जलविद्युत परियोजनाको लागि वाटरव्हील डिजाइन

जलविद्युतको लागि वाटरव्हील डिजाइन
जल ऊर्जा आइकनहाइड्रो ऊर्जा एक प्रविधि हो जसले पानी चल्ने गतिज ऊर्जालाई यान्त्रिक वा विद्युतीय ऊर्जामा रूपान्तरण गर्छ, र पानी चल्ने ऊर्जालाई प्रयोगयोग्य काममा रूपान्तरण गर्न प्रयोग गरिने सबैभन्दा प्रारम्भिक उपकरणहरू मध्ये एक वाटरव्हील डिजाइन थियो।
पानी पाङ्ग्राको डिजाइन समयसँगै विकसित भएको छ जसमा केही पानी पाङ्ग्राहरू ठाडो रूपमा, केही तेर्सो रूपमा र केही विस्तृत पुलीहरू र गियरहरू जडान गरिएका छन्, तर तिनीहरू सबै एउटै कार्य गर्न डिजाइन गरिएका छन् र त्यो पनि, "चलिरहेको पानीको रेखीय गतिलाई रोटरी गतिमा रूपान्तरण गर्नुहोस् जुन घुम्ने शाफ्ट मार्फत यसमा जडान गरिएको कुनै पनि मेसिनरीको टुक्रा चलाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ"।

विशिष्ट वाटरव्हील डिजाइन
प्रारम्भिक वाटरव्हील डिजाइन एकदमै आदिम र सरल मेसिनहरू थिए जसमा ठाडो काठको पाङ्ग्रा समावेश थियो जसमा काठको ब्लेड वा बाल्टिनहरू तिनीहरूको परिधि वरिपरि समान रूपमा फिक्स गरिएको थियो र सबै तेर्सो शाफ्टमा समर्थित थिए र यसको मुनि बग्ने पानीको बलले पाङ्ग्रालाई ब्लेडहरू विरुद्ध स्पर्शरेखा दिशामा धकेल्थ्यो।
यी ठाडो पानी पाङ्ग्राहरू प्राचीन ग्रीक र इजिप्टियनहरूले पहिलेको तेर्सो पानी पाङ्ग्रा डिजाइन भन्दा धेरै उच्च थिए, किनभने तिनीहरूले चलिरहेको पानीको गतिलाई शक्तिमा अनुवाद गर्दै अझ कुशलतापूर्वक काम गर्न सक्थे। त्यसपछि पानी पाङ्ग्रामा पुली र गियरिङ जोडिएको थियो जसले मिलस्टोन, आरा काठ, क्रस अयस्क, स्ट्याम्पिङ र काट्ने आदि सञ्चालन गर्न घुम्ने शाफ्टको दिशा तेर्सोबाट ठाडोमा परिवर्तन गर्न अनुमति दियो।

पानी पाङ्ग्रा डिजाइनका प्रकारहरू
धेरैजसो वाटरह्वीलहरू जसलाई वाटरमिल वा केवल वाटरह्वील पनि भनिन्छ, ठाडो रूपमा माउन्ट गरिएका पाङ्ग्राहरू हुन् जुन तेर्सो धुरीको वरिपरि घुम्छन्, र यस प्रकारका वाटरह्वीलहरूलाई पाङ्ग्राको धुरीको सापेक्षमा पाङ्ग्रामा पानी कसरी लागू गरिन्छ भन्ने आधारमा वर्गीकृत गरिन्छ। तपाईंले अपेक्षा गरे जस्तै, वाटरह्वीलहरू अपेक्षाकृत ठूला मेसिनहरू हुन् जुन कम कोणीय गतिमा घुम्छन्, र घर्षण र बाल्टिनहरूको अपूर्ण भरण, आदिबाट हुने क्षतिको कारणले गर्दा कम दक्षता हुन्छ।
पानीले पाङ्ग्राको बाल्टिन वा प्याडललाई धकेल्ने कार्यले एक्सलमा टर्क विकास गर्छ तर पाङ्ग्राको विभिन्न स्थानबाट यी प्याडल र बाल्टिनहरूमा पानी निर्देशित गरेर घुम्ने गति र यसको दक्षता सुधार गर्न सकिन्छ। वाटरव्हील डिजाइनका दुई सबैभन्दा सामान्य प्रकारहरू "अन्डरशट वाटरव्हील" र "ओभरशट वाटरव्हील" हुन्।

अन्डरसट वाटर ह्वील डिजाइन
अन्डरसट वाटर ह्वील डिजाइन, जसलाई "स्ट्रिम ह्वील" पनि भनिन्छ, प्राचीन ग्रीक र रोमीहरूले डिजाइन गरेको सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने प्रकारको वाटर ह्वील थियो किनभने यो निर्माण गर्न सबैभन्दा सरल, सस्तो र सजिलो प्रकारको पाङ्ग्रा थियो।
यस प्रकारको वाटरव्हील डिजाइनमा, पाङ्ग्रालाई सिधै छिटो बग्ने नदीमा राखिन्छ र माथिबाट समर्थन गरिन्छ। तलको पानीको गतिले पाङ्ग्राको तल्लो भागमा डुबेका प्याडलहरू विरुद्ध धक्का दिने कार्य सिर्जना गर्दछ जसले गर्दा यसलाई पानीको प्रवाहको दिशाको सापेक्षमा एक दिशामा मात्र घुम्न अनुमति दिन्छ।
यस प्रकारको वाटरव्हील डिजाइन सामान्यतया जमिनको प्राकृतिक ढलान नभएको समतल क्षेत्रहरूमा वा पानीको प्रवाह पर्याप्त छिटो हुने ठाउँमा प्रयोग गरिन्छ। अन्य वाटरव्हील डिजाइनहरूको तुलनामा, यस प्रकारको डिजाइन धेरै अकुशल छ, पानीको सम्भाव्य ऊर्जाको २०% मात्र पाङ्ग्रा घुमाउन प्रयोग गरिन्छ। साथै, पानीको ऊर्जा पाङ्ग्रा घुमाउन एक पटक मात्र प्रयोग गरिन्छ, त्यसपछि यो बाँकी पानीसँगै बग्छ।
अन्डरसट वाटर ह्वीलको अर्को बेफाइदा भनेको यसलाई गतिमा ठूलो मात्रामा पानी चलाउनु पर्छ। त्यसकारण, अन्डरसट वाटर ह्वीलहरू सामान्यतया नदीहरूको किनारमा अवस्थित हुन्छन् किनभने साना खोला वा खोलाहरूमा चलिरहेको पानीमा पर्याप्त सम्भाव्य ऊर्जा हुँदैन।
अन्डरसट वाटरह्वीलको दक्षतामा थोरै सुधार गर्ने एउटा तरिका भनेको नदीको पानीबाट केही प्रतिशतलाई साँघुरो च्यानल वा डक्टमा मोड्नु हो ताकि डाइभर्ट गरिएको पानीको १००% पाङ्ग्रा घुमाउन प्रयोग होस्। यो प्राप्त गर्नको लागि अन्डरसट ह्वील साँघुरो हुनुपर्छ र पानीलाई छेउबाट बाहिर निस्कनबाट रोक्न वा प्याडलहरूको संख्या वा आकार बढाएर च्यानल भित्र धेरै सही रूपमा फिट हुनुपर्छ।

ओभरसट वाटरव्हील डिजाइन
ओभरसट वाटर ह्वील डिजाइन सबैभन्दा सामान्य प्रकारको वाटर ह्वील डिजाइन हो। ओभरसट वाटर ह्वील यसको निर्माण र डिजाइनमा अघिल्लो अन्डरसट वाटर ह्वील भन्दा बढी जटिल छ किनकि यसले पानी समात्न र समात्न दुवैको लागि बाल्टिन वा साना डिब्बाहरू प्रयोग गर्दछ।
यी बाल्टिनहरूमा पाङ्ग्राको माथिबाट बग्ने पानी भरिन्छ। पूर्ण बाल्टिनमा पानीको गुरुत्वाकर्षण भारले पाङ्ग्रालाई यसको केन्द्रीय अक्ष वरिपरि घुमाउन बाध्य पार्छ किनकि पाङ्ग्राको अर्को छेउमा रहेका खाली बाल्टिनहरू हलुका हुन्छन्।
यस प्रकारको पानीको पाङ्ग्राले गुरुत्वाकर्षणको प्रयोग गरी पानीको साथै उत्पादन क्षमतामा पनि सुधार गर्छ, त्यसैले ओभरसट पानीको पाङ्ग्राहरू अन्डरसट डिजाइनहरू भन्दा धेरै कुशल हुन्छन् किनकि लगभग सबै पानी र यसको तौल उत्पादन शक्ति उत्पादन गर्न प्रयोग गरिन्छ। यद्यपि पहिले जस्तै, पानीको ऊर्जा पाङ्ग्रा घुमाउन एक पटक मात्र प्रयोग गरिन्छ, त्यसपछि यो बाँकी पानीसँगै बग्छ।
ओभरसट वाटरह्विलहरू नदी वा खोलाको माथि झुन्ड्याइएका हुन्छन् र सामान्यतया पहाडको छेउमा बनाइएका हुन्छन् जसले माथिबाट पानी आपूर्ति प्रदान गर्दछ जसको तल्लो टाउको (माथिको पानी र तलको नदी वा खोलाको बीचको ठाडो दूरी) ५ देखि २० मिटरको बीचमा हुन्छ। सानो बाँध वा बाँध निर्माण गर्न सकिन्छ र पानीलाई चक्रको माथिसम्म प्रवाह गर्न र गति बढाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ जसले गर्दा यसलाई बढी ऊर्जा मिल्छ तर पाङ्ग्रा घुमाउन यसको गति भन्दा पानीको आयतनले मद्दत गर्छ।

सामान्यतया, पानीको गुरुत्वाकर्षण भारले पाङ्ग्रा घुमाउनको लागि सम्भव भएसम्म सबैभन्दा ठूलो दूरी दिन ओभरसट वाटरह्वीलहरू सकेसम्म ठूला बनाइन्छ। यद्यपि, पाङ्ग्रा र पानीको तौलका कारण ठूला व्यासका वाटरह्वीलहरू निर्माण गर्न बढी जटिल र महँगो हुन्छन्।
जब व्यक्तिगत बाल्टिनहरू पानीले भरिन्छन्, पानीको गुरुत्वाकर्षण भारले पाङ्ग्रालाई पानीको प्रवाहको दिशामा घुमाउँछ। घुम्ने कोण पाङ्ग्राको तल्लो भागको नजिक पुग्दा, बाल्टिन भित्रको पानी तलको नदी वा खोलामा खाली हुन्छ, तर यसको पछाडि घुम्ने बाल्टिनको वजनले पाङ्ग्रालाई यसको घुमाउने गति जारी राख्छ। खाली बाल्टिन घुम्ने पाङ्ग्राको वरिपरि घुमिरहन्छ जबसम्म यो फेरि माथि उठेर थप पानीले भरिन तयार हुँदैन र चक्र दोहोरिन्छ। ओभरसट वाटरव्हील डिजाइनको एउटा बेफाइदा भनेको पाङ्ग्रामाथि बग्दा पानी एक पटक मात्र प्रयोग गरिन्छ।

पिचब्याक वाटरव्हील डिजाइन
पिचब्याक वाटर ह्वील डिजाइन अघिल्लो ओभरसट वाटर ह्वीलको भिन्नता हो किनकि यसले पाङ्ग्रा घुमाउन मद्दत गर्न पानीको गुरुत्वाकर्षण भार पनि प्रयोग गर्दछ, तर यसले थप धक्का दिनको लागि तलको फोहोर पानीको प्रवाह पनि प्रयोग गर्दछ। यस प्रकारको वाटर ह्वील डिजाइनले कम हेड इन्फिड प्रणाली प्रयोग गर्दछ जसले माथिको पेन्ट्रोबाट पाङ्ग्राको माथिल्लो भागको नजिक पानी प्रदान गर्दछ।
पानीलाई सिधै पाङ्ग्रामाथिबाट चलाउने ओभरसट वाटरव्हील जस्तो नभई, पिचब्याक वाटरव्हीलले पानीलाई फनेल मार्फत ठाडो रूपमा तलतिर र तलको बाल्टिनमा पुर्‍याउँछ जसले गर्दा पाङ्ग्रा माथिको पानीको प्रवाहको विपरीत दिशामा घुम्छ।
अघिल्लो ओभरसट वाटरह्वील जस्तै, बाल्टिनमा पानीको गुरुत्वाकर्षण भारले पाङ्ग्रालाई घडीको विपरीत दिशामा घुमाउँछ। घुम्ने कोण पाङ्ग्राको तल्लो भागको नजिक पुग्दा, बाल्टिन भित्र फसेको पानी तल खाली हुन्छ। खाली बाल्टिन पाङ्ग्रामा जोडिएपछि, यो पहिले जस्तै पाङ्ग्रासँग घुमिरहन्छ जबसम्म यो फेरि माथि माथि पुग्दैन र थप पानीले भरिन तयार हुँदैन र चक्र दोहोरिन्छ।
यस पटकको भिन्नता यो हो कि घुम्ने बाल्टीबाट खाली गरिएको फोहोर पानी घुम्ने पाङ्ग्राको दिशामा बग्छ (किनकि यसको अन्यत्र जाने ठाउँ छैन), अन्डरसट वाटरव्हील प्रिन्सिपल जस्तै। यसरी पिचब्याक वाटरव्हीलको मुख्य फाइदा यो हो कि यसले पानीको ऊर्जा दुई पटक प्रयोग गर्दछ, एक पटक माथिबाट र एक पटक तलबाट पाङ्ग्रालाई यसको केन्द्रीय अक्ष वरिपरि घुमाउन।
परिणामस्वरूप, पानीको पाङ्ग्राको डिजाइनको दक्षता पानीको उर्जाको ८०% भन्दा बढीमा धेरै बढ्छ किनकि यो आउने पानीको गुरुत्वाकर्षण भार र माथिबाट बाल्टिनमा निर्देशित पानीको बल वा दबाब, साथै तलको फोहोर पानीको प्रवाहले बाल्टिनहरू विरुद्ध धकेल्छ। पिचब्याक वाटरव्हीलको बेफाइदा यो हो कि यसलाई पाङ्ग्राको माथि सिधै चुट र पेन्ट्रोहरू सहित अलि बढी जटिल पानी आपूर्ति व्यवस्था चाहिन्छ।

ब्रेस्टसट वाटरव्हील डिजाइन
ब्रेस्टसट वाटर ह्वील डिजाइन अर्को ठाडो रूपमा माउन्ट गरिएको वाटर ह्वील डिजाइन हो जहाँ पानी एक्सल उचाइमा लगभग आधा बाटो माथि वा त्यसको ठीक माथि बाल्टिनहरूमा प्रवेश गर्छ, र त्यसपछि पाङ्ग्रा घुम्ने दिशामा तलबाट बाहिर निस्कन्छ। सामान्यतया, ब्रेस्टसट वाटर ह्वील त्यस्तो अवस्थामा प्रयोग गरिन्छ जहाँ पानीको हेड माथिबाट ओभरशट वा पिचब्याक वाटर ह्वील डिजाइनलाई पावर दिन अपर्याप्त हुन्छ।
यहाँ बेफाइदा यो हो कि पानीको गुरुत्वाकर्षण भार पहिलेको आधा परिक्रमाको विपरीत लगभग एक चौथाई परिक्रमाको लागि मात्र प्रयोग गरिन्छ। यो कम हेड उचाइलाई पार गर्न, पानीबाट आवश्यक मात्रामा सम्भावित ऊर्जा निकाल्न पानीको पाङ्ग्रा बाल्टिनहरू चौडा बनाइन्छ।
ब्रेस्टसट वाटरह्वीलहरूले पाङ्ग्रा घुमाउन पानीको गुरुत्वाकर्षण भार लगभग उही प्रयोग गर्छन् तर पानीको हेड उचाइ सामान्य ओभरसट वाटरह्वीलको आधा जति हुने भएकाले, बाल्टीहरूमा समातिएको पानीको आयतन बढाउन बाल्टिनहरू अघिल्ला वाटरह्वील डिजाइनहरू भन्दा धेरै चौडा हुन्छन्। यस प्रकारको डिजाइनको बेफाइदा भनेको प्रत्येक बाल्टिनले बोकेको पानीको चौडाइ र तौलमा वृद्धि हो। पिचब्याक डिजाइन जस्तै, ब्रेस्टसट पाङ्ग्राले पानीको ऊर्जा दुई पटक प्रयोग गर्दछ किनकि वाटरह्वील पानीमा बस्नको लागि डिजाइन गरिएको छ जसले गर्दा फोहोर पानीले पाङ्ग्रा घुमाउन मद्दत गर्छ जब यो तल बग्छ।

वाटरव्हील प्रयोग गरेर बिजुली उत्पादन गर्नुहोस्
ऐतिहासिक रूपमा पानीका पाङ्ग्राहरू पीठो, अन्न र अन्य यस्ता यान्त्रिक कार्यहरूको लागि प्रयोग गरिँदै आएको छ। तर पानीका पाङ्ग्राहरू बिजुली उत्पादनको लागि पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ, जसलाई हाइड्रो पावर प्रणाली भनिन्छ। पानीका पाङ्ग्राहरू घुम्ने शाफ्टमा विद्युतीय जेनेरेटर जडान गरेर, प्रत्यक्ष वा अप्रत्यक्ष रूपमा ड्राइभ बेल्ट र पुलीहरू प्रयोग गरेर, सौर्य ऊर्जाको विपरीत, पानीका पाङ्ग्राहरू २४ घण्टा निरन्तर बिजुली उत्पादन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यदि पानीका पाङ्ग्राहरू सही रूपमा डिजाइन गरिएको छ भने, सानो वा "सूक्ष्म" जलविद्युत प्रणालीले औसत घरमा प्रकाश र/वा विद्युतीय उपकरणहरूलाई बिजुली दिन पर्याप्त बिजुली उत्पादन गर्न सक्छ।
अपेक्षाकृत कम गतिमा यसको अधिकतम आउटपुट उत्पादन गर्न डिजाइन गरिएको वाटर ह्वील जेनेरेटरहरू खोज्नुहोस्। साना परियोजनाहरूको लागि, सानो DC मोटरलाई कम-गति जेनेरेटर वा अटोमोटिभ अल्टरनेटरको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ तर यी धेरै उच्च गतिमा काम गर्न डिजाइन गरिएका छन् त्यसैले केही प्रकारको गियरिङ आवश्यक पर्न सक्छ। हावा टर्बाइन जेनेरेटरले कम गति, उच्च आउटपुट सञ्चालनको लागि डिजाइन गरिएको हुनाले आदर्श वाटर ह्वील जेनेरेटर बनाउँछ।
यदि तपाईंको घर वा बगैंचा नजिकै एकदमै छिटो बग्ने नदी वा खोला छ जुन तपाईंले प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ भने, सानो स्तरको जलविद्युत प्रणाली "वायु ऊर्जा" वा "सौर्य ऊर्जा" जस्ता नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरूको अन्य रूपहरूको लागि राम्रो विकल्प हुन सक्छ किनभने यसको दृश्य प्रभाव धेरै कम हुन्छ। साथै हावा र सौर्य ऊर्जा जस्तै, स्थानीय उपयोगिता ग्रिडमा जडान गरिएको ग्रिड-जडित सानो स्तरको वाटरव्हील डिजाइन गरिएको उत्पादन प्रणालीको साथ, तपाईंले उत्पादन गर्नुभएको तर प्रयोग नगरेको कुनै पनि बिजुली बिजुली कम्पनीलाई फिर्ता बेच्न सकिन्छ।
हाइड्रो इनर्जीको बारेमा अर्को ट्यूटोरियलमा, हामी जलविद्युत उत्पादनको लागि हाम्रो वाटरव्हील डिजाइनमा संलग्न गर्न सकिने विभिन्न प्रकारका टर्बाइनहरू हेर्नेछौं। वाटरव्हील डिजाइन र पानीको शक्ति प्रयोग गरेर आफ्नै बिजुली कसरी उत्पादन गर्ने भन्ने बारे थप जानकारीको लागि, वा उपलब्ध विभिन्न वाटरव्हील डिजाइनहरूको बारेमा थप जलविद्युत जानकारी प्राप्त गर्न, वा जलविद्युतका फाइदा र बेफाइदाहरू अन्वेषण गर्न, त्यसपछि बिजुली उत्पादन गर्न प्रयोग गर्न सकिने वाटरव्हीलहरूको सिद्धान्त र निर्माणको बारेमा आज नै अमेजनबाट आफ्नो प्रतिलिपि अर्डर गर्न यहाँ क्लिक गर्नुहोस्।