कसरी जलविद्युत प्लान्ट काम गर्दछ

विश्वव्यापी रूपमा, जलविद्युत प्लान्टहरूले विश्वको लगभग 24 प्रतिशत बिजुली उत्पादन गर्दछ र 1 अरब भन्दा बढी मानिसहरूलाई विद्युत आपूर्ति गर्दछ।राष्ट्रिय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशालाका अनुसार विश्वका जलविद्युत प्लान्टहरूले कुल 675,000 मेगावाट उत्पादन गर्छन्, जुन 3.6 बिलियन ब्यारेल तेलको ऊर्जा बराबर हुन्छ।संयुक्त राज्य अमेरिकामा 2,000 भन्दा बढी जलविद्युत प्लान्टहरू सञ्चालनमा छन्, जसले जलविद्युतलाई देशको सबैभन्दा ठूलो नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत बनाउँछ।
यस लेखमा, हामी कसरी झर्ने पानीले ऊर्जा सिर्जना गर्छ भनेर हेर्नेछौं र जलविद्युतको लागि आवश्यक पानीको प्रवाह सिर्जना गर्ने हाइड्रोलोजिक चक्रको बारेमा जान्नेछौं।तपाईंले जलविद्युतको एक अद्वितीय अनुप्रयोगको झलक पनि पाउनुहुनेछ जसले तपाईंको दैनिक जीवनलाई असर गर्न सक्छ।
खोला बगिरहेको हेर्दा, यसले बोक्ने बल कल्पना गर्न गाह्रो हुन्छ।यदि तपाईं कहिल्यै सेतो पानी र्याफ्टिङ गर्दै हुनुहुन्छ भने, त्यसपछि तपाईंले नदीको शक्तिको सानो अंश महसुस गर्नुभएको छ।सेतो-पानी र्यापिडहरू नदीको रूपमा सिर्जना गरिन्छ, ठूलो मात्रामा पानी डाउनहिल, साँघुरो मार्गबाट ​​अवरोधहरू बोकेर।यस खोलबाट नदी जबरजस्ती हुँदा, यसको प्रवाह छिटो हुन्छ।पानीको ठूलो मात्रामा कति बल हुन सक्छ भन्ने अर्को उदाहरण बाढी हो।
जलविद्युत प्लान्टहरूले पानीको ऊर्जालाई दोहन गर्छन् र त्यस ऊर्जालाई विद्युतमा रूपान्तरण गर्न सरल मेकानिकहरू प्रयोग गर्छन्।जलविद्युत प्लान्टहरू वास्तवमा एक साधारण अवधारणामा आधारित छन् - बाँधबाट बग्ने पानीले टर्बाइन बदल्छ, जसले जेनेरेटरलाई बदल्छ।

यहाँ परम्परागत जलविद्युत प्लान्टका आधारभूत घटकहरू छन्:
बाँध - धेरै जलविद्युत प्लान्टहरू बाँधमा निर्भर हुन्छन् जसले पानीलाई फिर्ता राख्छ, ठूलो जलाशय सिर्जना गर्दछ।अक्सर, यो जलाशय एक मनोरञ्जन ताल को रूप मा प्रयोग गरिन्छ, जस्तै वाशिंगटन राज्य मा Grand Coulee बाँध मा लेक रुजवेल्ट।
इनटेक - बाँधमा गेटहरू खुल्छन् र गुरुत्वाकर्षणले पेनस्टक मार्फत पानी तान्छ, पाइपलाइन जसले टर्बाइनमा जान्छ।यो पाइप मार्फत पानी बग्दा दबाव बढ्छ।
टर्बाइन - पानीले टर्बाइनको ठूला ब्लेडलाई प्रहार गर्दछ र घुमाउँछ, जुन शाफ्टको माध्यमबाट माथिको जेनेरेटरमा जोडिएको हुन्छ।हाइड्रोपावर प्लान्टहरूको लागि सबैभन्दा सामान्य प्रकारको टर्बाइन फ्रान्सिस टर्बाइन हो, जुन घुमाउरो ब्लेडको साथ ठूलो डिस्क जस्तो देखिन्छ।फाउन्डेसन फर वाटर एन्ड इनर्जी एजुकेशन (FWEE) का अनुसार टर्बाइनको तौल १७२ टन जति हुन्छ र प्रति मिनेट ९० रिभोल्युसन (आरपीएम) को दरले घुम्न सक्छ।
जेनेरेटरहरू - जसरी टर्बाइन ब्लेडहरू घुम्छन्, त्यसरी जेनेरेटर भित्र चुम्बकहरूको श्रृंखला गर्नुहोस्।ठूला चुम्बकहरूले तामाको कुण्डलहरू घुमाउँछन्, इलेक्ट्रोनहरू चलाएर वैकल्पिक वर्तमान (AC) उत्पादन गर्छन्।(तपाईंले पछि जेनेरेटरले कसरी काम गर्छ भन्ने बारे थप जान्नुहुनेछ।)
ट्रान्सफर्मर - पावरहाउस भित्रको ट्रान्सफर्मरले एसी लिन्छ र यसलाई उच्च भोल्टेज प्रवाहमा रूपान्तरण गर्दछ।
पावर लाइनहरू - प्रत्येक पावर प्लान्टबाट चारवटा तारहरू आउँछन्: तीन चरणहरू एकैसाथ उत्पादन भइरहेका पावरका साथै तीनैवटामा समान्य वा तटस्थ।(पावर लाइन प्रसारणको बारेमा थप जान्नको लागि पावर वितरण ग्रिडहरूले कसरी काम गर्छ पढ्नुहोस्।)
बहिर्गमन - प्रयोग गरिएको पानी पाइपलाइनहरू मार्फत लगिन्छ, जसलाई टेलरेसेस भनिन्छ, र नदीको तलतिर पुन: प्रवेश गर्दछ।
जलाशय मा पानी भण्डारण ऊर्जा मानिन्छ।जब गेटहरू खुल्छन्, पेनस्टकबाट बग्ने पानी गतिमा भएकोले गतिज ऊर्जा बन्छ।उत्पादन हुने बिजुलीको मात्रा धेरै कारकहरू द्वारा निर्धारण गरिन्छ।ती कारक मध्ये दुई पानी प्रवाह को मात्रा र हाइड्रोलिक हेड को मात्रा हो।टाउकोले पानीको सतह र टर्बाइनहरू बीचको दूरीलाई जनाउँछ।टाउको र प्रवाह बढ्दै जाँदा विद्युत उत्पादन पनि बढ्छ।टाउको सामान्यतया जलाशय मा पानी को मात्रा मा निर्भर गर्दछ।

त्यहाँ अर्को प्रकारको जलविद्युत प्लान्ट छ, जसलाई पम्प गरिएको भण्डारण प्लान्ट भनिन्छ।परम्परागत जलविद्युत प्लान्टमा, जलाशयबाट पानी प्लान्टबाट बग्छ, बाहिर निस्कन्छ र तल प्रवाह हुन्छ।पम्प गरिएको भण्डारण प्लान्टमा दुईवटा जलाशयहरू छन्:
माथिल्लो जलाशय - एक परम्परागत जलविद्युत प्लान्ट जस्तै, बाँधले जलाशय बनाउँछ।यस जलाशयको पानी जलविद्युत प्लान्टमा बगेर बिजुली उत्पादन गर्दछ।
तल्लो जलाशय - जलविद्युत प्लान्टबाट बाहिर निस्केको पानी नदीमा पुन: प्रवेश गरी तलतिर बग्नुको सट्टा तल्लो जलाशयमा बग्छ।
उल्टाउन मिल्ने टर्बाइन प्रयोग गरेर, बिरुवाले माथिल्लो जलाशयमा पानी पम्प गर्न सक्छ।यो अफ-पिक घण्टामा गरिन्छ।अनिवार्य रूपमा, दोस्रो जलाशयले माथिल्लो जलाशयलाई रिफिल गर्दछ।माथिल्लो जलाशयमा पानी पम्प गरेर, प्लान्टमा अधिकतम खपतको अवधिमा बिजुली उत्पादन गर्न बढी पानी हुन्छ।

जेनरेटर
जलविद्युत आयोजनाको मुटु भनेको जेनेरेटर हो।धेरैजसो जलविद्युत प्लान्टहरूमा यी धेरै जेनेरेटरहरू छन्।
जेनेरेटर, तपाईले अनुमान गरेको हुन सक्छ, बिजुली उत्पन्न गर्दछ।यस तरिकाले बिजुली उत्पादन गर्ने आधारभूत प्रक्रिया भनेको तारको कुण्डल भित्र चुम्बकहरूको श्रृंखला घुमाउनु हो।यो प्रक्रियाले इलेक्ट्रोनहरू सार्छ, जसले विद्युतीय प्रवाह उत्पन्न गर्दछ।
हुभर बाँधमा कुल १७ जेनेरेटरहरू छन्, जसमध्ये प्रत्येकले १३३ मेगावाटसम्म उत्पादन गर्न सक्छ।हुभर बाँध जलविद्युत प्लान्टको कुल क्षमता २,०७४ मेगावाट छ।प्रत्येक जेनेरेटर निश्चित आधारभूत भागहरू बनेको छ:
शाफ्ट
उत्तेजक
रोटर
स्टेटर
टर्बाइन घुम्ने बित्तिकै, एक्सिटरले रोटरमा विद्युतीय प्रवाह पठाउँछ।रोटर ठूला इलेक्ट्रोम्याग्नेटहरूको एक श्रृंखला हो जुन तामाको तारको कडा घाउको कुण्डल भित्र घुम्छ, जसलाई स्टेटर भनिन्छ।कुण्डली र चुम्बकहरू बीचको चुम्बकीय क्षेत्रले विद्युतीय प्रवाह सिर्जना गर्दछ।
हुवर बाँधमा, 16,500 amps को करेन्ट जेनेरेटरबाट ट्रान्सफर्मरमा सर्छ, जहाँ हालको र्याम्पहरू प्रसारण हुनु अघि 230,000 amps सम्म पुग्छ।

जलविद्युत प्लान्टहरूले प्राकृतिक रूपमा हुने, निरन्तर प्रक्रियाको फाइदा लिन्छन् - जुन प्रक्रियाले वर्षा र नदीहरू बढ्छ।प्रत्येक दिन, हाम्रो ग्रहले वायुमण्डलबाट थोरै मात्रामा पानी गुमाउँछ किनभने पराबैंगनी किरणहरूले पानीका अणुहरूलाई टुक्राउँछ।तर एकै समयमा, ज्वालामुखी गतिविधि मार्फत पृथ्वीको भित्री भागबाट नयाँ पानी उत्सर्जन गरिन्छ।पानीको मात्रा र हराएको पानीको मात्रा लगभग समान छ।
कुनै पनि समयमा, संसारको पानीको कुल मात्रा धेरै फरक रूपहरूमा हुन्छ।यो तरल हुन सक्छ, महासागर, नदी र वर्षा जस्तै;ठोस, हिमनदीहरूमा जस्तै;वा ग्यासयुक्त, हावामा अदृश्य जल वाष्पमा जस्तै।हावाको धाराहरूद्वारा ग्रह वरिपरि घुम्ने क्रममा पानीले अवस्थाहरू परिवर्तन गर्दछ।हावा प्रवाहहरू सूर्यको ताप गतिविधिबाट उत्पन्न हुन्छन्।वायु-वर्तमान चक्रहरू ग्रहको अन्य क्षेत्रहरूमा भन्दा भूमध्य रेखामा बढी चम्कने सूर्यद्वारा सिर्जना गरिन्छ।
वायु-वर्तमान चक्रले पृथ्वीको पानी आपूर्तिलाई आफ्नै चक्र मार्फत चलाउँछ, जसलाई हाइड्रोलोजिक चक्र भनिन्छ।जब घामले तरल पानीलाई तताउँछ, पानी हावामा वाष्पमा परिणत हुन्छ।सूर्यले हावालाई तताउँछ, जसले गर्दा वायुमण्डलमा हावा बढ्छ।हावा माथि माथि चिसो हुन्छ, त्यसैले पानीको बाफ बढ्दै जाँदा, यो चिसो हुन्छ, थोपाहरूमा सघन हुन्छ।जब एक क्षेत्रमा पर्याप्त थोपाहरू जम्मा हुन्छन्, थोपाहरू वर्षाको रूपमा पृथ्वीमा फर्किन पर्याप्त भारी हुन सक्छ।
हाइड्रोलोजिक चक्र जलविद्युत प्लान्टहरूको लागि महत्त्वपूर्ण छ किनभने तिनीहरू पानीको प्रवाहमा निर्भर हुन्छन्।यदि बिरुवा नजिकै वर्षाको कमी छ भने, पानी माथिबाट जम्मा हुँदैन।धारामा पानी जम्मा नभएकोले जलविद्युत केन्द्रबाट कम पानी बग्छ र कम बिजुली उत्पादन हुन्छ।