ഒരു ഫ്രാൻസിസ് ടർബൈൻ ജനറേറ്റർ എങ്ങനെ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാം.

കപ്ലാൻ, പെൽട്ടൺ, ഫ്രാൻസിസ് ടർബൈനുകൾ എന്നിവയാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായ ജല ടർബൈനുകൾ, ഗതികോർജ്ജത്തെയും സാധ്യതയുള്ള ഊർജ്ജത്തെയും ജലവൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റാൻ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു വലിയ റോട്ടറി യന്ത്രമാണ്. ജലചക്രത്തിന്റെ ഈ ആധുനിക തുല്യതകൾ 135 വർഷത്തിലേറെയായി വ്യാവസായിക വൈദ്യുതി ഉൽപാദനത്തിനും അടുത്തിടെ ജലവൈദ്യുത ഊർജ്ജ ഉൽപാദനത്തിനും ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു.

ഇന്ന് വാട്ടർ ടർബൈനുകൾ എന്തിനൊക്കെയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്?
ഇന്ന്, ലോകത്തിലെ വൈദ്യുതി ഉൽപാദനത്തിന്റെ 16% ജലവൈദ്യുതിയിൽ നിന്നാണ് ലഭിക്കുന്നത്. പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിൽ, വൈദ്യുത ഗ്രിഡുകൾ വ്യാപകമാകുന്നതിന് മുമ്പ്, വ്യാവസായിക വൈദ്യുതിക്കായി ജല ടർബൈനുകൾ പ്രധാനമായും ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. നിലവിൽ, അവ വൈദ്യുതോർജ്ജ ഉൽപാദനത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ അണക്കെട്ടുകളിലോ കനത്ത ജലപ്രവാഹം സംഭവിക്കുന്ന പ്രദേശങ്ങളിലോ ഇവ കാണാം.
ആഗോളതലത്തിൽ ഊർജ്ജ ആവശ്യകത അതിവേഗം വർദ്ധിക്കുന്നതും കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം, ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ശോഷണം തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങളും കണക്കിലെടുത്ത്, ലോകമെമ്പാടും ഒരു തരം ഹരിത ഊർജ്ജമെന്ന നിലയിൽ ജലവൈദ്യുതിക്ക് വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്താനുള്ള കഴിവുണ്ട്. പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവും ശുദ്ധവുമായ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾക്കായുള്ള അന്വേഷണം തുടരുമ്പോൾ, ഫ്രാൻസിസ് ടർബൈനുകൾ വരും വർഷങ്ങളിൽ വളരെ ജനപ്രിയവും കൂടുതൽ സ്വീകാര്യവുമായ ഒരു പരിഹാരമായി മാറിയേക്കാം.

വാട്ടർ ടർബൈനുകൾ എങ്ങനെയാണ് വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത്?
പ്രകൃതിദത്തമായോ കൃത്രിമമായോ ഒഴുകുന്ന വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ജല സമ്മർദ്ദമാണ് വാട്ടർ ടർബൈനുകളുടെ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായി നിലനിൽക്കുന്നത്. ഈ ഊർജ്ജം പിടിച്ചെടുത്ത് ജലവൈദ്യുത ശക്തിയാക്കി മാറ്റുന്നു. ഒരു ജലവൈദ്യുത നിലയം സാധാരണയായി സജീവമായ ഒരു നദിയിൽ ഒരു അണക്കെട്ട് ഉപയോഗിച്ച് വെള്ളം സംഭരിക്കും. പിന്നീട് വെള്ളം ക്രമേണ പുറത്തുവിടുന്നു, ടർബൈനിലൂടെ ഒഴുകുന്നു, അത് കറങ്ങുന്നു, തുടർന്ന് വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ജനറേറ്റർ സജീവമാക്കുന്നു.

വാട്ടർ ടർബൈനുകൾ എത്ര വലുതാണ്?
പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഹെഡിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, വാട്ടർ ടർബൈനുകളെ ഹൈ, മീഡിയം, ലോ ഹെഡ് എന്നിങ്ങനെ തരംതിരിക്കാം. ലോ-ഹെഡ് ജലവൈദ്യുത സംവിധാനങ്ങൾ വലുതാണ്, കാരണം ഉയർന്ന ഫ്ലോ റേറ്റ് കൈവരിക്കാൻ വാട്ടർ ടർബൈൻ വലുതായിരിക്കണം, അതേസമയം ബ്ലേഡുകളിലുടനീളം കുറഞ്ഞ ജലസമ്മർദ്ദം പ്രയോഗിക്കുന്നു. അതിവേഗം ചലിക്കുന്ന ജലസ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള ഊർജ്ജം ഉപയോഗപ്പെടുത്താൻ ഹൈ-ഹെഡ് ജലവൈദ്യുത സംവിധാനങ്ങൾക്ക് ഇത്രയും വലിയ ഉപരിതല ചുറ്റളവ് ആവശ്യമില്ല.

വാട്ടർ ടർബൈൻ ഉൾപ്പെടെയുള്ള വിവിധ ജലവൈദ്യുത സംവിധാന ഭാഗങ്ങളുടെ വലിപ്പം വിശദീകരിക്കുന്ന ചാർട്ട്.
വാട്ടർ ടർബൈൻ ഉൾപ്പെടെയുള്ള വിവിധ ജലവൈദ്യുത സംവിധാന ഭാഗങ്ങളുടെ വലിപ്പം വിശദീകരിക്കുന്ന ഒരു ചാർട്ട്.
വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും ജല സമ്മർദ്ദത്തിനും ഉപയോഗിക്കുന്ന വ്യത്യസ്ത തരം വാട്ടർ ടർബൈനുകളുടെ ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ ഞങ്ങൾ താഴെ വിശദീകരിക്കും.

കപ്ലാൻ ടർബൈൻ (0-60 മീറ്റർ പ്രഷർ ഹെഡ്)
ഈ ടർബൈനുകൾ അക്ഷീയ പ്രവാഹ പ്രതികരണ ടർബൈനുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു, കാരണം അവ ജലം അതിലൂടെ ഒഴുകുമ്പോൾ അതിന്റെ മർദ്ദം മാറ്റുന്നു. കപ്ലാൻ ടർബൈൻ ഒരു പ്രൊപ്പല്ലറിനോട് സാമ്യമുള്ളതാണ് കൂടാതെ വിവിധ ജല-മർദ്ദ തലങ്ങളിൽ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ക്രമീകരിക്കാവുന്ന ബ്ലേഡുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.

ഒരു കപ്ലാൻ ടർബൈൻ ഡയഗ്രം
പെൽട്ടൺ ടർബൈൻ (300 മീ-1600 മീ പ്രഷർ ഹെഡ്)
പെൽട്ടൺ ടർബൈൻ - അല്ലെങ്കിൽ പെൽട്ടൺ വീൽ - ചലിക്കുന്ന വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് ഊർജ്ജം വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്ന ഒന്ന് എന്ന നിലയിൽ ഒരു ഇംപൾസ് ടർബൈൻ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. സ്പൂൺ ആകൃതിയിലുള്ള ബക്കറ്റുകളിൽ ബലം പ്രയോഗിക്കുന്നതിനും ഡിസ്ക് കറങ്ങുന്നതിനും വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനും ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ജലമർദ്ദം ആവശ്യമുള്ളതിനാൽ, ഉയർന്ന ഹെഡ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഈ ടർബൈൻ അനുയോജ്യമാണ്.

പെൽട്ടൺ ടർബൈൻ
ഫ്രാൻസിസ് ടർബൈൻ (60 മീ-300 മീ പ്രഷർ ഹെഡ്)
ലോകത്തിലെ ജലവൈദ്യുതിയുടെ 60% ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നത് അവസാനത്തേതും ഏറ്റവും പ്രശസ്തവുമായ വാട്ടർ ടർബൈനായ ഫ്രാൻസിസ് ടർബൈനാണ്. മീഡിയം ഹെഡിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു ഇംപാക്ട് ആൻഡ് റിയാക്ഷൻ ടർബൈനായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഫ്രാൻസിസ് ടർബൈൻ, അച്ചുതണ്ട്, റേഡിയൽ ഫ്ലോ ആശയങ്ങൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. ഇത് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, ടർബൈൻ ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ ഹെഡുള്ള ടർബൈനുകൾക്കിടയിലുള്ള വിടവ് നികത്തുകയും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായ ഒരു ഡിസൈൻ സൃഷ്ടിക്കുകയും ഇന്നത്തെ എഞ്ചിനീയർമാരെ ഇത് കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്താൻ വെല്ലുവിളിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

കൂടുതൽ വ്യക്തമായി പറഞ്ഞാൽ, ഒരു ഫ്രാൻസിസ് ടർബൈൻ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, ഒരു സർപ്പിള കേസിംഗിലൂടെ (സ്റ്റാറ്റിക്) ഗൈഡ് വാനുകളിലേക്ക് വെള്ളം ഒഴുകുന്നതിലൂടെയാണ്, ഇത് (ചലിക്കുന്ന) റണ്ണർ ബ്ലേഡുകളിലേക്കുള്ള ജലപ്രവാഹത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു. ജലം റണ്ണറെ ഭ്രമണം ചെയ്യാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, ബലങ്ങളുടെ സംയോജിത ആഘാതത്തിലൂടെയും പ്രതികരണത്തിലൂടെയും, ഒടുവിൽ ബാഹ്യ പരിസ്ഥിതിയിലേക്ക് ജലപ്രവാഹം പുറന്തള്ളുന്ന ഒരു ഡ്രാഫ്റ്റ് ട്യൂബിലൂടെ റണ്ണറെ പുറത്തുകടക്കുന്നു.

ഒരു വാട്ടർ ടർബൈൻ ഡിസൈൻ എങ്ങനെ തിരഞ്ഞെടുക്കാം?
ഒപ്റ്റിമൽ ടർബൈൻ ഡിസൈൻ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് പലപ്പോഴും ഒരു കാര്യത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു; നിങ്ങൾക്ക് ആക്‌സസ് ചെയ്യാവുന്ന ഹെഡ്, ഫ്ലോ റേറ്റ് എന്നിവയുടെ അളവ്. നിങ്ങൾക്ക് ഏത് തരത്തിലുള്ള ജല സമ്മർദ്ദമാണ് ഉപയോഗപ്പെടുത്താൻ കഴിയുകയെന്ന് നിങ്ങൾ സ്ഥാപിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, ഫ്രാൻസിസ് ടർബൈൻ പോലുള്ള ഒരു അടച്ച "റിയാക്ഷൻ ടർബൈൻ ഡിസൈൻ" അല്ലെങ്കിൽ പെൽട്ടൺ ടർബൈൻ പോലുള്ള ഒരു തുറന്ന "ഇംപൾസ് ടർബൈൻ ഡിസൈൻ" കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണോ എന്ന് നിങ്ങൾക്ക് തീരുമാനിക്കാം.

വാട്ടർ ടർബൈൻ ഡയഗ്രം
അവസാനമായി, നിങ്ങളുടെ നിർദ്ദിഷ്ട ഇലക്ട്രിക്കൽ ജനറേറ്ററിന്റെ ആവശ്യമായ ഭ്രമണ വേഗത നിങ്ങൾക്ക് സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും.