ෆෝස්ටර් කුඩා ජල විදුලි ටර්බයින සඳහා සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය භාවිතා කළ හැකි ආකාරය

ජල විදුලි බල කර්මාන්තය සඳහා උපකරණ තැනීමේදී සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය විශාල වශයෙන් ප්‍රචලිත වෙමින් පවතී. ද්‍රව්‍ය ශක්තිය සහ අනෙකුත් නිර්ණායක පිළිබඳ විමර්ශනයකින්, විශේෂයෙන් කුඩා හා ක්ෂුද්‍ර ඒකක සඳහා තවත් බොහෝ යෙදීම් අනාවරණය වේ.
අදාළ විශේෂඥතාව ඇති වෘත්තිකයන් දෙදෙනෙකු හෝ වැඩි ගණනක් විසින් පවත්වන ලද සමාලෝචනවලට අනුකූලව මෙම ලිපිය ඇගයීමට ලක් කර සංස්කරණය කර ඇත. මෙම සම සමාලෝචකයින් ජල විදුලි කර්මාන්තය තුළ තාක්ෂණික නිරවද්‍යතාවය, ප්‍රයෝජනවත් බව සහ සමස්ත වැදගත්කම සඳහා අත්පිටපත් විනිශ්චය කරයි.
නව ද්‍රව්‍යවල නැගීම ජල විදුලි කර්මාන්තයට ආකර්ෂණීය අවස්ථා සපයයි. මුල් ජල රෝද සහ පෙන්ස්ටොක් වල භාවිතා කරන ලද දැව 1800 ගණන්වල මුල් භාගයේදී වානේ සංරචක මගින් අර්ධ වශයෙන් ප්‍රතිස්ථාපනය කරන ලදී. වානේ අධික තෙහෙට්ටුව පැටවීම හරහා එහි ශක්තිය රඳවා ගන්නා අතර කුහර ඛාදනයට හා විඛාදනයට ප්‍රතිරෝධී වේ. එහි ගුණාංග හොඳින් වටහාගෙන ඇති අතර සංරචක නිෂ්පාදනය සඳහා වන ක්‍රියාවලීන් හොඳින් සංවර්ධනය කර ඇත. විශාල ඒකක සඳහා, වානේ තෝරා ගැනීමේ ද්‍රව්‍යය ලෙස පවතිනු ඇත.
කෙසේ වෙතත්, කුඩා (10 MW ට අඩු) සිට ක්ෂුද්‍ර ප්‍රමාණයේ (100 kW ට අඩු) ටර්බයින දක්වා ඉහළ යාම සැලකිල්ලට ගෙන, බර ඉතිරි කර ගැනීමට සහ නිෂ්පාදන පිරිවැය සහ පාරිසරික බලපෑම අඩු කිරීමට සංයුක්ත භාවිතා කළ හැකිය. විදුලි සැපයුමේ වර්ධනය සඳහා අඛණ්ඩ අවශ්‍යතාවය සැලකිල්ලට ගෙන මෙය විශේෂයෙන් අදාළ වේ. නෝර්වීජියානු පුනර්ජනනීය බලශක්ති හවුල්කරුවන් විසින් 2009 දී කරන ලද අධ්‍යයනයකට අනුව, ස්ථාපිත ලෝක ජල විදුලි ධාරිතාව, මෙගාවොට් 800,000 කට ආසන්න වන අතර, එය ආර්ථික වශයෙන් කළ හැකි ජල විදුලියෙන් 10% ක් සහ තාක්ෂණික වශයෙන් කළ හැකි ජල විදුලියෙන් 6% ක් පමණි. තාක්ෂණික වශයෙන් කළ හැකි ජල විදුලි බලාගාරවලට වැඩි ප්‍රමාණයක් ගෙන ඒමේ හැකියාව, සංයුක්ත සංරචකවල පරිමාණයේ ආර්ථිකයක් සැපයීමේ හැකියාව සමඟ වැඩි වේ.

සංයුක්ත සංරචක නිෂ්පාදනය
පෙන්ස්ටොක් ආර්ථික වශයෙන් සහ ස්ථාවර ඉහළ ශක්තියකින් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා, හොඳම ක්‍රමය සූතිකා වංගු කිරීමයි. විශාල මැන්ඩලයක් දුම්මල ස්නානයක් හරහා ධාවනය කර ඇති තන්තු වලින් ඔතා ඇත. අභ්‍යන්තර පීඩනය, කල්පවත්නා නැමීම සහ හැසිරවීම සඳහා ශක්තිය නිර්මාණය කිරීම සඳහා ටෝ වළලු සහ හෙලික්සීය රටා වලින් ඔතා ඇත. දේශීය සැපයුම්කරුවන්ගේ උපුටා දැක්වීමක් මත පදනම්ව, පෙන්ස්ටොක් ප්‍රමාණ දෙක සඳහා අඩියකට පිරිවැය සහ බර පහත ප්‍රතිඵල කොටසේ දැක්වේ. සැලසුම් ඝණකම සාපේක්ෂව අඩු පීඩන බරට වඩා ස්ථාපනය සහ හැසිරවීමේ අවශ්‍යතා මගින් මෙහෙයවනු ලබන බවත්, දෙකටම එය සෙන්ටිමීටර 2.28 ක් වූ බවත් උපුටා දැක්වීමෙන් පෙන්නුම් කරන ලදී.
කඩුලු ගේට්ටු සහ නවාතැන් වෑන් සඳහා නිෂ්පාදන ක්‍රම දෙකක් සලකා බලන ලදී; තෙත් පිරිසැලසුම සහ රික්තක මුදල් සම්භාරයක් වියදම්. තෙත් පිරිසැලසුම වියළි රෙදි භාවිතා කරන අතර, එය රෙදි මත දුම්මල වත් කිරීමෙන් සහ රෝලර් භාවිතා කර දුම්මල රෙදි වලට තල්ලු කිරීමෙන් කාවද්දනු ලැබේ. මෙම ක්‍රියාවලිය රික්තක මුදල් සම්භාරයක් වියදම් තරම් පිරිසිදු නොවන අතර තන්තු-දුම්මල අනුපාතය අනුව සෑම විටම වඩාත්ම ප්‍රශස්ත ව්‍යුහය නිපදවන්නේ නැත, නමුත් රික්තක මුදල් සම්භාරයක් වියදම් ක්‍රියාවලියට වඩා අඩු කාලයක් ගතවේ. රික්තක මුදල් සම්භාරයක් වියදම් නිවැරදි දිශානතියේ වියළි තන්තු තැන්පත් කරන අතර, වියළි තොගය රික්තක බෑග් කර, දුම්මල සැපයුමකට මඟ පාදන අමතර සවි කිරීම් සවි කර ඇති අතර, එය රික්තය යොදන විට කොටසට ඇද ගනු ලැබේ. රික්තය දුම්මල ප්‍රමාණය ප්‍රශස්ත මට්ටමක පවත්වා ගැනීමට උපකාරී වන අතර වාෂ්පශීලී කාබනික ද්‍රව්‍ය මුදා හැරීම අඩු කරයි.
අනුචලන පෙට්ටිය, සුමට අභ්‍යන්තර මතුපිටක් සහතික කිරීම සඳහා පිරිමි අච්චුවක් මත වෙනම අර්ධ දෙකක අතින් සැකැස්මක් භාවිතා කරනු ඇත. ප්‍රමාණවත් ශක්තියක් සහතික කිරීම සඳහා බන්ධන ස්ථානයේ පිටතින් එකතු කරන ලද තන්තු සමඟ මෙම අර්ධ දෙක එකට බන්ධනය කරනු ලැබේ. අනුචලන පෙට්ටියේ පීඩන බරට ඉහළ ශක්තියකින් යුත් උසස් සංයුක්තයක් අවශ්‍ය නොවේ, එබැවින් ඉෙපොක්සි ෙරසින් සහිත ෆයිබර්ග්ලාස් රෙදි තෙත් සැකැස්මක් ප්‍රමාණවත් වනු ඇත. අනුචලන පෙට්ටියේ ඝණකම පෙන්ස්ටොක් මෙන් එකම සැලසුම් පරාමිතිය මත පදනම් විය. 250-kW ඒකකය අක්ෂීය ප්‍රවාහ යන්ත්‍රයකි, එබැවින් අනුචලන පෙට්ටියක් නොමැත.

ටර්බයින් ධාවකයක් ඉහළ බර අවශ්‍යතා සහිත සංකීර්ණ ජ්‍යාමිතියක් ඒකාබද්ධ කරයි. මෑත කාලීන කෘතීන් පෙන්වා දී ඇත්තේ ඉහළ ශක්තියක් සහිත ව්‍යුහාත්මක සංරචක කැඩුණු ප්‍රෙප්‍රෙග් SMC එකකින් විශිෂ්ට ශක්තියක් සහ තද බවක් සහිතව නිෂ්පාදනය කළ හැකි බවයි. ලැම්බෝගිනි ගැලාර්ඩෝ හි අත්හිටුවීමේ හස්තය නිර්මාණය කර ඇත්තේ අවශ්‍ය ඝනකම නිපදවීම සඳහා ව්‍යාජ සංයුක්ත සම්පීඩන අච්චුවක් ලෙස හැඳින්වෙන කැඩුණු ප්‍රෙප්‍රෙග් SMC එකක බහු ස්ථර භාවිතා කරමිනි. ෆ්‍රැන්සිස් සහ ප්‍රචාලක ධාවකයන්ට ද එම ක්‍රමයම යෙදිය හැකිය. තල අතිච්ඡාදනයේ සංකීර්ණත්වය අච්චුවෙන් කොටස නිස්සාරණය කිරීම වළක්වන බැවින්, ෆ්‍රැන්සිස් ධාවකය එක ඒකකයක් ලෙස සෑදිය නොහැක. මේ අනුව, ධාවන තල, ඔටුන්න සහ පටිය වෙන වෙනම නිෂ්පාදනය කර පසුව එකට බැඳී ඔටුන්න සහ පටියේ පිටත හරහා බෝල්ට් සමඟ ශක්තිමත් කරනු ලැබේ.
කෙටුම්පත් නළය සූතිකා වංගු කිරීම භාවිතයෙන් වඩාත් පහසුවෙන් නිෂ්පාදනය කළ හැකි වුවද, මෙම ක්‍රියාවලිය ස්වාභාවික තන්තු භාවිතයෙන් වාණිජකරණය කර නොමැත. මේ අනුව, ඉහළ ශ්‍රම පිරිවැයක් තිබියදීත්, මෙය සම්මත නිෂ්පාදන ක්‍රමයක් වන බැවින් අතින් පිරිසැලසුම තෝරා ගන්නා ලදී. මැන්ඩරලයකට සමාන පිරිමි අච්චුවක් භාවිතා කරමින්, පිරිසැලසුම අච්චුව තිරස් අතට සම්පූර්ණ කළ හැකි අතර පසුව සිරස් අතට සුව කළ හැකි අතර, එක් පැත්තකින් එල්ලා වැටීම වළක්වයි. නිමි කොටසෙහි දුම්මල ප්‍රමාණය අනුව සංයුක්ත කොටස්වල බර තරමක් වෙනස් වේ. මෙම සංඛ්‍යා 50% තන්තු බර මත පදනම් වේ.
වානේ සහ සංයුක්ත 2-MW ටර්බයිනයේ මුළු බර පිළිවෙලින් කිලෝග්‍රෑම් 9,888 සහ 7,016 කි. 250-kW වානේ සහ සංයුක්ත ටර්බයින පිළිවෙලින් කිලෝග්‍රෑම් 3,734 සහ කිලෝග්‍රෑම් 1,927 කි. එකතුව එක් එක් ටර්බයිනය සඳහා කඩුලු ගේට්ටු 20 ක් සහ ටර්බයිනයේ හිසට සමාන පෙන්ස්ටොක් දිගක් උපකල්පනය කරයි. පෙන්ස්ටොක් දිගු විය හැකි අතර සවි කිරීම් අවශ්‍ය විය හැකි නමුත් මෙම සංඛ්‍යාව ඒකකයේ බර සහ ඒ ආශ්‍රිත පර්යන්ත පිළිබඳ මූලික ඇස්තමේන්තුවක් ලබා දෙයි. උත්පාදක යන්ත්‍රය, බෝල්ට් සහ ගේට්ටු ක්‍රියාත්මක කරන දෘඩාංග ඇතුළත් නොවන අතර සංයුක්ත සහ වානේ ඒකක අතර සමාන යැයි උපකල්පනය කෙරේ. FEA හි දක්නට ලැබෙන ආතති සාන්ද්‍රණයන් සඳහා ගිණුම්ගත කිරීම සඳහා අවශ්‍ය ධාවන ප්‍රතිනිර්මාණය සංයුක්ත ඒකකවලට බර එකතු කරන බව ද සඳහන් කිරීම වටී, නමුත් ආතති සාන්ද්‍රණය සමඟ ලකුණු ශක්තිමත් කිරීම සඳහා කිලෝග්‍රෑම් 5 ක අනුපිළිවෙලින් ප්‍රමාණය අවම යැයි උපකල්පනය කෙරේ.
ලබා දී ඇති බර සමඟ, 2-MW සංයුක්ත ටර්බයිනය සහ එහි පෙන්ස්ටොක් වේගවත් V-22 ඔස්ප්‍රේ මගින් එසවිය හැකි අතර, වානේ යන්ත්‍රයට මන්දගාමී, අඩු උපාමාරු කළ හැකි චිනූක් ද්විත්ව රොටර් හෙලිකොප්ටරයක් ​​අවශ්‍ය වනු ඇත. එසේම, 2-MW සංයුක්ත ටර්බයිනය සහ පෙන්ස්ටොක් F-250 4×4 මගින් ඇදගෙන යා හැකි අතර, වානේ ඒකකයට ස්ථාපනය දුරස්ථ නම් වනාන්තර මාර්ගවල හැසිරවීමට අපහසු වන විශාල ට්‍රක් රථයක් අවශ්‍ය වනු ඇත.

නිගමන
සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය වලින් ටර්බයින තැනීම කළ හැකි අතර, සාම්ප්‍රදායික වානේ සංරචක හා සසඳන විට 50% සිට 70% දක්වා බර අඩුවීමක් දක්නට ලැබුණි. අඩු කළ බර නිසා දුරස්ථ ස්ථානවල සංයුක්ත ටර්බයින ස්ථාපනය කිරීමට ඉඩ සැලසේ. ඊට අමතරව, මෙම සංයුක්ත ව්‍යුහයන් එකලස් කිරීම සඳහා වෙල්ඩින් උපකරණ අවශ්‍ය නොවේ. එක් එක් කැබැල්ල කොටස් එකකින් හෝ දෙකකින් සෑදිය හැකි බැවින්, සංරචක එකට බෝල්ට් කිරීමට අඩු කොටස් අවශ්‍ය වේ. මෙම අධ්‍යයනයේ ආකෘතිගත කර ඇති කුඩා නිෂ්පාදන ධාවනයේදී, අච්චු සහ අනෙකුත් මෙවලම්වල පිරිවැය සංරචක පිරිවැය ආධිපත්‍යය දරයි.
මෙහි දක්වා ඇති කුඩා ධාවන පථ මඟින් මෙම ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ වැඩිදුර පර්යේෂණ ආරම්භ කිරීමට කොපමණ මුදලක් වැය වේද යන්න පෙන්වයි. ස්ථාපනය කිරීමෙන් පසු සංරචකවල කුහර ඛාදනය සහ UV ආරක්ෂාව පිළිබඳව මෙම පර්යේෂණයට අවධානය යොමු කළ හැකිය. කුහරකරණය අඩු කිරීමට හෝ කුහර ඇතිවීම වළක්වන ප්‍රවාහ සහ ප්‍රධාන තන්ත්‍රයන් තුළ ටර්බයිනය ධාවනය වන බව සහතික කිරීමට ඉලාස්ටෝමර් හෝ සෙරමික් ආලේපන භාවිතා කිරීමට හැකි විය හැකිය. විශේෂයෙන් නඩත්තු කිරීම කලාතුරකින් සිදුවන ප්‍රදේශවල ස්ථාපනය කිරීමට නියමිත නම්, ඒකකවලට වානේ ටර්බයිනවලට සමාන විශ්වසනීයත්වයක් ලබා ගත හැකි බව සහතික කිරීම සඳහා මෙම සහ අනෙකුත් ගැටළු පරීක්ෂා කර විසඳීම වැදගත් වනු ඇත.
මෙම කුඩා ධාවන වලදී පවා, නිෂ්පාදනය සඳහා අවශ්‍ය ශ්‍රමය අඩු වීම නිසා සමහර සංයුක්ත සංරචක ලාභදායී විය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, 2-MW ෆ්‍රැන්සිස් ඒකකය සඳහා අනුචලන නඩුවක් වානේ වලින් වෑල්ඩින් කිරීමට ඩොලර් 80,000 ක් වැය වන අතර සංයුක්ත නිෂ්පාදනය සඳහා ඩොලර් 25,000 ක් වැය වේ. කෙසේ වෙතත්, ටර්බයින ධාවකයන් සාර්ථකව නිර්මාණය කිරීම උපකල්පනය කළහොත්, සංයුක්ත ධාවකයන් අච්චු ගැසීමේ පිරිවැය සමාන වානේ සංරචකවලට වඩා වැඩිය. 2-MW ධාවකයෙකු වානේ වලින් නිෂ්පාදනය කිරීමට ඩොලර් 27,000 ක් පමණ වැය වන අතර, සංයුක්තයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීමට ඩොලර් 23,000 ක් පමණ වැය වේ. යන්ත්‍රය අනුව පිරිවැය වෙනස් විය හැකිය. අච්චු නැවත භාවිතා කළ හැකි නම්, ඉහළ නිෂ්පාදන ධාවනයේදී සංයුක්ත සංරචක සඳහා පිරිවැය සැලකිය යුතු ලෙස පහත වැටෙනු ඇත.
සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය වලින් ටර්බයින් ධාවකයන් තැනීම පිළිබඳව පර්යේෂකයන් දැනටමත් විමර්ශනය කර ඇත. 8 කෙසේ වෙතත්, මෙම අධ්‍යයනයෙන් කුහර ඛාදනය සහ ඉදිකිරීම් වල ශක්‍යතාව පිළිබඳව අවධානය යොමු කර නොමැත. සංයුක්ත ටර්බයින සඳහා ඊළඟ පියවර වන්නේ නිෂ්පාදනයේ ශක්‍යතාව සහ ආර්ථිකය සනාථ කිරීමට ඉඩ සලසන පරිමාණ ආකෘතියක් නිර්මාණය කිරීම සහ ගොඩනැගීමයි. ඉන්පසු මෙම ඒකකය කාර්යක්ෂමතාව සහ අදාළත්වය තීරණය කිරීම සඳහා මෙන්ම අතිරික්ත කුහර ඛාදනය වැළැක්වීමේ ක්‍රම පරීක්ෂා කළ හැකිය.