هائيڊرو پاور پلانٽ ۽ هائيڊرو ٽربائن جنريٽر ڪيئن ڪم ڪن ٿا

دنيا ۾، هائيڊرو پاور پلانٽ دنيا جي بجلي جو تقريباً 24 سيڪڙو پيدا ڪن ٿا ۽ 1 ارب کان وڌيڪ ماڻهن کي بجلي فراهم ڪن ٿا. نيشنل رينيوئيبل انرجي ليبارٽري جي مطابق، دنيا جا هائيڊرو پاور پلانٽ گڏيل طور تي 675,000 ميگا واٽ بجلي پيدا ڪن ٿا، جيڪا توانائي 3.6 ارب بيرل تيل جي برابر آهي. آمريڪا ۾ 2,000 کان وڌيڪ هائيڊرو پاور پلانٽ ڪم ڪري رهيا آهن، جيڪي هائيڊرو پاور کي ملڪ جو سڀ کان وڏو قابل تجديد توانائي ذريعو بڻائين ٿا.
هن آرٽيڪل ۾، اسين هڪ نظر وجهنداسين ته ڪيئن هيٺ لهندڙ پاڻي توانائي پيدا ڪري ٿو ۽ هائيڊروولوجيڪ چڪر بابت سکنداسين جيڪو هائيڊرو پاور لاءِ ضروري پاڻي جي وهڪري کي پيدا ڪري ٿو. توهان کي هائيڊرو پاور جي هڪ منفرد استعمال تي پڻ هڪ جھلڪ ملندي جيڪا توهان جي روزاني زندگي کي متاثر ڪري سگهي ٿي.
جڏهن ڪنهن درياهه کي وهندي ڏسي رهيا آهيو، ته ان جي طاقت جو تصور ڪرڻ مشڪل آهي. جيڪڏهن توهان ڪڏهن به وائيٽ واٽر رافٽنگ ڪئي آهي، ته پوءِ توهان درياهه جي طاقت جو هڪ ننڍڙو حصو محسوس ڪيو آهي. وائيٽ واٽر ريپڊ هڪ درياهه جي طور تي ٺاهيا ويا آهن، جيڪو پاڻي جي وڏي مقدار کي هيٺ لهي، هڪ تنگ گذرگاهه ذريعي رڪاوٽون کڻي ويندو آهي. جيئن درياهه کي هن سوراخ مان مجبور ڪيو ويندو آهي، ان جو وهڪرو تيز ٿي ويندو آهي. ٻوڏ هڪ ٻي مثال آهي ته پاڻي جي هڪ وڏي مقدار ۾ ڪيتري طاقت ٿي سگهي ٿي.

هائيڊرو پاور پلانٽ پاڻي جي توانائي کي استعمال ڪن ٿا ۽ ان توانائي کي بجلي ۾ تبديل ڪرڻ لاءِ سادي ميڪينڪس استعمال ڪن ٿا. هائيڊرو پاور پلانٽ اصل ۾ هڪ سادي تصور تي ٻڌل آهن - ڊيم مان وهندڙ پاڻي هڪ ٽربائن کي ڦيرائي ٿو، جيڪو هڪ جنريٽر کي ڦيرائي ٿو.
هتي هڪ روايتي هائيڊرو پاور پلانٽ جا بنيادي جزا آهن:
شافٽ جيڪو ٽربائن ۽ جنريٽر کي ڳنڍيندو آهي
ڊيم - گھڻا هائيڊرو پاور پلانٽ هڪ ڊيم تي ڀاڙين ٿا جيڪو پاڻي کي روڪي ٿو، هڪ وڏو ذخيرو ٺاهي ٿو. گهڻو ڪري، هي ذخيرو تفريحي ڍنڍ طور استعمال ڪيو ويندو آهي، جهڙوڪ واشنگٽن رياست ۾ گرينڊ ڪولي ڊيم تي روزويلٽ ڍنڍ.
انٽيڪ - ڊيم جا دروازا کُلي ويندا آهن ۽ ڪشش ثقل پاڻي کي پين اسٽاڪ ذريعي ڇڪيندي آهي، هڪ پائپ لائن جيڪا ٽربائن ڏانهن وٺي ويندي آهي. پاڻي هن پائپ مان وهندي دٻاءُ وڌائيندو آهي.
ٽربائن - پاڻي ٽربائن جي وڏن بليڊن کي ٽڪرائي ٿو ۽ گھمائي ٿو، جيڪو شافٽ ذريعي ان جي مٿان هڪ جنريٽر سان ڳنڍيل آهي. هائيڊرو پاور پلانٽس لاءِ سڀ کان عام قسم جو ٽربائن فرانسس ٽربائن آهي، جيڪو وکر بليڊن سان هڪ وڏي ڊسڪ وانگر ڏسڻ ۾ اچي ٿو. فائونڊيشن فار واٽر اينڊ انرجي ايجوڪيشن (FWEE) جي مطابق، هڪ ٽربائن 172 ٽن تائين وزن ڪري سگهي ٿو ۽ 90 انقلاب في منٽ (rpm) جي شرح سان ڦري سگهي ٿو.
جنريٽر - جيئن ٽربائن جا بليڊ ڦرندا آهن، تيئن جنريٽر جي اندر مقناطيس جو هڪ سلسلو به ڦرندو آهي. وڏا مقناطيس ٽامي جي ڪوئلن جي چوڌاري گھمندا آهن، اليڪٽران کي حرڪت ڏيندي متبادل ڪرنٽ (AC) پيدا ڪندا آهن. (توهان بعد ۾ جنريٽر جي ڪم ڪرڻ بابت وڌيڪ سکندا.)
ٽرانسفارمر - پاور هائوس اندر ٽرانسفارمر اي سي کي وٺي ٿو ۽ ان کي وڌيڪ وولٽيج ڪرنٽ ۾ تبديل ڪري ٿو.
پاور لائينون - هر پاور پلانٽ مان چار تارون نڪرنديون آهن: بجلي جا ٽي مرحلا هڪ ئي وقت پيدا ڪيا پيا وڃن ۽ هڪ غير جانبدار يا زمين ٽنهي لاءِ عام. (پاور لائين ٽرانسميشن بابت وڌيڪ ڄاڻڻ لاءِ پاور ڊسٽريبيوشن گرڊ ڪيئن ڪم ڪن ٿا پڙهو.)
ٻاهر نڪرڻ - استعمال ٿيل پاڻي پائپ لائنن ذريعي آندو ويندو آهي، جن کي ٽيلريس سڏيو ويندو آهي، ۽ درياءَ ۾ ٻيهر هيٺ وهڪري ۾ داخل ٿئي ٿو.
ذخيري ۾ موجود پاڻي کي ذخيرو ٿيل توانائي سمجهيو ويندو آهي. جڏهن دروازا کُليندا آهن، ته پين اسٽاڪ مان وهندڙ پاڻي حرڪتي توانائي بڻجي ويندو آهي ڇاڪاڻ ته اهو حرڪت ۾ هوندو آهي. پيدا ٿيندڙ بجلي جي مقدار ڪيترن ئي عنصرن جي ڪري طئي ٿيندي آهي. انهن مان ٻه عنصر پاڻي جي وهڪري جو مقدار ۽ هائيڊروڪ هيڊ جو مقدار آهن. هيڊ پاڻي جي مٿاڇري ۽ ٽربائن جي وچ ۾ فاصلي کي ظاهر ڪري ٿو. جيئن هيڊ ۽ وهڪري وڌندي آهي، تيئن بجلي پيدا ٿيندي آهي. هيڊ عام طور تي ذخيري ۾ پاڻي جي مقدار تي منحصر هوندو آهي.
هڪ ٻيو قسم جو هائيڊرو پاور پلانٽ آهي، جنهن کي پمپڊ اسٽوريج پلانٽ چيو ويندو آهي. هڪ روايتي هائيڊرو پاور پلانٽ ۾، ذخيري مان پاڻي پلانٽ مان وهندو آهي، ٻاهر نڪرندو آهي ۽ هيٺ وهڪري ۾ آندو ويندو آهي. هڪ پمپڊ اسٽوريج پلانٽ ۾ ٻه ذخيرا هوندا آهن:

مٿيون ذخيرو - هڪ روايتي هائيڊرو پاور پلانٽ وانگر، هڪ ڊيم هڪ ذخيرو ٺاهيندو آهي. هن ذخيري ۾ پاڻي بجلي پيدا ڪرڻ لاءِ هائيڊرو پاور پلانٽ مان وهندو آهي.
هيٺيون ذخيرو - هائيڊرو پاور پلانٽ مان نڪرندڙ پاڻي درياهه ۾ ٻيهر داخل ٿيڻ ۽ هيٺ لهي وهڻ جي بدران هيٺين ذخيري ۾ وهندو آهي.
هڪ ريورسيبل ٽربائن استعمال ڪندي، پلانٽ پاڻي کي واپس مٿئين ذخيري ڏانهن پمپ ڪري سگهي ٿو. اهو آف پيڪ ڪلاڪن ۾ ڪيو ويندو آهي. بنيادي طور تي، ٻيو ذخيرو مٿئين ذخيري کي ٻيهر ڀريندو آهي. پاڻي کي واپس مٿئين ذخيري ڏانهن پمپ ڪرڻ سان، پلانٽ وٽ وڌيڪ پاڻي هوندو آهي ته جيئن چوٽي جي استعمال جي دور ۾ بجلي پيدا ڪري سگهجي.

جنريٽر
هائيڊرو اليڪٽرڪ پاور پلانٽ جو دل جنريٽر آهي. گهڻن هائيڊرو پاور پلانٽس ۾ اهڙا ڪيترائي جنريٽر هوندا آهن.
جيئن توهان اندازو لڳايو هوندو، جنريٽر بجلي پيدا ڪري ٿو. هن طريقي سان بجلي پيدا ڪرڻ جو بنيادي عمل تار جي ڪوئلن اندر مقناطيس جي هڪ سلسلي کي گھمائڻ آهي. هي عمل اليڪٽران کي حرڪت ڏئي ٿو، جيڪو بجلي جي ڪرنٽ پيدا ڪري ٿو.
هوور ڊيم ۾ ڪل 17 جنريٽر آهن، جن مان هر هڪ 133 ميگا واٽ تائين بجلي پيدا ڪري سگهي ٿو. هوور ڊيم هائيڊرو پاور پلانٽ جي ڪل گنجائش 2,074 ميگا واٽ آهي. هر جنريٽر ڪجهه بنيادي حصن مان ٺهيل آهي:

جيئن ٽربائن گھمندي آهي، ايڪسائيٽر روٽر ڏانهن برقي ڪرنٽ موڪليندو آهي. روٽر وڏن برقي مقناطيس جو هڪ سلسلو آهي جيڪو ٽامي جي تار جي هڪ مضبوط زخم واري ڪوئل اندر گھمندو آهي، جنهن کي اسٽيٽر سڏيو ويندو آهي. ڪوئل ۽ مقناطيس جي وچ ۾ مقناطيسي ميدان هڪ برقي ڪرنٽ پيدا ڪري ٿو.
هوور ڊيم ۾، 16,500 ايم پي ايس جو ڪرنٽ جنريٽر کان ٽرانسفارمر ڏانهن منتقل ٿئي ٿو، جتي ڪرنٽ منتقل ٿيڻ کان اڳ 230,000 ايم پي ايس تائين ريمپ ڪري ٿو.
هائيڊرو پاور پلانٽ قدرتي طور تي ٿيندڙ، مسلسل عمل جو فائدو وٺن ٿا - اهو عمل جيڪو مينهن وسڻ ۽ دريائن جي اڀرڻ جو سبب بڻجندو آهي. هر روز، اسان جو سيارو فضا مان پاڻي جي ٿوري مقدار کي وڃائي ٿو جيئن الٽراوائليٽ شعاعون پاڻي جي ماليڪيولن کي ٽوڙي ڇڏين ٿيون. پر ساڳئي وقت، آتش فشاني سرگرمي ذريعي ڌرتي جي اندروني حصي مان نئون پاڻي خارج ٿئي ٿو. پيدا ٿيل پاڻي جي مقدار ۽ ضايع ٿيل پاڻي جي مقدار تقريبن ساڳي آهي.
ڪنهن به وقت، دنيا ۾ پاڻي جو ڪل مقدار ڪيترن ئي مختلف شڪلن ۾ هوندو آهي. اهو مائع ٿي سگهي ٿو، جيئن سمنڊن، دريائن ۽ مينهن ۾؛ مضبوط، جيئن گليشيئرن ۾؛ يا گيس، جيئن هوا ۾ نظر نه ايندڙ پاڻي جي بخارات ۾. پاڻي حالتون تبديل ڪري ٿو جيئن اهو سيارو جي چوڌاري هوائن جي وهڪرن ذريعي حرڪت ڪري ٿو. هوائن جا وهڪرا سج جي گرمائش جي سرگرمي ذريعي پيدا ٿين ٿا. هوا جي وهڪري جا چڪر سج جي ٻين علائقن جي ڀيٽ ۾ خط استوا تي وڌيڪ چمڪائڻ سان پيدا ٿين ٿا.

هوا جي وهڪري جا چڪر ڌرتيءَ جي پاڻي جي فراهمي کي پنهنجي هڪ چڪر ذريعي هلائيندا آهن، جنهن کي هائيڊرولاجيڪل چڪر سڏيو ويندو آهي. جيئن سج مائع پاڻي کي گرم ڪري ٿو، پاڻي هوا ۾ بخارات ۾ تبديل ٿي ويندو آهي. سج هوا کي گرم ڪري ٿو، جنهن جي ڪري هوا فضا ۾ مٿي اڀري ٿي. هوا مٿي ٿڌي هوندي آهي، تنهن ڪري جيئن پاڻي جي بخارات اڀرندي آهي، اهو ٿڌو ٿي ويندو آهي، قطرن ۾ ڳرندو ويندو آهي. جڏهن ڪافي قطرا هڪ علائقي ۾ جمع ٿين ٿا، ته قطرا ايترا ڳرا ٿي سگهن ٿا جو زمين تي برسات جي صورت ۾ واپس ڪري سگهن.
هائيڊروولوجيڪل چڪر هائيڊرو پاور پلانٽس لاءِ اهم آهي ڇاڪاڻ ته اهي پاڻي جي وهڪري تي منحصر آهن. جيڪڏهن پلانٽ جي ويجهو مينهن نه پوي ته پاڻي مٿي وهڪري ۾ گڏ نه ٿيندو. پاڻي مٿي وهڪري ۾ گڏ نه ٿيڻ سان، هائيڊرو پاور پلانٽ مان گهٽ پاڻي وهندو آهي ۽ گهٽ بجلي پيدا ٿيندي آهي.
هائيڊرو پاور جو بنيادي خيال ٽربائن بليڊ کي گھمائڻ لاءِ هلندڙ مائع جي طاقت کي استعمال ڪرڻ آهي. عام طور تي، هن ڪم کي انجام ڏيڻ لاءِ درياهه جي وچ ۾ هڪ وڏو ڊيم ٺاهڻو پوندو آهي. هڪ نئين ايجاد پورٽيبل اليڪٽرانڪ ڊوائيسز لاءِ بجلي فراهم ڪرڻ لاءِ تمام ننڍي پيماني تي هائيڊرو پاور جي خيال کي سرمائيداري ڪري رهي آهي.

ڪينيڊا جي اونٽاريو جي موجد رابرٽ ڪوماريچڪا، جوتن جي تلائن ۾ ننڍڙا هائيڊرو پاور جنريٽر رکڻ جو خيال پيش ڪيو آهي. هن جو يقين آهي ته اهي مائڪرو ٽربائن تقريبن ڪنهن به گيجٽ کي بجلي ڏيڻ لاءِ ڪافي بجلي پيدا ڪندا. مئي 2001 ۾، ڪوماريچڪا کي پنهنجي منفرد پيرن سان هلندڙ ڊوائيس لاءِ پيٽنٽ مليو.
اسان جي هلڻ جو هڪ تمام بنيادي اصول آهي: هر قدم دوران پير ايڙهي کان پير تائين ڪري ٿو. جيئن توهان جو پير زمين تي ڪري ٿو، طاقت توهان جي ايڙهي ذريعي هيٺ لهي ٿي. جڏهن توهان پنهنجي ايندڙ قدم لاءِ تياري ڪندا آهيو، ته توهان پنهنجو پير اڳتي وڌايو، تنهنڪري قوت توهان جي پير جي بال ڏانهن منتقل ٿي ويندي آهي. ڪوماريچڪا ظاهري طور تي هلڻ جي هن بنيادي اصول کي محسوس ڪيو ۽ هن روزاني سرگرمي جي طاقت کي استعمال ڪرڻ لاءِ هڪ خيال تيار ڪيو آهي.
ڪوماريچڪا جي "هائيڊرو اليڪٽرڪ جنريٽر اسيمبلي سان گڏ پير" جا پنج حصا آهن، جيئن ان جي پيٽنٽ ۾ بيان ڪيو ويو آهي:

فلوئڊ - سسٽم هڪ برقي طور تي هلندڙ فلوئڊ استعمال ڪندو.
رطوبت کي رکڻ لاءِ ٿيلهيون - هڪ ٿيلهي کي جوتن جي هيل ۾ ۽ ٻي کي پير جي حصي ۾ رکيو ويندو آهي.
ناليون - ناليون هر ٿلهي کي هڪ مائڪرو جنريٽر سان ڳنڍينديون آهن.
ٽربائن - جيئن پاڻي تلو ۾ اڳتي پوئتي هلندو آهي، اهو هڪ ننڍڙي ٽربائن جي بليڊن کي حرڪت ڏيندو آهي.
مائڪرو جنريٽر - جنريٽر ٻن سيال سان ڀريل ٿيلهين جي وچ ۾ واقع آهي، ۽ ان ۾ هڪ وين روٽر شامل آهي، جيڪو هڪ شافٽ هلائي ٿو ۽ جنريٽر کي گھمائي ٿو.
جيئن ڪو ماڻهو هلندو آهي، جوتن جي هيل ۾ واقع ٿيلهي ۾ موجود رطوبت جو دٻاءُ سيال کي ڪنڊوٽ ذريعي ۽ هائيڊرو اليڪٽرڪ جنريٽر ماڊيول ۾ زور سان داخل ڪندو. جيئن استعمال ڪندڙ هلڻ جاري رکندو، ايڙهي مٿي ڪئي ويندي ۽ شخص جي پير جي بال جي هيٺان ٿيلهي تي هيٺيون دٻاءُ وڌو ويندو. رطوبت جي حرڪت روٽر ۽ شافٽ کي گھمائيندي بجلي پيدا ڪندي.

تارن کي پورٽيبل ڊيوائس سان ڳنڍڻ لاءِ هڪ ٻاهرين ساکٽ فراهم ڪئي ويندي. استعمال ڪندڙ جي بيلٽ تي پائڻ لاءِ هڪ پاور ڪنٽرول آئوٽ پُٽ يونٽ پڻ فراهم ڪري سگهجي ٿو. پوءِ اليڪٽرانڪ ڊوائيسز کي هن پاور ڪنٽرول آئوٽ پُٽ يونٽ سان ڳنڍي سگهجي ٿو، جيڪو بجلي جي مسلسل فراهمي فراهم ڪندو.
"بيٽري تي هلندڙ، پورٽيبل ڊوائيسز جي تعداد ۾ واڌ سان،" پيٽنٽ پڙهي ٿو، "هڪ ڊگهي عرصي تائين هلندڙ، موافقت پذير، ڪارآمد برقي ذريعو مهيا ڪرڻ جي ضرورت وڌي رهي آهي." ڪوماريچڪا توقع ڪري ٿو ته سندس ڊوائيس پورٽيبل ڪمپيوٽرن، سيل فونن، سي ڊي پليئرز، جي پي ايس رسيور ۽ ٻه طرفي ريڊيو کي طاقت ڏيڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو.