वॉटर टर्बाइन, ज्यामध्ये कॅप्लान, पेल्टन आणि फ्रान्सिस टर्बाइन सर्वात सामान्य आहेत, हे एक मोठे फिरणारे यंत्र आहे जे गतिज आणि स्थितिज ऊर्जेचे जलविद्युतमध्ये रूपांतर करण्याचे काम करते. वॉटर व्हीलच्या या आधुनिक समतुल्यांचा वापर १३५ वर्षांहून अधिक काळापासून औद्योगिक वीज निर्मितीसाठी आणि अलीकडे जलविद्युत ऊर्जा निर्मितीसाठी केला जात आहे.
आजकाल पाण्याच्या टर्बाइनचा वापर कशासाठी केला जातो?
आज, जगाच्या एकूण वीज निर्मितीमध्ये जलविद्युतचा वाटा १६% आहे. १९व्या शतकात, विद्युत ग्रीडचा प्रसार होण्यापूर्वी, जल टर्बाइनचा वापर प्रामुख्याने औद्योगिक ऊर्जेसाठी केला जात असे. सध्या, त्यांचा वापर विद्युत निर्मितीसाठी केला जातो आणि ते धरणांमध्ये किंवा ज्या ठिकाणी पाण्याचा प्रवाह जास्त असतो अशा ठिकाणी आढळतात.
जागतिक ऊर्जेची मागणी झपाट्याने वाढत असताना आणि हवामान बदल व जीवाश्म इंधनाचा साठा कमी होण्यासारख्या घटकांमुळे, जलविद्युतमध्ये हरित ऊर्जेचा एक प्रकार म्हणून जागतिक स्तरावर मोठा प्रभाव पाडण्याची क्षमता आहे. पर्यावरणपूरक आणि स्वच्छ ऊर्जा स्रोतांचा शोध सुरू असताना, फ्रान्सिस टर्बाइन येत्या काही वर्षांत एक अत्यंत लोकप्रिय आणि वाढत्या प्रमाणात स्वीकारला जाणारा उपाय ठरू शकतात.
पाण्याच्या टर्बाइनमधून वीज कशी निर्माण होते?
नैसर्गिक किंवा कृत्रिमरित्या वाहणाऱ्या पाण्यामुळे निर्माण होणारा पाण्याचा दाब हा जल टर्बाइनसाठी ऊर्जेचा स्रोत असतो. ही ऊर्जा पकडून तिचे जलविद्युत ऊर्जेमध्ये रूपांतर केले जाते. जलविद्युत प्रकल्पामध्ये सामान्यतः पाणी साठवण्यासाठी वाहत्या नदीवरील धरणाचा वापर केला जातो. त्यानंतर हे पाणी टप्प्याटप्प्याने सोडले जाते, जे टर्बाइनमधून वाहते, त्याला फिरवते आणि जनरेटरला कार्यान्वित करते, जो नंतर वीज निर्माण करतो.
पाण्याच्या टर्बाइनचा आकार किती मोठा असतो?
ज्या दाबाखाली त्या कार्यरत असतात, त्या आधारावर जल टर्बाइनचे उच्च, मध्यम आणि कमी दाब असे वर्गीकरण केले जाऊ शकते. कमी दाबाच्या जलविद्युत प्रणाली आकाराने मोठ्या असतात, कारण पात्यांवर कमी पाण्याचा दाब असताना जास्त प्रवाह दर मिळवण्यासाठी जल टर्बाइन मोठे असावे लागते. याउलट, उच्च दाबाच्या जलविद्युत प्रणालींना इतक्या मोठ्या पृष्ठभागाच्या परिघाची आवश्यकता नसते, कारण त्यांचा उपयोग वेगाने वाहणाऱ्या पाण्याच्या स्रोतांमधून ऊर्जा मिळवण्यासाठी केला जातो.
वॉटर टर्बाइनसह जलविद्युत प्रणालीच्या विविध भागांचा आकार स्पष्ट करणारा तक्ता.
वॉटर टर्बाइनसह जलविद्युत प्रणालीच्या विविध भागांचा आकार स्पष्ट करणारा तक्ता.
खाली, विविध उपयोगांसाठी आणि पाण्याच्या दाबासाठी वापरल्या जाणाऱ्या वेगवेगळ्या प्रकारच्या वॉटर टर्बाइनची काही उदाहरणे आम्ही स्पष्ट करणार आहोत.
कॅप्लान टर्बाइन (०-६० मीटर दाब शीर्ष)
या टर्बाइनना अक्षीय प्रवाह प्रतिक्रिया टर्बाइन म्हणून ओळखले जाते, कारण त्यामधून पाणी वाहत असताना त्या पाण्याचा दाब बदलतात. कॅप्लान टर्बाइन प्रोपेलरसारखी दिसते आणि पाण्याच्या व दाबाच्या विविध पातळ्यांवर कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी त्यात समायोजित करता येणारी पाती असतात.
कॅपलान टर्बाइन आकृती
पेल्टन टर्बाइन (300 मी - 1600 मी दाब शीर्ष)
पेल्टन टर्बाइन—किंवा पेल्टन व्हील—हे एक आवेग टर्बाइन म्हणून ओळखले जाते, कारण ते वाहत्या पाण्यातून ऊर्जा मिळवते. हे टर्बाइन उच्च दाबाच्या (हाय हेड) अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे, कारण चमच्याच्या आकाराच्या बकेट्सवर बल लावण्यासाठी आणि डिस्कला फिरवून वीज निर्माण करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात पाण्याच्या दाबाची आवश्यकता असते.
पेल्टन टर्बाइन
फ्रान्सिस टर्बाइन (60 मी - 300 मी प्रेशर हेड)
शेवटचे आणि सर्वात प्रसिद्ध जल टर्बाइन, फ्रान्सिस टर्बाइन, जगातील ६०% जलविद्युत निर्माण करते. मध्यम दाबावर (मिडियम हेड) चालणाऱ्या इम्पॅक्ट आणि रिॲक्शन टर्बाइनप्रमाणे काम करणारे फ्रान्सिस टर्बाइन, अक्षीय (ॲक्सिअल) आणि त्रिज्यीय (रेडियल) प्रवाहाच्या संकल्पना एकत्र करते. असे केल्याने, हे टर्बाइन उच्च आणि कमी दाबाच्या टर्बाइनमधील अंतर भरून काढते, एक अधिक कार्यक्षम रचना तयार करते आणि आजच्या अभियंत्यांना त्यात आणखी सुधारणा करण्याचे आव्हान देते.
अधिक स्पष्टपणे सांगायचे झाल्यास, फ्रान्सिस टर्बाइनमध्ये पाणी एका सर्पिलाकार आवरणातून (स्थिर) मार्गदर्शक पात्यांमध्ये (गाईड व्हेन्स) वाहते, जे (फिरणाऱ्या) रनर ब्लेड्सकडे पाण्याचा प्रवाह नियंत्रित करतात. बलांच्या एकत्रित आघात आणि प्रतिक्रियेमुळे पाणी रनरला फिरण्यास भाग पाडते आणि शेवटी एका ड्राफ्ट ट्यूबमधून रनरच्या बाहेर पडून पाण्याचा प्रवाह बाह्य वातावरणात सोडते.
मी वॉटर टर्बाइनची डिझाइन कशी निवडू?
सर्वोत्तम टर्बाइन डिझाइनची निवड अनेकदा एकाच गोष्टीवर अवलंबून असते; ती म्हणजे तुम्हाला उपलब्ध असलेला हेड आणि फ्लो रेट. एकदा तुम्ही कोणत्या प्रकारचा पाण्याचा दाब वापरू शकता हे निश्चित केल्यावर, फ्रान्सिस टर्बाइनसारखे बंदिस्त 'रिॲक्शन टर्बाइन डिझाइन' किंवा पेल्टन टर्बाइनसारखे खुले 'इम्पल्स टर्बाइन डिझाइन' यांपैकी कोणते अधिक योग्य आहे, हे तुम्ही ठरवू शकता.
जल टर्बाइन आकृती
शेवटी, तुम्ही तुमच्या प्रस्तावित विद्युत जनित्राच्या फिरण्याचा आवश्यक वेग निश्चित करू शकता.
पोस्ट करण्याची वेळ: १५ जुलै २०२२
