വാട്ടർ ടർബൈനിന്റെ പ്രയോഗത്തിന്റെ തത്വവും വ്യാപ്തിയും

ജല ടർബൈൻ ദ്രാവക യന്ത്രങ്ങളിലെ ഒരു ടർബോമെഷീനറിയാണ്. ബിസി 100-ൽ തന്നെ, ജല ടർബൈനിന്റെ പ്രോട്ടോടൈപ്പ്, ജലചക്രം പിറന്നു. അക്കാലത്ത്, ധാന്യ സംസ്കരണത്തിനും ജലസേചനത്തിനുമായി യന്ത്രങ്ങൾ ഓടിക്കുക എന്നതായിരുന്നു പ്രധാന ധർമ്മം. ജലപ്രവാഹത്തെ ശക്തിയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു മെക്കാനിക്കൽ ഉപകരണമെന്ന നിലയിൽ ജലചക്രം നിലവിലെ ജല ടർബൈനായി വികസിച്ചു, അതിന്റെ പ്രയോഗ വ്യാപ്തിയും വികസിപ്പിച്ചു. അപ്പോൾ ആധുനിക ജല ടർബൈനുകൾ പ്രധാനമായും എവിടെയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്?
പമ്പ് ചെയ്ത സംഭരണ ​​പവർ സ്റ്റേഷനുകളിലാണ് പ്രധാനമായും ടർബൈനുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. പവർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ലോഡ് അടിസ്ഥാന ലോഡിനേക്കാൾ കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ, അധിക വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദന ശേഷി ഉപയോഗിച്ച് താഴെയുള്ള റിസർവോയറിൽ നിന്ന് മുകളിലേക്ക് പമ്പ് ചെയ്ത് പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജിയുടെ രൂപത്തിൽ ഊർജ്ജം സംഭരിക്കുന്നതിന് ഒരു വാട്ടർ പമ്പായി ഇത് ഉപയോഗിക്കാം; സിസ്റ്റം ലോഡ് അടിസ്ഥാന ലോഡിനേക്കാൾ കൂടുതലാകുമ്പോൾ, ഇത് ഒരു ഹൈഡ്രോളിക് ടർബൈനായി ഉപയോഗിക്കാം, പീക്ക് ലോഡുകൾ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ശുദ്ധമായ പമ്പ് ചെയ്ത സംഭരണ ​​പവർ സ്റ്റേഷന് പവർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ പവർ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല, പക്ഷേ താപ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന യൂണിറ്റുകളുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താനും പവർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താനും ഇതിന് കഴിയും. 1950-കൾ മുതൽ, പമ്പ് ചെയ്ത സംഭരണ ​​യൂണിറ്റുകൾ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള രാജ്യങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി വിലമതിക്കപ്പെടുകയും വേഗത്തിൽ വികസിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.

പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിലോ ഉയർന്ന വാട്ടർ ഹെഡ് ഉള്ളതോ ആയ പമ്പ് ചെയ്ത സ്റ്റോറേജ് യൂണിറ്റുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും മൂന്ന്-മെഷീൻ തരം സ്വീകരിക്കുന്നു, അതായത്, അവ ഒരു ജനറേറ്റർ മോട്ടോർ, ഒരു വാട്ടർ ടർബൈൻ, ഒരു വാട്ടർ പമ്പ് എന്നിവ പരമ്പരയിൽ ചേർന്നതാണ്. ടർബൈനും വാട്ടർ പമ്പും വെവ്വേറെ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നതാണ് ഇതിന്റെ ഗുണം, ഇവയ്ക്ക് ഓരോന്നിനും ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത ഉണ്ടായിരിക്കും, കൂടാതെ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുമ്പോഴും വെള്ളം പമ്പ് ചെയ്യുമ്പോഴും യൂണിറ്റ് ഒരേ ദിശയിൽ കറങ്ങുന്നു, കൂടാതെ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനത്തിൽ നിന്ന് പമ്പിംഗിലേക്കോ പമ്പിംഗിൽ നിന്ന് വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനത്തിലേക്കോ വേഗത്തിൽ പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയും. അതേസമയം, യൂണിറ്റ് ആരംഭിക്കാൻ ടർബൈൻ ഉപയോഗിക്കാം. ചെലവ് കൂടുതലാണെന്നും പവർ സ്റ്റേഷൻ നിക്ഷേപം വലുതാണെന്നും ഇതിന്റെ പോരായ്മയാണ്.
ചരിഞ്ഞ ഫ്ലോ പമ്പ് ടർബൈനിന്റെ റണ്ണറിന്റെ ബ്ലേഡുകൾ തിരിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ വാട്ടർ ഹെഡും ലോഡും മാറുമ്പോഴും ഇതിന് നല്ല പ്രവർത്തന പ്രകടനം ഉണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഹൈഡ്രോളിക് സ്വഭാവസവിശേഷതകളുടെയും മെറ്റീരിയൽ ശക്തിയുടെയും പരിമിതി കാരണം, 1980 കളുടെ തുടക്കത്തിൽ, അതിന്റെ നെറ്റ് ഹെഡ് 136.2 മീറ്റർ മാത്രമായിരുന്നു. (ജപ്പാന്റെ തകാജെൻ ഫസ്റ്റ് പവർ സ്റ്റേഷൻ). ഉയർന്ന ഹെഡുകൾക്ക്, ഫ്രാൻസിസ് പമ്പ് ടർബൈനുകൾ ആവശ്യമാണ്.
പമ്പ് ചെയ്ത സംഭരണ ​​പവർ സ്റ്റേഷനിൽ മുകളിലും താഴെയുമുള്ള ജലസംഭരണികളുണ്ട്. ഒരേ ഊർജ്ജം സംഭരിക്കുന്ന സാഹചര്യത്തിൽ, ലിഫ്റ്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് സംഭരണ ​​ശേഷി കുറയ്ക്കാനും യൂണിറ്റിന്റെ വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കാനും പദ്ധതി ചെലവ് കുറയ്ക്കാനും കഴിയും. അതിനാൽ, 300 മീറ്ററിൽ കൂടുതൽ ഉയരമുള്ള ഹൈ-ഹെഡ് എനർജി സ്റ്റോറേജ് പവർ സ്റ്റേഷൻ വേഗത്തിൽ വികസിച്ചു. ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന വാട്ടർ ഹെഡ് ഉള്ള ഫ്രാൻസിസ് പമ്പ്-ടർബൈൻ യുഗോസ്ലാവിയയിലെ ബൈന ബസ്ത പവർ സ്റ്റേഷനിൽ സ്ഥാപിച്ചു. പ്രവർത്തനക്ഷമമായ വർഷം മുതൽ. 20-ാം നൂറ്റാണ്ട് മുതൽ, ജലവൈദ്യുത യൂണിറ്റുകൾ ഉയർന്ന പാരാമീറ്ററുകളുടെയും വലിയ ശേഷിയുടെയും ദിശയിൽ വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. വൈദ്യുതി സംവിധാനത്തിലെ താപവൈദ്യുത ശേഷിയുടെ വർദ്ധനവും ആണവോർജ്ജ വികസനവും മൂലം, ന്യായമായ പീക്ക് റെഗുലേഷന്റെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനായി, പ്രധാന ജല സംവിധാനങ്ങളിലെ വലിയ തോതിലുള്ള പവർ സ്റ്റേഷനുകൾ ശക്തമായി വികസിപ്പിക്കുന്നതിനോ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനോ പുറമേ, ലോകമെമ്പാടുമുള്ള രാജ്യങ്ങൾ പമ്പ് ചെയ്ത സംഭരണ ​​പവർ സ്റ്റേഷനുകൾ സജീവമായി നിർമ്മിക്കുന്നു, ഇത് പമ്പ്-ടർബൈനുകളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

ജലപ്രവാഹത്തിന്റെ ഊർജ്ജത്തെ ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന ഒരു പവർ മെഷീൻ എന്ന നിലയിൽ, ഒരു ഹൈഡ്രോ ടർബൈൻ ഒരു ഹൈഡ്രോ-ജനറേറ്റർ സെറ്റിന്റെ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത ഭാഗമാണ്. ഇക്കാലത്ത്, പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണത്തിന്റെ പ്രശ്നം കൂടുതൽ കൂടുതൽ ഗുരുതരമാവുകയാണ്, കൂടാതെ ശുദ്ധമായ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്ന ജലവൈദ്യുതിയുടെ പ്രയോഗവും പ്രോത്സാഹനവും വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. വിവിധ ഹൈഡ്രോളിക് വിഭവങ്ങൾ പൂർണ്ണമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനായി, വേലിയേറ്റങ്ങൾ, വളരെ കുറഞ്ഞ വീഴ്ചയും തിരമാലകളും ഉള്ള സമതല നദികൾ എന്നിവയും വ്യാപകമായ ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു, ഇത് ട്യൂബുലാർ ടർബൈനുകളുടെയും മറ്റ് ചെറിയ യൂണിറ്റുകളുടെയും ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനത്തിന് കാരണമായി.