जलविद्युत प्रकल्पासाठी वॉटरव्हील डिझाइन

जलविद्युत ऊर्जेसाठी वॉटरव्हील डिझाइन
जल ऊर्जा आयकॉन जल ऊर्जा ही एक तंत्रज्ञान आहे जी पाण्याच्या हालचालीच्या गतिज ऊर्जेचे यांत्रिक किंवा विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करते आणि पाण्याच्या हालचालीच्या ऊर्जेचे वापरण्यायोग्य कामात रूपांतर करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या सर्वात जुन्या उपकरणांपैकी एक म्हणजे वॉटरव्हील डिझाइन.
पाण्याच्या चाकांची रचना काळानुसार विकसित झाली आहे, काही पाण्याची चाके उभ्या दिशेने, काही आडव्या दिशेने आणि काहींना विस्तृत पुली आणि गीअर्स जोडलेले आहेत, परंतु ते सर्व समान कार्य करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत आणि ते म्हणजे, "हलत्या पाण्याच्या रेषीय गतीला रोटरी गतीमध्ये रूपांतरित करा ज्याचा वापर फिरत्या शाफ्टद्वारे त्याच्याशी जोडलेल्या कोणत्याही यंत्रसामग्रीला चालविण्यासाठी केला जाऊ शकतो".

ठराविक वॉटरव्हील डिझाइन
सुरुवातीच्या वॉटरव्हील डिझाइनमध्ये अगदी आदिम आणि सोपी यंत्रे होती ज्यात लाकडी चाक असलेले उभे लाकडी ब्लेड किंवा बादल्या त्यांच्या परिघाभोवती समान रीतीने बसवलेल्या होत्या आणि त्या सर्व आडव्या शाफ्टवर आधारलेल्या होत्या आणि त्याखाली वाहणाऱ्या पाण्याचे बल चाकाला ब्लेडच्या विरूद्ध स्पर्शिक दिशेने ढकलत होते.
हे उभ्या पाण्याचे चाके प्राचीन ग्रीक आणि इजिप्शियन लोकांनी पूर्वी वापरलेल्या क्षैतिज पाण्याचे चाक डिझाइनपेक्षा खूपच श्रेष्ठ होते, कारण ते पाण्याच्या गतीचे शक्तीमध्ये रूपांतर करून अधिक कार्यक्षमतेने काम करू शकत होते. त्यानंतर पुली आणि गियरिंग वॉटरव्हीलला जोडले गेले ज्यामुळे गिरणीचे दगड, लाकूड चिरडणे, धातूचे तुकडे करणे, स्टॅम्पिंग आणि कटिंग इत्यादी चालविण्यासाठी फिरणाऱ्या शाफ्टची दिशा आडव्या ते उभ्या दिशेने बदलता आली.

वॉटर व्हील डिझाइनचे प्रकार
बहुतेक वॉटरव्हील्स ज्यांना वॉटरमिल्स किंवा फक्त वॉटर व्हील्स म्हणून ओळखले जाते, ते उभ्या बसवलेल्या चाकांवर आडव्या अक्षाभोवती फिरतात आणि या प्रकारच्या वॉटरव्हील्सचे वर्गीकरण चाकाच्या अक्षाच्या सापेक्ष चाकावर पाणी कसे लावले जाते यानुसार केले जाते. तुम्ही अपेक्षा करू शकता की, वॉटरव्हील्स तुलनेने मोठ्या यंत्रे आहेत जी कमी कोनीय वेगाने फिरतात आणि घर्षणामुळे होणारे नुकसान आणि बादल्या अपूर्ण भरणे इत्यादींमुळे त्यांची कार्यक्षमता कमी असते.
पाण्याच्या बादल्या किंवा पॅडल्सच्या चाकांवर ढकलण्याच्या क्रियेमुळे एक्सलवर टॉर्क निर्माण होतो परंतु चाकावरील वेगवेगळ्या स्थानांवरून या पॅडल्स आणि बादल्यांवर पाणी निर्देशित करून फिरण्याचा वेग आणि त्याची कार्यक्षमता सुधारता येते. वॉटरव्हील डिझाइनचे दोन सर्वात सामान्य प्रकार म्हणजे "अंडरशॉट वॉटरव्हील" आणि "ओव्हरशॉट वॉटरव्हील".

अंडरशॉट वॉटर व्हील डिझाइन
अंडरशॉट वॉटर व्हील डिझाइन, ज्याला "स्ट्रीम व्हील" असेही म्हणतात, हे प्राचीन ग्रीक आणि रोमन लोकांनी डिझाइन केलेले सर्वात सामान्यतः वापरले जाणारे वॉटरव्हील होते कारण ते बांधण्यासाठी सर्वात सोपा, स्वस्त आणि सोपा प्रकारचा चाक होता.
या प्रकारच्या वॉटरव्हील डिझाइनमध्ये, चाक थेट वेगाने वाहणाऱ्या नदीत ठेवले जाते आणि वरून आधार दिला जातो. खालील पाण्याची हालचाल चाकाच्या खालच्या भागात बुडलेल्या पॅडल्सवर एक धक्कादायक क्रिया निर्माण करते ज्यामुळे ते पाण्याच्या प्रवाहाच्या दिशेच्या सापेक्ष एकाच दिशेने फिरू शकते.
या प्रकारची वॉटरव्हील डिझाइन सामान्यतः सपाट भागात वापरली जाते जिथे जमिनीचा नैसर्गिक उतार नसतो किंवा जिथे पाण्याचा प्रवाह पुरेसा वेगवान असतो. इतर वॉटरव्हील डिझाइनच्या तुलनेत, या प्रकारची डिझाइन खूपच अकार्यक्षम आहे, ज्यामध्ये चाक फिरवण्यासाठी पाण्याच्या संभाव्य उर्जेच्या फक्त २०% वापरला जातो. तसेच चाक फिरवण्यासाठी पाण्याची ऊर्जा फक्त एकदाच वापरली जाते, त्यानंतर ते उर्वरित पाण्यासोबत वाहून जाते.
अंडरशॉट वॉटर व्हीलचा आणखी एक तोटा म्हणजे त्याला वेगाने मोठ्या प्रमाणात पाणी वाहण्याची आवश्यकता असते. म्हणूनच, अंडरशॉट वॉटर व्हील सहसा नद्यांच्या काठावर असतात कारण लहान ओढे किंवा ओढ्यांमध्ये वाहत्या पाण्यात पुरेशी संभाव्य ऊर्जा नसते.
अंडरशॉट वॉटरव्हीलची कार्यक्षमता थोडी सुधारण्याचा एक मार्ग म्हणजे नदीतील पाण्याचा काही भाग एका अरुंद वाहिनी किंवा डक्टने वळवणे जेणेकरून वळवलेल्या पाण्याचा १००% वापर चाक फिरवण्यासाठी होईल. हे साध्य करण्यासाठी अंडरशॉट व्हील अरुंद असले पाहिजे आणि बाजूंनी पाणी बाहेर पडण्यापासून रोखण्यासाठी किंवा पॅडल्सची संख्या किंवा आकार वाढवून चॅनेलमध्ये अगदी अचूकपणे बसवावे लागेल.

ओव्हरशॉट वॉटरव्हील डिझाइन
ओव्हरशॉट वॉटर व्हील डिझाइन हा वॉटरव्हील डिझाइनचा सर्वात सामान्य प्रकार आहे. ओव्हरशॉट वॉटरव्हील त्याच्या बांधकाम आणि डिझाइनमध्ये मागील अंडरशॉट वॉटरव्हीलपेक्षा अधिक क्लिष्ट आहे कारण ते पाणी पकडण्यासाठी आणि धरून ठेवण्यासाठी बादल्या किंवा लहान कप्प्यांचा वापर करते.
या बादल्या चाकाच्या वरच्या बाजूला वाहणाऱ्या पाण्याने भरल्या जातात. पूर्ण बादल्यांमधील पाण्याच्या गुरुत्वाकर्षण वजनामुळे चाकाच्या दुसऱ्या बाजूला असलेल्या रिकाम्या बादल्या हलक्या होतात आणि चाक त्याच्या मध्यवर्ती अक्षाभोवती फिरते.
या प्रकारचे वॉटर व्हील्स गुरुत्वाकर्षणाचा वापर करून पाण्याबरोबरच उत्पादन क्षमता सुधारतात, त्यामुळे ओव्हरशॉट वॉटर व्हील्स अंडरशॉट डिझाइनपेक्षा खूपच कार्यक्षम असतात कारण जवळजवळ सर्व पाणी आणि त्याचे वजन आउटपुट पॉवर निर्माण करण्यासाठी वापरले जात आहे. तथापि, पूर्वीप्रमाणे, पाण्याची ऊर्जा चाक फिरवण्यासाठी फक्त एकदाच वापरली जाते, त्यानंतर ते उर्वरित पाण्यासोबत वाहून जाते.
ओव्हरशॉट वॉटरव्हील्स नदी किंवा ओढ्याच्या वर लटकलेली असतात आणि सामान्यतः टेकड्यांच्या कडेला बांधली जातात ज्यामुळे वरून पाणीपुरवठा होतो, ज्याचा वरचा भाग (वरच्या पाण्यातील आणि खाली असलेल्या नदीतील किंवा ओढ्यामधील उभ्या अंतर) ५ ते २० मीटर दरम्यान असतो. एक लहान धरण किंवा बंधारा बांधता येतो आणि चाकाच्या वरच्या भागात पाण्याचा वेग वाढवण्यासाठी आणि वाहून नेण्यासाठी वापरता येतो ज्यामुळे त्याला अधिक ऊर्जा मिळते परंतु चाकाच्या गतीपेक्षा पाण्याचे प्रमाण चाकाला फिरवण्यास मदत करते.

साधारणपणे, पाण्याच्या गुरुत्वाकर्षण भारामुळे चाक फिरवण्यासाठी जास्तीत जास्त अंतर मिळावे म्हणून ओव्हरशॉट वॉटरव्हील्स शक्य तितक्या मोठ्या प्रमाणात बांधल्या जातात. तथापि, चाक आणि पाण्याच्या वजनामुळे मोठ्या व्यासाची वॉटरव्हील्स बांधणे अधिक क्लिष्ट आणि महाग असते.
जेव्हा प्रत्येक बादल्या पाण्याने भरल्या जातात तेव्हा पाण्याच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या वजनामुळे चाक पाण्याच्या प्रवाहाच्या दिशेने फिरते. फिरण्याचा कोन चाकाच्या तळाशी जसजसा जवळ येतो तसतसे बादलीतील पाणी खाली असलेल्या नदीत किंवा ओढ्यात रिकामे होते, परंतु मागे फिरणाऱ्या बादल्यांच्या वजनामुळे चाक त्याच्या फिरण्याच्या गतीने चालू राहते. रिकामी बादली फिरत्या चाकाभोवती फिरत राहते जोपर्यंत ती पुन्हा वरच्या दिशेने परत येत नाही आणि अधिक पाण्याने भरण्यासाठी तयार होते आणि चक्राची पुनरावृत्ती होते. ओव्हरशॉट वॉटरव्हील डिझाइनचा एक तोटा म्हणजे चाकावरून वाहताना पाणी फक्त एकदाच वापरले जाते.

पिचबॅक वॉटरव्हील डिझाइन
पिचबॅक वॉटर व्हील डिझाइन हे मागील ओव्हरशॉट वॉटरव्हीलवरील एक प्रकार आहे कारण ते चाक फिरवण्यास मदत करण्यासाठी पाण्याचे गुरुत्वाकर्षण वजन देखील वापरते, परंतु ते अतिरिक्त धक्का देण्यासाठी त्याखालील सांडपाण्याचा प्रवाह देखील वापरते. या प्रकारच्या वॉटरव्हील डिझाइनमध्ये लो हेड इनफीड सिस्टम वापरली जाते जी वरील पेंट्रूमधून चाकाच्या वरच्या बाजूला पाणी पुरवते.
ओव्हरशॉट वॉटरव्हील, जे पाणी थेट चाकावरून वळवते ज्यामुळे ते पाण्याच्या प्रवाहाच्या दिशेने फिरते, त्याच्या विपरीत, पिचबॅक वॉटरव्हील फनेलद्वारे उभ्या दिशेने आणि खालील बादलीमध्ये पाणी भरते ज्यामुळे चाक वरील पाण्याच्या प्रवाहाच्या विरुद्ध दिशेने फिरते.
मागील ओव्हरशॉट वॉटरव्हीलप्रमाणेच, बादल्यांमधील पाण्याचे गुरुत्वाकर्षण वजन चाक फिरवते परंतु घड्याळाच्या विरुद्ध दिशेने. फिरण्याचा कोन चाकाच्या तळाशी येताच, बादल्यांमध्ये अडकलेले पाणी खाली रिकामे होते. रिकामी बादली चाकाला जोडली गेल्याने, ती पूर्वीप्रमाणेच चाकासह फिरत राहते जोपर्यंत ती पुन्हा वरच्या बाजूला परत येत नाही आणि अधिक पाण्याने भरण्यासाठी तयार होते आणि चक्राची पुनरावृत्ती होते.
यावेळी फरक असा आहे की फिरत्या बादलीतून बाहेर काढलेले सांडपाणी फिरत्या चाकाच्या दिशेने वाहते (कारण त्याला इतरत्र कुठेही जाण्याची सोय नाही), अंडरशॉट वॉटरव्हील प्रिन्सिपलप्रमाणेच. अशाप्रकारे, पिचबॅक वॉटरव्हीलचा मुख्य फायदा असा आहे की ते चाक त्याच्या मध्यवर्ती अक्षाभोवती फिरवण्यासाठी पाण्याची ऊर्जा दोनदा वापरते, एकदा वरून आणि एकदा खालून.
परिणामी, वॉटरव्हील डिझाइनची कार्यक्षमता पाण्याच्या उर्जेच्या 80% पेक्षा जास्त वाढते कारण ती येणाऱ्या पाण्याच्या गुरुत्वाकर्षण वजनामुळे आणि वरून बादल्यांमध्ये निर्देशित केलेल्या पाण्याच्या बलामुळे किंवा दाबामुळे तसेच बादल्यांवर ढकलणाऱ्या खाली असलेल्या सांडपाण्याच्या प्रवाहामुळे चालते. पिचबॅक वॉटरव्हीलचा तोटा असा आहे की त्याला चाकाच्या वर थेट चुट्स आणि पेंट्रोसह थोडी अधिक जटिल पाणीपुरवठा व्यवस्था आवश्यक आहे.

ब्रेस्टशॉट वॉटरव्हील डिझाइन
ब्रेस्टशॉट वॉटर व्हील डिझाइन ही आणखी एक उभ्या-माउंटेड वॉटरव्हील डिझाइन आहे जिथे पाणी बादल्यांमध्ये एक्सल उंचीवर अर्ध्या मार्गाने किंवा त्याच्या अगदी वर जाते आणि नंतर चाकांच्या फिरण्याच्या दिशेने तळाशी वाहते. साधारणपणे, ब्रेस्टशॉट वॉटरव्हील अशा परिस्थितीत वापरले जाते जिथे पाण्याचा प्रवाह वरून ओव्हरशॉट किंवा पिचबॅक वॉटरव्हील डिझाइनला शक्ती देण्यासाठी अपुरा असतो.
येथे तोटा असा आहे की पाण्याचे गुरुत्वाकर्षण भार केवळ रोटेशनच्या सुमारे एक चतुर्थांश भागासाठी वापरले जाते, पूर्वी जे अर्ध्या रोटेशनसाठी वापरले जात होते. या कमी उंचीवर मात करण्यासाठी, पाण्याच्या चाकांच्या बादल्या अधिक रुंद केल्या जातात जेणेकरून पाण्यातून आवश्यक प्रमाणात स्थितीज ऊर्जा काढता येईल.
ब्रेस्टशॉट वॉटरव्हील्स चाक फिरवण्यासाठी पाण्याच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या वजनाइतकेच वजन वापरतात परंतु पाण्याच्या डोक्याची उंची सामान्य ओव्हरशॉट वॉटरव्हीलच्या जवळपास निम्मी असल्याने, बादल्या मागील वॉटरव्हील डिझाइनपेक्षा खूप रुंद असतात ज्यामुळे बादल्यांमध्ये अडकलेल्या पाण्याचे प्रमाण वाढते. या प्रकारच्या डिझाइनचा तोटा म्हणजे प्रत्येक बादलीने वाहून नेलेल्या पाण्याची रुंदी आणि वजन वाढते. पिचबॅक डिझाइनप्रमाणे, ब्रेस्टशॉट व्हील पाण्याची ऊर्जा दुप्पट वापरते कारण वॉटरव्हील पाण्यात बसण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे ज्यामुळे सांडपाणी चाक फिरण्यास मदत करते कारण ते प्रवाहात वाहते.

वॉटरव्हील वापरून वीज निर्मिती
ऐतिहासिकदृष्ट्या, पीठ, धान्ये आणि इतर यांत्रिक कामांसाठी पाण्याच्या चाकांचा वापर केला जात आहे. परंतु वीज निर्मितीसाठी देखील पाण्याच्या चाकांचा वापर केला जाऊ शकतो, ज्याला हायड्रो पॉवर सिस्टम म्हणतात. इलेक्ट्रिक जनरेटरला वॉटरव्हील्सच्या फिरत्या शाफ्टशी जोडून, ​​ड्राइव्ह बेल्ट आणि पुली वापरून प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्षपणे, सौर ऊर्जेच्या विपरीत, वॉटरव्हील्सचा वापर २४ तास सतत वीज निर्मितीसाठी केला जाऊ शकतो. जर वॉटरव्हील योग्यरित्या डिझाइन केले असेल, तर एक लहान किंवा "सूक्ष्म" जलविद्युत प्रणाली सरासरी घरात प्रकाश आणि/किंवा विद्युत उपकरणांना वीज देण्यासाठी पुरेशी वीज निर्माण करू शकते.
कमी वेगाने इष्टतम आउटपुट देण्यासाठी डिझाइन केलेले वॉटर व्हील जनरेटर शोधा. लहान प्रकल्पांसाठी, एक लहान डीसी मोटर कमी-स्पीड जनरेटर किंवा ऑटोमोटिव्ह अल्टरनेटर म्हणून वापरली जाऊ शकते परंतु ते जास्त वेगाने काम करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत म्हणून काही प्रकारचे गियरिंग आवश्यक असू शकते. विंड टर्बाइन जनरेटर एक आदर्श वॉटर व्हील जनरेटर बनवतो कारण ते कमी वेगाने, उच्च आउटपुट ऑपरेशनसाठी डिझाइन केलेले आहे.
जर तुमच्या घराजवळ किंवा बागेजवळ तुम्ही वापरू शकता अशी नदी किंवा ओढा असेल, तर "पवन ऊर्जा" किंवा "सौर ऊर्जा" सारख्या इतर अक्षय ऊर्जा स्रोतांपेक्षा लघु जलविद्युत प्रणाली हा एक चांगला पर्याय असू शकतो कारण त्याचा दृश्य प्रभाव खूपच कमी असतो. तसेच पवन आणि सौर ऊर्जेप्रमाणेच, स्थानिक युटिलिटी ग्रिडशी जोडलेल्या ग्रिड-कनेक्टेड लघु प्रमाणात वॉटरव्हील डिझाइन केलेल्या जनरेटिंग सिस्टमसह, तुम्ही निर्माण केलेली परंतु वापरत नसलेली कोणतीही वीज वीज कंपनीला परत विकली जाऊ शकते.
हायड्रो एनर्जी बद्दलच्या पुढील ट्युटोरियलमध्ये, आपण उपलब्ध असलेल्या विविध प्रकारच्या टर्बाइन पाहू ज्या आपण जलविद्युत निर्मितीसाठी आमच्या वॉटरव्हील डिझाइनमध्ये जोडू शकतो. वॉटरव्हील डिझाइनबद्दल आणि पाण्याच्या उर्जेचा वापर करून स्वतःची वीज कशी निर्माण करावी याबद्दल अधिक माहितीसाठी, किंवा उपलब्ध असलेल्या विविध वॉटरव्हील डिझाइनबद्दल अधिक हायड्रो एनर्जी माहिती मिळविण्यासाठी, किंवा जलविद्युत उर्जेचे फायदे आणि तोटे एक्सप्लोर करण्यासाठी, वीज निर्मितीसाठी वापरल्या जाणाऱ्या वॉटरव्हीलची तत्त्वे आणि बांधकाम याबद्दल आजच Amazon वरून तुमची प्रत ऑर्डर करण्यासाठी येथे क्लिक करा.