរបស់ពិភពលោកមានទម្រង់ផ្សេងៗគ្នា។ វាអាចជារាវ ដូចជានៅក្នុងមហាសមុទ្រ ទន្លេ និងភ្លៀង។ រឹងដូចនៅក្នុងផ្ទាំងទឹកកក; ឬឧស្ម័ន ដូចជានៅក្នុងចំហាយទឹកដែលមើលមិនឃើញនៅក្នុងខ្យល់។ ទឹកផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាពនៅពេលដែលវាត្រូវបានផ្លាស់ទីជុំវិញភពផែនដីដោយចរន្តខ្យល់។ ចរន្តខ្យល់ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសកម្មភាពកំដៅនៃព្រះអាទិត្យ។ វដ្តចរន្តអាកាសត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយព្រះអាទិត្យដែលចាំងពន្លឺនៅលើខ្សែអេក្វាទ័រជាងតំបន់ផ្សេងទៀតនៃភពផែនដី។

វដ្តចរន្តខ្យល់ជំរុញការផ្គត់ផ្គង់ទឹករបស់ផែនដីតាមរយៈវដ្ដរបស់វា ហៅថា វដ្ដធារាសាស្ត្រ។ នៅពេលដែលព្រះអាទិត្យកំដៅទឹករាវ ទឹកហួតទៅជាចំហាយទឹកនៅលើអាកាស។ ព្រះអាទិត្យកំដៅខ្យល់ដែលបណ្តាលឱ្យខ្យល់កើនឡើងនៅក្នុងបរិយាកាស។ ខ្យល់​កាន់តែ​ត្រជាក់​ឡើង​ខ្ពស់ ដូច្នេះ​នៅពេល​ចំហាយ​ទឹក​កើនឡើង វា​ត្រជាក់​ចុះ​ឡើង​ជា​ដំណក់ទឹក​។ នៅពេលដែលដំណក់ទឹកគ្រប់គ្រាន់កកកុញនៅក្នុងតំបន់មួយ នោះដំណក់ទឹកអាចធ្ងន់ល្មមនឹងធ្លាក់មកផែនដីវិញដូចទឹកភ្លៀង។
វដ្ដធារាសាស្ត្រមានសារៈសំខាន់ចំពោះរោងចក្រវារីអគ្គីសនីព្រោះវាពឹងផ្អែកលើលំហូរទឹក។ បើ​មាន​ភ្លៀង​ធ្លាក់​នៅ​ជិត​រោងចក្រ ទឹក​នឹង​មិន​ប្រមូល​ផ្តុំ​នៅ​ខាង​លើ​ទេ។ ដោយ​គ្មាន​ទឹក​ប្រមូល​ផ្តុំ​ឡើង​ទេ ទឹក​តិច​ហូរ​កាត់​រោងចក្រ​វារី​អគ្គិសនី ហើយ​អគ្គិសនី​តិច​ត្រូវ​បាន​បង្កើត​ឡើង។
គំនិតជាមូលដ្ឋាននៃថាមពលវារីអគ្គិសនីគឺត្រូវប្រើថាមពលនៃអង្គធាតុរាវផ្លាស់ទីដើម្បីបង្វែរក្បាលម៉ាស៊ីនទួរប៊ីន។ ជាធម្មតា ទំនប់ដ៏ធំមួយត្រូវសាងសង់នៅកណ្តាលទន្លេ ដើម្បីបំពេញមុខងារនេះ។ ការច្នៃប្រឌិតថ្មីមួយកំពុងទាញយកប្រយោជន៍ពីគំនិតនៃថាមពលវារីអគ្គិសនីក្នុងទំហំតូចជាងនេះ ដើម្បីផ្តល់ថាមពលអគ្គិសនីសម្រាប់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកចល័ត។

អ្នកបង្កើតលោក Robert Komarechka នៃរដ្ឋ Ontario ប្រទេសកាណាដា បានបង្កើតគំនិតនៃការដាក់ម៉ាស៊ីនភ្លើងវារីអគ្គិសនីតូចៗទៅក្នុងបាតស្បែកជើង។ គាត់ជឿថា មីក្រូទួរប៊ីនទាំងនេះនឹងបង្កើតថាមពលអគ្គិសនីគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីផ្តល់ថាមពលដល់ឧបករណ៍ស្ទើរតែទាំងអស់។ នៅខែឧសភាឆ្នាំ 2001 Komarechka បានទទួលប៉ាតង់សម្រាប់ឧបករណ៍ដើរដោយជើងតែមួយគត់របស់គាត់។
មានគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋានមួយចំពោះរបៀបដែលយើងដើរ៖ ជើងធ្លាក់ពីកែងជើងទៅចុងជើងក្នុងអំឡុងពេលជំហាននីមួយៗ។ នៅពេលដែលជើងរបស់អ្នកចុះមកដី កម្លាំងត្រូវបានទម្លាក់តាមកែងជើងរបស់អ្នក។ នៅពេលអ្នករៀបចំសម្រាប់ជំហានបន្ទាប់របស់អ្នក អ្នករមៀលជើងរបស់អ្នកទៅមុខ ដូច្នេះកម្លាំងត្រូវបានផ្ទេរទៅបាល់នៃជើងរបស់អ្នក។ ជាក់ស្តែង Komarechka បានកត់សម្គាល់ពីគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃការដើរនេះហើយបានបង្កើតគំនិតមួយដើម្បីប្រើប្រាស់ថាមពលនៃសកម្មភាពប្រចាំថ្ងៃនេះ។
មានប្រាំផ្នែកនៃ "ស្បែកជើងជាមួយការផ្គុំម៉ាស៊ីនភ្លើងវារីអគ្គិសនី" របស់ Komarechka ដូចដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងប៉ាតង់របស់វា៖

អង្គធាតុរាវ - ប្រព័ន្ធនឹងប្រើអង្គធាតុរាវដែលមានចរន្តអគ្គិសនី។
ថង់សម្រាប់ផ្ទុកសារធាតុរាវ - ថង់មួយត្រូវបានដាក់នៅកែងជើង និងមួយទៀតនៅផ្នែកម្រាមជើងនៃស្បែកជើង។
Conduits - បំពង់តភ្ជាប់ថង់នីមួយៗទៅនឹង microgenerator ។
ទួរប៊ីន - នៅពេលដែលទឹកផ្លាស់ទីទៅក្រោយនៅក្នុងតែមួយគត់ វាផ្លាស់ទី blades នៃទួរប៊ីនតូចមួយ។
Microgenerator - ម៉ាស៊ីនភ្លើងស្ថិតនៅចន្លោះថង់ដែលពោរពេញដោយសារធាតុរាវពីរ ហើយរួមបញ្ចូល vane rotor ដែលរុញច្រាន និងបង្វែរម៉ាស៊ីនភ្លើង។
នៅពេលដែលមនុស្សម្នាក់ដើរ ការបង្ហាប់នៃសារធាតុរាវនៅក្នុងថង់ដែលមានទីតាំងនៅកែងជើងរបស់ស្បែកជើងនឹងបង្ខំសារធាតុរាវតាមរយៈបំពង់ និងចូលទៅក្នុងម៉ូឌុលបង្កើតវារីអគ្គិសនី។ នៅពេលដែលអ្នកប្រើប្រាស់បន្តដើរ កែងជើងនឹងត្រូវបានលើក ហើយសម្ពាធចុះក្រោមនឹងត្រូវបានដាក់នៅលើថង់ក្រោមបាល់នៃជើងរបស់មនុស្ស។ ចលនានៃអង្គធាតុរាវនឹងបង្វិល rotor និង shaft ដើម្បីផលិតអគ្គិសនី។

រន្ធខាងក្រៅនឹងត្រូវបានផ្តល់ជូនដើម្បីភ្ជាប់ខ្សែទៅឧបករណ៍ចល័ត។ ឯកតាទិន្នផលគ្រប់គ្រងថាមពលក៏អាចត្រូវបានផ្តល់ជូនដើម្បីពាក់នៅលើខ្សែក្រវ៉ាត់របស់អ្នកប្រើប្រាស់ផងដែរ។ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកអាចភ្ជាប់ទៅអង្គភាពទិន្នផលគ្រប់គ្រងថាមពលនេះ ដែលនឹងផ្តល់ការផ្គត់ផ្គង់អគ្គិសនីថេរ។
ប៉ាតង់អានថា "ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនឧបករណ៍ចល័តដែលដើរដោយថាមពលថ្ម" វាមានតម្រូវការកាន់តែច្រើនឡើងក្នុងការផ្តល់នូវប្រភពអគ្គិសនីដែលប្រើប្រាស់បានយូរ សម្របខ្លួន និងមានប្រសិទ្ធភាព។ Komarechka រំពឹងថាឧបករណ៍របស់គាត់នឹងត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការផ្តល់ថាមពលដល់កុំព្យូទ័រចល័ត ទូរស័ព្ទដៃ ម៉ាស៊ីនចាក់ស៊ីឌី ឧបករណ៍ទទួល GPS និងវិទ្យុពីរផ្លូវ។