ശുദ്ധവും പുനരുപയോഗിക്കാവുന്നതുമായ ജലവൈദ്യുതിയുടെ ചരിത്രവും സവിശേഷതകളും

ജലവൈദ്യുതി എന്നത് ജലവൈദ്യുതി ജലവൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ച് വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നു. പുനരുപയോഗക്ഷമത, കുറഞ്ഞ ഉദ്‌വമനം, സ്ഥിരത, നിയന്ത്രണക്ഷമത തുടങ്ങിയ നിരവധി ഗുണങ്ങളുള്ള വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ശുദ്ധമായ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സാണ്. ജലവൈദ്യുതിയുടെ പ്രവർത്തന തത്വം ഒരു ലളിതമായ ആശയത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്: ജലപ്രവാഹത്തിന്റെ ഗതികോർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ടർബൈൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുക, ഇത് ജനറേറ്ററിനെ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ മാറ്റുന്നു. ജലവൈദ്യുത ഉൽപ്പാദനത്തിന്റെ ഘട്ടങ്ങൾ ഇവയാണ്: ഒരു ജലസംഭരണിയിൽ നിന്നോ നദിയിൽ നിന്നോ ഉള്ള ജലവൈദ്യുത വഴിതിരിച്ചുവിടൽ, ഇതിന് ഒരു ജലസ്രോതസ്സ് ആവശ്യമാണ്, സാധാരണയായി ഒരു റിസർവോയർ (കൃത്രിമ റിസർവോയർ) അല്ലെങ്കിൽ ഒരു പ്രകൃതിദത്ത നദി, ഇത് വൈദ്യുതി നൽകുന്നു; ജലപ്രവാഹ മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശം, അവിടെ ജലപ്രവാഹം ഒരു ഡൈവേർഷൻ ചാനലിലൂടെ ടർബൈനിന്റെ ബ്ലേഡുകളിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്നു. വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദന ശേഷി ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് ഡൈവേർഷൻ ചാനലിന് ജലപ്രവാഹത്തിന്റെ ഒഴുക്ക് നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും; ടർബൈൻ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ജലപ്രവാഹം ടർബൈനിന്റെ ബ്ലേഡുകളിൽ തട്ടുന്നു, ഇത് അതിനെ ഭ്രമണം ചെയ്യാൻ കാരണമാകുന്നു. കാറ്റാടി വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനത്തിലെ കാറ്റാടി ചക്രത്തിന് സമാനമാണ് ടർബൈൻ; ജനറേറ്റർ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ടർബൈനിന്റെ പ്രവർത്തനം ജനറേറ്ററിനെ തിരിക്കുന്നു, ഇത് വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ തത്വത്തിലൂടെ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നു; വൈദ്യുതി പ്രക്ഷേപണത്തിൽ, ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതി പവർ ഗ്രിഡിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുകയും നഗരങ്ങൾ, വ്യവസായങ്ങൾ, വീടുകൾ എന്നിവയിലേക്ക് വിതരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. പലതരം ജലവൈദ്യുതികൾ ഉണ്ട്. വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തന തത്വങ്ങളും പ്രയോഗ സാഹചര്യങ്ങളും അനുസരിച്ച്, അതിനെ നദി വൈദ്യുതി ഉത്പാദനം, ജലവൈദ്യുത ഉത്പാദനം, ജലവൈദ്യുത ഉത്പാദനം, ജലവൈദ്യുത സ്രോതസ്സുകൾ എന്നിങ്ങനെ തിരിക്കാം. ജലവൈദ്യുതിക്ക് ഒന്നിലധികം ഗുണങ്ങളുണ്ട്, പക്ഷേ ചില ദോഷങ്ങളുമുണ്ട്. ഗുണങ്ങൾ പ്രധാനമായും ഇവയാണ്: ജലവൈദ്യുതിക്ക് പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സാണ്. ജലവൈദ്യുതിക്ക് ജലചംക്രമണത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഇത് പുനരുപയോഗിക്കാവുന്നതാണ്, അത് തീർന്നുപോകില്ല; ഇത് ഒരു ശുദ്ധമായ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സാണ്. ജലവൈദ്യുതിക്ക് ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളും വായു മലിനീകരണ വസ്തുക്കളും ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല, കൂടാതെ പരിസ്ഥിതിയിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനമില്ല; ഇത് നിയന്ത്രിക്കാവുന്നതാണ്. വിശ്വസനീയമായ അടിസ്ഥാന ലോഡ് പവർ നൽകുന്നതിന് ജലവൈദ്യുത നിലയങ്ങൾ ആവശ്യാനുസരണം ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും. പ്രധാന പോരായ്മകൾ ഇവയാണ്: വലിയ തോതിലുള്ള ജലവൈദ്യുത പദ്ധതികൾ ആവാസവ്യവസ്ഥയ്ക്ക് നാശമുണ്ടാക്കാം, അതുപോലെ തന്നെ താമസക്കാരുടെ കുടിയേറ്റം, ഭൂമി കൈയേറ്റം തുടങ്ങിയ സാമൂഹിക പ്രശ്‌നങ്ങൾക്കും കാരണമാകും; ജലസ്രോതസ്സുകളുടെ ലഭ്യതയാൽ ജലവൈദ്യുത പരിമിതമാണ്, കൂടാതെ വരൾച്ചയോ ജലപ്രവാഹം കുറയുകയോ വൈദ്യുതി ഉൽപാദന ശേഷിയെ ബാധിച്ചേക്കാം.
പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന ഒരു ഊർജ്ജ രൂപമെന്ന നിലയിൽ ജലവൈദ്യുതിക്ക് ഒരു നീണ്ട ചരിത്രമുണ്ട്. ആദ്യകാല ജല ടർബൈനുകളും ജലചക്രങ്ങളും: ബിസി രണ്ടാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിൽ തന്നെ, മില്ലുകൾ, സോമില്ലുകൾ തുടങ്ങിയ യന്ത്രങ്ങൾ ഓടിക്കാൻ ആളുകൾ ജല ടർബൈനുകളും ജലചക്രങ്ങളും ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങി. ഈ യന്ത്രങ്ങൾ ജലപ്രവാഹത്തിന്റെ ഗതികോർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. വൈദ്യുതി ഉൽപാദനത്തിന്റെ ആവിർഭാവം: 19-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനത്തിൽ, ജലോർജ്ജത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റാൻ ആളുകൾ ജലവൈദ്യുത നിലയങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങി. ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ വാണിജ്യ ജലവൈദ്യുത നിലയം 1882-ൽ യുഎസ്എയിലെ വിസ്കോൺസിനിൽ നിർമ്മിച്ചു. അണക്കെട്ടുകളുടെയും ജലസംഭരണികളുടെയും നിർമ്മാണം: 20-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിൽ, അണക്കെട്ടുകളുടെയും ജലസംഭരണികളുടെയും നിർമ്മാണത്തോടെ ജലവൈദ്യുതിയുടെ വ്യാപ്തി വളരെയധികം വികസിച്ചു. പ്രശസ്തമായ അണക്കെട്ട് പദ്ധതികളിൽ യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ ഹൂവർ അണക്കെട്ടും ചൈനയിലെ ത്രീ ഗോർജസ് അണക്കെട്ടും ഉൾപ്പെടുന്നു. സാങ്കേതിക പുരോഗതി: കാലക്രമേണ, ജലവൈദ്യുതിയുടെ കാര്യക്ഷമതയും വിശ്വാസ്യതയും മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ടർബൈനുകൾ, ജലവൈദ്യുത ജനറേറ്ററുകൾ, ബുദ്ധിപരമായ നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ആമുഖം ഉൾപ്പെടെ, ജലവൈദ്യുത സാങ്കേതികവിദ്യ തുടർച്ചയായി മെച്ചപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.
ജലവൈദ്യുതി ശുദ്ധവും പുനരുപയോഗിക്കാവുന്നതുമായ ഒരു ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സാണ്, ജലവിഭവ മാനേജ്മെന്റ് മുതൽ വൈദ്യുതി പ്രക്ഷേപണം വരെയുള്ള നിരവധി പ്രധാന കണ്ണികളെ അതിന്റെ വ്യവസായ ശൃംഖല ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ജലവൈദ്യുത വ്യവസായ ശൃംഖലയിലെ ആദ്യ കണ്ണി ജലവിഭവ മാനേജ്മെന്റാണ്. വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനത്തിനായി ടർബൈനുകളിലേക്ക് വെള്ളം സ്ഥിരമായി വിതരണം ചെയ്യാൻ കഴിയുമെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ജലപ്രവാഹങ്ങളുടെ ഷെഡ്യൂളിംഗ്, സംഭരണം, വിതരണം എന്നിവ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഉചിതമായ തീരുമാനങ്ങൾ എടുക്കുന്നതിന് ജലവിഭവ മാനേജ്മെന്റിന് സാധാരണയായി മഴ, ജലപ്രവാഹ വേഗത, ജലനിരപ്പ് തുടങ്ങിയ പാരാമീറ്ററുകൾ നിരീക്ഷിക്കേണ്ടതുണ്ട്. വരൾച്ച പോലുള്ള അങ്ങേയറ്റത്തെ സാഹചര്യങ്ങളിൽ പോലും വൈദ്യുതി ഉൽപാദന ശേഷി നിലനിർത്താൻ കഴിയുമെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ആധുനിക ജലവിഭവ മാനേജ്മെന്റ് സുസ്ഥിരതയിലും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. ജലവൈദ്യുത വ്യവസായ ശൃംഖലയിലെ പ്രധാന സൗകര്യങ്ങളാണ് അണക്കെട്ടുകളും ജലസംഭരണികളും. ജലനിരപ്പ് ഉയർത്താനും ജലസമ്മർദ്ദം സൃഷ്ടിക്കാനും അതുവഴി ജലപ്രവാഹത്തിന്റെ ഗതികോർജ്ജം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും അണക്കെട്ടുകൾ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. പീക്ക് ഡിമാൻഡ് സമയത്ത് മതിയായ ജലപ്രവാഹം നൽകാൻ കഴിയുമെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ജലസംഭരണികൾ വെള്ളം സംഭരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അണക്കെട്ടുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയിലും നിർമ്മാണത്തിലും സുരക്ഷയും സുസ്ഥിരതയും ഉറപ്പാക്കാൻ ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ സാഹചര്യങ്ങൾ, ജലപ്രവാഹ സവിശേഷതകൾ, പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതങ്ങൾ എന്നിവ പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ജലവൈദ്യുത വ്യവസായ ശൃംഖലയിലെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ് ടർബൈനുകൾ. ടർബൈനിന്റെ ബ്ലേഡുകളിലൂടെ വെള്ളം ഒഴുകുമ്പോൾ, അതിന്റെ ഗതികോർജ്ജം മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഇത് ടർബൈനെ ഭ്രമണം ചെയ്യാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു. ജലപ്രവാഹ വേഗത, പ്രവാഹ നിരക്ക്, ഉയരം എന്നിവ അനുസരിച്ച് ടർബൈനിന്റെ രൂപകൽപ്പനയും തരവും തിരഞ്ഞെടുക്കാം, അങ്ങനെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. ടർബൈൻ കറങ്ങുമ്പോൾ, അത് ബന്ധിപ്പിച്ച ജനറേറ്ററിനെ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു. മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജത്തെ വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന ഒരു പ്രധാന ഉപകരണമാണ് ജനറേറ്റർ. സാധാരണയായി, ജനറേറ്ററിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കറന്റ് സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് കറന്റ് ഉണ്ടാക്കുക എന്നതാണ്. വൈദ്യുതി ആവശ്യകതയും ജലപ്രവാഹത്തിന്റെ സവിശേഷതകളും അനുസരിച്ച് ജനറേറ്ററിന്റെ രൂപകൽപ്പനയും ശേഷിയും നിർണ്ണയിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ജനറേറ്റർ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കറന്റാണ്, ഇത് സാധാരണയായി ഒരു സബ്സ്റ്റേഷൻ വഴി പ്രോസസ്സ് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. ഒരു സബ്സ്റ്റേഷന്റെ പ്രധാന പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ സ്റ്റെപ്പ് അപ്പ് (വൈദ്യുതി പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുമ്പോൾ ഊർജ്ജനഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നതിന് വോൾട്ടേജ് ഉയർത്തുക), വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ തരം (എസി ഡിസിയിലേക്ക് അല്ലെങ്കിൽ തിരിച്ചും പരിവർത്തനം ചെയ്യുക) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. അവസാന ലിങ്ക് പവർ ട്രാൻസ്മിഷനാണ്. പവർ സ്റ്റേഷൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനുകൾ വഴി നഗര, വ്യാവസായിക അല്ലെങ്കിൽ ഗ്രാമപ്രദേശങ്ങളിലെ വൈദ്യുതി ഉപയോക്താക്കൾക്ക് കൈമാറുന്നു. വൈദ്യുതി സുരക്ഷിതമായും കാര്യക്ഷമമായും ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്തേക്ക് എത്തിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനുകൾ ആസൂത്രണം ചെയ്യുകയും രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും പരിപാലിക്കുകയും ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. ചില പ്രദേശങ്ങളിൽ, വ്യത്യസ്ത വോൾട്ടേജുകളുടെയും ഫ്രീക്വൻസികളുടെയും ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിന് ഒരു സബ്സ്റ്റേഷൻ വഴി വൈദ്യുതി വീണ്ടും പ്രോസസ്സ് ചെയ്യേണ്ടി വന്നേക്കാം.