நீர் விசையாழியின் கொள்கை மற்றும் பயன்பாட்டு வரம்பு

நீர் விசையாழி என்பது பாய்ம இயந்திரவியலில் உள்ள ஒரு விசையாழி இயந்திரம் ஆகும். கி.மு. 100-ஆம் ஆண்டளவிலேயே, நீர் விசையாழியின் முன்மாதிரியான நீர்ச் சக்கரம் உருவானது. அக்காலத்தில், தானியப் பதப்படுத்துதல் மற்றும் நீர்ப்பாசனத்திற்கான இயந்திரங்களை இயக்குவதே அதன் முக்கியப் பணியாக இருந்தது. நீரோட்டத்தை ஆற்றலாகப் பயன்படுத்தும் ஒரு இயந்திர சாதனமாக, அந்த நீர்ச் சக்கரம் தற்போதைய நீர் விசையாழியாக வளர்ச்சியடைந்துள்ளது, மேலும் அதன் பயன்பாட்டு வரம்பும் விரிவடைந்துள்ளது. அப்படியானால், நவீன நீர் விசையாழிகள் முக்கியமாக எங்கே பயன்படுத்தப்படுகின்றன?
விசையாழிகள் முக்கியமாக நீரேற்று சேமிப்பு மின் நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மின் அமைப்பின் சுமை அடிப்படைச் சுமையை விடக் குறைவாக இருக்கும்போது, ​​கீழ்நிலை நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து மேல்நிலை நீர்த்தேக்கத்திற்கு நீரை உந்தி, நிலை ஆற்றல் வடிவில் ஆற்றலைச் சேமிப்பதற்காக, அதன் உபரி மின் உற்பத்தித் திறனைப் பயன்படுத்த ஒரு நீர் இறைப்பானாக இதைப் பயன்படுத்தலாம்; அமைப்பின் சுமை அடிப்படைச் சுமையை விட அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​உச்சபட்ச சுமைகளை ஒழுங்குபடுத்துவதற்காக மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய, இதை ஒரு நீரியல் விசையாழியாகப் பயன்படுத்தலாம். எனவே, ஒரு முழுமையான நீரேற்று சேமிப்பு மின் நிலையம் மின் அமைப்பின் திறனை அதிகரிக்க முடியாது, ஆனால் அது அனல் மின் உற்பத்தி அலகுகளின் இயக்கச் சிக்கனத்தை மேம்படுத்தி, மின் அமைப்பின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனையும் அதிகரிக்கும். 1950-களிலிருந்து, நீரேற்று சேமிப்பு அலகுகள் உலகெங்கிலும் உள்ள நாடுகளில் பரவலாக மதிக்கப்பட்டு, வேகமாக வளர்ச்சி அடைந்துள்ளன.

ஆரம்பக் கட்டத்தில் அல்லது அதிக நீர் அழுத்தத்துடன் உருவாக்கப்பட்ட பெரும்பாலான நீரேற்று சேமிப்பு அலகுகள் மும்-இயந்திர வகையைப் பின்பற்றுகின்றன; அதாவது, அவை ஒரு ஜெனரேட்டர் மோட்டார், ஒரு நீர் விசையாழி மற்றும் ஒரு நீர் இறைப்பான் ஆகியவற்றைக் கொண்டு தொடரிணைப்பில் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. இதன் நன்மை என்னவென்றால், விசையாழியும் நீர் இறைப்பானும் தனித்தனியாக வடிவமைக்கப்படுவதால், ஒவ்வொன்றும் அதிக செயல்திறனைக் கொண்டிருக்க முடியும். மேலும், மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும்போதும் நீரை இறைக்கும்போதும் இந்த அலகு ஒரே திசையில் சுழல்கிறது. இதனால், மின் உற்பத்தியிலிருந்து நீரை இறைப்பதற்கோ அல்லது நீரை இறைப்பதிலிருந்து மின் உற்பத்திக்கோ விரைவாக மாற்றிக்கொள்ள முடியும். அதே நேரத்தில், இந்த அலகைத் தொடங்குவதற்கு விசையாழியைப் பயன்படுத்தலாம். இதன் குறைபாடு என்னவென்றால், இதன் விலை அதிகமாக இருப்பதும், மின் நிலைய முதலீடு பெரியதாக இருப்பதும் ஆகும்.
சாய்வுப் பாய்வு பம்ப் டர்பைனின் ரன்னரின் பிளேடுகளைச் சுழற்ற முடியும், மேலும் நீர் மட்டம் மற்றும் சுமை மாறும்போதும் அது நல்ல இயக்க செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், நீரியல் பண்புகள் மற்றும் பொருட்களின் வலிமை ஆகியவற்றின் வரம்புகள் காரணமாக, 1980களின் முற்பகுதியில், அதன் நிகர நீர் மட்டம் 136.2 மீட்டராக மட்டுமே இருந்தது. (ஜப்பானின் டகாகென் முதல் மின் நிலையம்). அதிக நீர் மட்டங்களுக்கு, ஃபிரான்சிஸ் பம்ப் டர்பைன்கள் தேவைப்படுகின்றன.
நீரேற்று சேமிப்பு மின் நிலையம் மேல் மற்றும் கீழ் நீர்த்தேக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது. ஒரே அளவு ஆற்றலைச் சேமிக்கும் நிலையில், நீர்மட்டத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் சேமிப்புத் திறனைக் குறைக்கலாம், அலகின் வேகத்தை அதிகரிக்கலாம், மற்றும் திட்டச் செலவைக் குறைக்கலாம். எனவே, 300 மீட்டருக்கும் அதிகமான உயர் அழுத்த ஆற்றல் சேமிப்பு மின் நிலையம் வேகமாக வளர்ந்துள்ளது. உலகின் மிக உயர்ந்த நீர்மட்டத்தைக் கொண்ட ஃபிரான்சிஸ் நீரேற்று-சுழலி, யூகோஸ்லாவியாவில் உள்ள பைனா பாஸ்டா மின் நிலையத்தில் நிறுவப்பட்டு, செயல்பாட்டிற்கு வந்துள்ளது. 20 ஆம் நூற்றாண்டு முதல், நீர்மின் அலகுகள் உயர் அளவுருக்கள் மற்றும் பெரிய திறன் என்ற திசையில் வளர்ந்து வருகின்றன. மின் அமைப்பில் அனல் மின் திறன் அதிகரிப்பு மற்றும் அணுசக்தியின் வளர்ச்சியுடன், நியாயமான உச்ச ஒழுங்குமுறை சிக்கலைத் தீர்க்கும் பொருட்டு, முக்கிய நீர் அமைப்புகளில் பெரிய அளவிலான மின் நிலையங்களை தீவிரமாக மேம்படுத்துவது அல்லது விரிவுபடுத்துவதுடன், உலகெங்கிலும் உள்ள நாடுகள் நீரேற்று-சேமிப்பு மின் நிலையங்களை தீவிரமாக கட்டி வருகின்றன, இதன் விளைவாக நீரேற்று-சுழலிகளின் விரைவான வளர்ச்சி ஏற்பட்டுள்ளது.

நீரோட்டத்தின் ஆற்றலைச் சுழலும் இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றும் ஒரு சக்தி இயந்திரமாக, நீர் விசையாழி என்பது ஒரு நீர்மின்னாக்கித் தொகுப்பின் இன்றியமையாத பகுதியாகும். தற்காலத்தில், சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்புப் பிரச்சினை மேலும் மேலும் தீவிரமடைந்து வருவதால், தூய்மையான ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் நீர்மின்சக்தியின் பயன்பாடும் ஊக்குவிப்பும் அதிகரித்து வருகின்றன. பல்வேறு நீரியல் வளங்களை முழுமையாகப் பயன்படுத்தும் பொருட்டு, ஓதங்கள், மிகக் குறைந்த சரிவு கொண்ட சமவெளி ஆறுகள் மற்றும் சீரான அலைகளும் பரவலான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. இதன் விளைவாக, குழாய் விசையாழிகள் மற்றும் பிற சிறிய அலகுகளின் விரைவான வளர்ச்சி ஏற்பட்டுள்ளது.