هائيڊرو پاور، پنهنجي قابل تجديد ۽ گهٽ قيمت وارين خاصيتن سان، توانائي جي منتقلي ۾ هڪ اهم عنصر آهي.

صاف توانائي جي منظرنامي ۾، هائيڊرو پاور توانائي جي تبديلي جي هڪ اهم ستون جي حيثيت سان بيٺو آهي، ان جي قابل تجديد نوعيت، گهٽ قيمت، ۽ مضبوط چوٽي لوڊ بيلنسنگ صلاحيتن جي مهرباني. ٿري گورجز ڊيم جي وڏي ٽربائن کان وٺي جبلن جي علائقن ۾ ننڍن هائيڊرو پاور پلانٽس جي نرم وهڪري تائين، ٽربائن جي گردش هميشه "پاڻي جي امڪاني توانائي → ميڪيڪل توانائي → برقي توانائي" کان توانائي جي تبديلي سان گڏ هوندي آهي. هائيڊرو پاور جي بنيادي اپيل مختلف پاڻي جي سر ۽ وهڪري جي حالتن هيٺ هائيڊرو پاور ٽربائن-جنريٽر يونٽ جي شاندار موافقت ۾ آهي. هي متحرڪ مظاهري ماڊل، ري ايڪشن ٽربائن ۽ امپلس ٽربائن جهڙن مکيه وهڪرو ٽربائن جي قسمن جي صحيح نقل ذريعي، ٽربائن ۽ پاڻي جي وهڪري جي وچ ۾ رابطي جي منفرد ذهانت کي ظاهر ڪري ٿو. (1) ري ايڪشن ٽربائن ماڊل: پاڻي جي وهڪري ۽ بليڊن جي وچ ۾ "ايمبريسنگ" توانائي جي تبادلي فرانسس ٽربائن ماڊل سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيندڙ "آل رائونڊر" آهي. ماڊل ٿري گورجز پاور اسٽيشن تي 1:25 پيماني تي 700 ميگاواٽ يونٽ جي بنيادي ڍانچي کي ٻيهر پيدا ڪري ٿو. رنر جو قطر 30 سينٽي ميٽر آهي ۽ ان ۾ 13 سڌريل بليڊ (15° انليٽ اينگل، 20° آئوٽ ليٽ اينگل) ريڊيل طور تي ترتيب ڏنل آهن؛ رنر جي چوڌاري ترتيب ڏيڻ وارا گائيڊ وينز (24 وينز، ABS پلاسٽڪ ۽ ڌاتو فريم ڪمپوزٽ مان ٺهيل آهن) آهن، هڪ "گورنر رنگ" سان ڳنڍيل آهن، جيڪو گائيڊ وين اوپننگ (0-30°) کي ترتيب ڏئي سگهي ٿو. شفاف ڪيسنگ ڪاسٽ ايڪريلڪ مان ٺهيل آهي. پاڻي (هڪ مائڪرو پمپ ذريعي هلندڙ گردش ڪندڙ پاڻي جي نظام مان) سڀني پاسن کان ڪيسنگ ۾ هڪجهڙائي سان وهندو آهي، گائيڊ وينز جي رهنمائي سان، ۽ رنر بليڊن کي 20m/s جي نقلي وهڪري جي رفتار تي متاثر ڪري ٿو، رنر کي گھمڻ لاءِ هلائي ٿو (150 rpm، اصل يونٽ جي 125 rpm جي مطابق). متحرڪ مظاهري جو مرڪز "گردش پاڻي جي انٽيڪ" جي توانائي جي تبديلي ۾ آهي: جڏهن گائيڊ وين اوپننگ کي 20° تي ترتيب ڏنو ويندو آهي، فلو ميٽر "نقلي وهڪري جي شرح 5L/s" ڏيکاري ٿو، اسپيڊ ميٽر 150 rpm تي مستحڪم ٿئي ٿو، ۽ جنريٽر ماڊل 220V آئوٽ ڪري ٿو. جڏهن "ٻوڏ جي موسم دوران وڌندڙ وهڪري" (گائيڊ وين مڪمل طور تي کليل) کي نقل ڪيو ويندو آهي، ٽربائن جي رفتار 180 rpm تائين وڌي ويندي آهي، ۽ وولٽيج 240V تائين وڌي ويندي آهي. اسڪرين هڪ ئي وقت ڏيکاري ٿي "فرانسس ٽربائن 50-700m جي پاڻي جي سرن لاءِ مناسب آهن ۽ 95٪ جي ڪارڪردگي حاصل ڪري سگهن ٿيون". هي ڊيزائن "ٽربائن کي هلائڻ واري بليڊ جي ٻنهي پاسن تي دٻاءُ جي فرق" جي رد عمل جي اصول کي وجداني بڻائي ٿو، مڪمل طور تي وضاحت ڪري ٿو ته فرانسس ٽربائن ڇو تيز پاڻي جي سر ۽ وڏي وهڪري جي شرح لاءِ ترجيحي پسند آهن. محوري وهڪري ٽربائن ماڊل گهٽ پاڻي جي سرن لاءِ "محوري پاڻي جي مقدار" جي فائدن کي ڏيکاري ٿو، جنهن ۾ مقرر ۽ ترتيب ڏيڻ واري بليڊ ٻنهي قسمن جي خاصيت آهي. ترتيب ڏيڻ واري بليڊ ماڊل ۾ 40 سينٽي ميٽر قطر جو روٽر آهي جنهن ۾ 6 بليڊ آهن جيڪي پاڻي جي وهڪري جي حالتن (مائڪرو سروو موٽر ذريعي ڪنٽرول ٿيل) جي مطابق گھمندا آهن، بليڊ اينگل ايڊجسٽمينٽ رينج -10° کان +15° تائين آهي. گائيڊ وين ۽ روٽر هڪ محوري طور تي ترتيب ڏنل آهن، پاڻي محوري طور تي روٽر ۾ وهندو آهي. بليڊ پاڻي جي زور ۽ انهن جي پنهنجي گردش جي گڏيل اثر هيٺ گھمندا آهن. ماڊل جي "واٽر هيڊ ايڊجسٽمينٽ" انٽرايڪٽو خصوصيت منفرد آهي: جڏهن سامعين "گهٽ پاڻي جي سر 3-5 ميٽر" (مثال طور، هڪ ميدان ۾ هڪ درياء) کي چونڊيندا آهن، ته بليڊ اينگل +15 ° (پاڻي جي رابطي واري علائقي کي وڌائڻ) تي ترتيب ڏنو ويندو آهي، گائيڊ وين اوپننگ 30 ° آهي، ۽ روٽر جي رفتار 60 rpm آهي؛ "وچولي پاڻي جي سر 10-30 ميٽر" تي سوئچ ڪندي، بليڊ اينگل 0 ° تي ترتيب ڏنو ويندو آهي، رفتار 100 rpm تائين وڌي ويندي آهي، ۽ اسڪرين ڏيکاري ٿي "محوري وهڪري ٽربائنز تيز وهڪري جي شرح ۽ گهٽ پاڻي جي سرن تي 92٪ جي ڪارڪردگي حاصل ڪري سگهن ٿيون". ايڊجسٽبل-پچ ۽ فڪسڊ-پچ ٽربائنز جي تقابلي نمائش ۾ وڌيڪ تعليمي قدر آهي: ساڳئي وهڪري جي شرح جي تحت، ايڊجسٽبل-پچ ٽربائن، بليڊ اينگل کي ترتيب ڏيڻ سان، فڪسڊ-پچ ٽربائنز کان 8-10٪ وڌيڪ ڪارڪردگي حاصل ڪري ٿي (ڪارڪردگي وکر اسڪرين تي حقيقي وقت ۾ ڏيکاريل آهي)، "ايڊجسٽبل-پچ ٽربائنز جي وهڪري جي شرحن جي وسيع رينج سان مطابقت پيدا ڪرڻ جي قابل هجڻ" جي ٽيڪنيڪل فائدي کي وجداني طور تي بيان ڪندي. هي مقابلو آبپاشي علائقن ۾ ننڍي هائيڊرو پاور بابت سيکارڻ ۾ خاص طور تي اهم آهي، شاگردن کي اهو سمجهڻ ۾ مدد ڪري ٿو ته "ڳوٺاڻن جي ننڍن هائيڊرو پاور منصوبن ۾ محوري وهڪري ٽربائن ڇو استعمال ڪيا ويندا آهن." انڪلائنڊ فلو ٽربائن ماڊل هڪ "هيڊ ايڊاپٽيشن جو ماسٽر" آهي، جنهن جو رنر بليڊ محور مکيه شافٽ (مخلوط وهڪري ۽ محوري وهڪري ٽربائن جي وچ ۾) جي 45° زاويه تي آهي. ماڊل جي بليڊن کي هم وقت سازي سان ترتيب ڏئي سگهجي ٿو (-5° کان +25° تائين)، گائيڊ وينز ۽ رنر گڏجي ترتيب ڏيڻ سان. جڏهن نقلي سر 40m کان 120m تائين وڌي ٿو، بليڊ زاويه خودڪار طريقي سان +25° کان -5° تائين ترتيب ڏئي ٿو، 120 rpm جي مستحڪم رنر رفتار کي برقرار رکندي، "3-گنا سر جي تبديلي تي اعلي ڪارڪردگي" جي خاصيت کي ظاهر ڪري ٿو. شفاف ڪيسنگ منفرد وهڪري جي رستي جي واضح مشاهدي جي اجازت ڏئي ٿو، ۽ اسڪرين تي ڪارڪردگي ڪنٽور نقشو ناظرین کي ان جي "مخلوط وهڪري ۽ محوري وهڪري ٽربائن جي وچ ۾ موافقت" کي سمجهڻ ۾ مدد ڪري ٿو.

(2) امپلس ٽربائن ماڊل: پاڻي جي وهڪري ۽ بليڊن جو "ٽڪراءُ-قسم" توانائي ڇڏڻ
پيلٽن ٽربائن ماڊل هاءِ هيڊ ايپليڪيشنن لاءِ "پاور چيمپيئن" آهي، جيڪو سوئٽزرلينڊ ۾ ليون هارڊ پاور اسٽيشن جي ڪلاسيڪل ڊيزائن کي نقل ڪري ٿو. 12 پيالي جي شڪل واريون بالٽيون (هر هڪ 50 ايم ايل گنجائش سان، ڪروم پليٽ ٿيل پيتل مان ٺهيل) رنر جي چوڌاري برابر ورهايل آهن (25 سينٽي ميٽر قطر)؛ "نوزل" (0.5 سينٽي ميٽر قطر) 360 ° گھمندو آهي. تيز دٻاءُ وارو پاڻي (پلنجر پمپ پاران مهيا ڪيل، 500-1000 ميٽر جي سر کي نقل ڪندي) هڪ تيز رفتار جيٽ (50 ميٽر / سيڪنڊ) ٺاهيندو آهي جيڪو بالٽي جي "اسپلٽر" تي صحيح طور تي اثر انداز ٿئي ٿو، پاڻي جي حرڪي توانائي کي گھمندڙ رنر جي ميڪيڪل توانائي ۾ تبديل ڪري ٿو. متحرڪ مظاهري جي خاص ڳالهه "جيٽ اثر" ذريعي توانائي جي منتقلي آهي: جڏهن هڪ واحد نوزل ​​چالو ٿئي ٿو، ٽربائن ويل تي اثر انداز ٿيندڙ پاڻي جيٽ هڪ قابل ذڪر "رد عمل قوت" (روٽر جي فوري تيز رفتار) پيدا ڪري ٿو، 300 آر پي ايم تائين پهچي ٿو ۽ 500W جي نقلي جنريٽر آئوٽ پُٽ پاور. ٻن نوزلن سان (سميٽرڪ طور تي ترتيب ڏنل)، رفتار 580 rpm ۽ طاقت 980W تائين وڌي ٿي. اسڪرين ڏيکاري ٿي ته "هن قسم جي ٽربائن جي ڪارڪردگي تيز پاڻي جي سر هيٺ 90٪ تائين پهچي سگهي ٿي، ۽ پاڻي ڪيسنگ ۾ داخل نه ٿو ٿئي، ان کي وڌيڪ تلچھٽ واري مواد سان پاڻي لاءِ مناسب بڻائي ٿو." هي ڊيزائن واضح طور تي اصول کي واضح ڪري ٿو ته "ڪائنيٽڪ توانائي جي منتقلي پاڻي جي دٻاءُ تي منحصر ناهي، پر صرف تيز رفتار پاڻي جي وهڪري جي اثر تي،" مڪمل طور تي وضاحت ڪري ٿو ته اهو "100 ميٽر کان وڌيڪ سر سان جبلن جي هائيڊرو پاور پلانٽس" لاءِ ڇو مناسب آهي. مائل اثر ٽربائن ماڊل "ترچھي جيٽ اثر" جي لچڪدار موافقت کي ظاهر ڪري ٿو، نوزل ​​ٽربائن ويل جهاز ڏانهن 22.5° زاويه سان، پاڻي ترچھي طور تي اسڪوپ جي شڪل واري بليڊ (18 بليڊ) تي اثر انداز ٿئي ٿو. انٽرايڪٽو فيچر ناظرین کي نوزل ​​اينگل کي ترتيب ڏيڻ جي اجازت ڏئي ٿو، روٽر جي رفتار ۾ تبديلي جو مشاهدو ڪندي - 10-15٪ گهٽتائي جڏهن زاويه 22.5° کان انحراف ڪري ٿو، ڪارڪردگي تي زاويه جي درستگي جي اثر کي بيان ڪري ٿو. هن قسم جو ماڊل اڪثر ڪري "جبل وارن علائقن ۾ ننڍي پيماني تي هائيڊرو پاور" کي بيان ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي، جيڪو "20-300 ميٽر جي سر ۽ ننڍي وهڪري جي شرح سان ورهايل توانائي نظامن" لاءِ موزون آهي. ڊبل-امپيڪٽ ٽربائن ماڊل "پاڻيءَ کي بليڊن تي ٻه ڀيرا اثر ڪندي" توانائي جي استعمال کي وڌ کان وڌ ڪري ٿو. ٽربائن ويل ۾ بليڊن جا ٻه پرت آهن؛ پهرين اثر کان پوءِ، پاڻي ڦيٿي مان وهندو آهي ته جيئن هيٺئين پرت تي اثر پوي. شفاف ويل ناظرین کي "ڊبل-امپيڪٽ" رستو ڏسڻ جي اجازت ڏئي ٿو. اسڪرين ڏيکاري ٿي ته "جڏهن ته ڊبل-امپيڪٽ ڊيزائن جي ڪارڪردگي ٿوري گهٽ آهي (75-85٪)، ان جي سادي جوڙجڪ ۽ گهٽ قيمت ان کي ڳوٺاڻن مائڪرو هائيڊرو پاور لاءِ مناسب بڻائي ٿي." هي ڊيزائن "سادي ڊيزائن ۾ توانائي جي استعمال جي حڪمت" کي آساني سان ظاهر ڪري ٿو. (3) هائيڊرو ٽربائن ماڊلز جا خاص قسم: انتهائي حالتن لاءِ جديد ڊيزائن
بلب ٽربائن ماڊل گهٽ سر واري هائيڊرو پاور پلانٽس لاءِ هڪ "فليٽ پروفائل" حل آهي. ان ۾ هڪ "بلب جي شڪل" جي جوڙجڪ آهي - جنريٽر پاڻي جي وهڪري جي رستي ۾ هڪ بلب جي شڪل واري ڪيسنگ اندر رکيل آهي، ۽ ٽربائن روٽر سڌو سنئون جنريٽر شافٽ سان ڳنڍيل آهي (ڪو به سرپل ڪيسنگ ناهي). پاڻي يونٽ ذريعي محوري طور تي وهندو آهي. 2-8 ميٽر جي نقلي سر جي اوچائي لاءِ (مثال طور، ٽائڊل پاور پلانٽس)، روٽر (40 سينٽي ميٽر قطر، 8 وکر بليڊ) 80 آر پي ايم تي گھمندو آهي. اسڪرين ڏيکاري ٿي "بلب ٽربائن 88٪ تائين جي ڪارڪردگي حاصل ڪري سگهن ٿيون، درياءَ جي ڪناري واري پاور پلانٽس لاءِ مناسب، گهٽ سول انجنيئرنگ جي قيمتن سان." شفاف ڪيسنگ واضح طور تي "سڌي پاڻي جي وهڪري" جي خاصيت ڏيکاري ٿي، گهٽ سر واري ايپليڪيشنن جهڙوڪ ٽائڊل ۽ آبپاشي چينلز ۾ ان جي وسيع استعمال جي وضاحت ڪري ٿي. ٽائڊل ٽربائن ماڊل ٻه طرفي بجلي جي پيداوار جو مظاهرو ڪري ٿو. ان جي روٽر بليڊن ۾ هڪ هموار "ايس-شڪل" ڊيزائن آهي، جيڪو روٽر کي گھمڻ جي اجازت ڏئي ٿو قطع نظر ته پاڻي کاٻي کان ساڄي يا ساڄي کان کاٻي (60 آر پي ايم) وهندو آهي. هي ماڊل هڪ "ٽائيڊل سموليشن ٽينڪ" سان ڳنڍيل آهي، جيڪو وڌندڙ ۽ گهٽجندڙ پاڻي جي سطح کي استعمال ڪري ٿو ته جيئن هڪجهڙائي وارو وهڪرو پيدا ٿئي، "تيز لهر دوران بجلي جي پيداوار → گهٽ لهر دوران بجلي جي پيداوار → ساڪن لهر دوران بند" جي چڪر کي ظاهر ڪري ٿو. اسڪرين ڏيکاري ٿي "ٽائيڊل ٽربائن قمري ڪشش ثقل کي استعمال ڪن ٿيون، قابل تجديد آهن، ۽ انتهائي پيش گوئي لائق آهن." هي ڊيزائن "صاف توانائي ۽ قدرتي تال" جي وچ ۾ هم آهنگي کي بصري طور تي واضح ڪري ٿو.