ஃபிரான்சிஸ் டர்பைனின் பயன்பாட்டு வரம்பு

நீர் விசையாழி என்பது பாய்ம இயந்திரவியலில் உள்ள ஒரு வகையான விசையாழி இயந்திரமாகும். கி.மு. 100-ஆம் ஆண்டளவிலேயே, நீர் விசையாழியின் முன்மாதிரியான நீர் விசையாழி உருவானது. அக்காலத்தில், தானிய பதப்படுத்துதல் மற்றும் நீர்ப்பாசனத்திற்கான இயந்திரங்களை இயக்குவதே அதன் முக்கியப் பணியாக இருந்தது. நீரோட்டத்தால் இயங்கும் ஒரு இயந்திர சாதனமாக, நீர் விசையாழி தற்போதைய நீர் விசையாழியாக வளர்ச்சியடைந்துள்ளது, மேலும் அதன் பயன்பாட்டு வரம்பும் விரிவடைந்துள்ளது. அப்படியானால், நவீன நீர் விசையாழிகள் முக்கியமாக எங்கே பயன்படுத்தப்படுகின்றன?

நீர் விசையாழி முக்கியமாக நீரேற்று சேமிப்பு மின் நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மின் அமைப்பின் சுமை அடிப்படைச் சுமையை விடக் குறைவாக இருக்கும்போது, ​​கீழ்நிலை நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து மேல்நிலை நீர்த்தேக்கத்திற்கு நீரை இறைத்து, நிலை ஆற்றல் வடிவில் ஆற்றலைச் சேமிக்க, அதன் உபரி மின் உற்பத்தித் திறனைப் பயன்படுத்த ஒரு நீர் இறைப்பானாக இதைப் பயன்படுத்தலாம்; அமைப்பின் சுமை அடிப்படைச் சுமையை விட அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​உச்சபட்ச சுமையைச் சரிசெய்ய மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய ஒரு நீர் விசையாழியாகப் பயன்படுத்தலாம். எனவே, ஒரு முழுமையான நீரேற்று சேமிப்பு மின் நிலையம் மின் அமைப்பின் திறனை அதிகரிக்க முடியாது, ஆனால் அனல் மின் உற்பத்தி அலகுகளின் செயல்பாட்டுப் பொருளாதாரத்தை மேம்படுத்தி, மின் அமைப்பின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை அதிகரிக்க முடியும். 1950-களிலிருந்து, நீரேற்று சேமிப்பு அலகுகள் உலகம் முழுவதும் பரவலாக மதிக்கப்பட்டு, வேகமாக வளர்ந்து வருகின்றன.

ஆரம்பக் கட்டத்தில் அல்லது அதிக நீர் அழுத்தத்துடன் உருவாக்கப்பட்ட நீரேற்று சேமிப்பு அலகுகள் பெரும்பாலும் மூன்று இயந்திர வகையைப் பயன்படுத்துகின்றன, அதாவது, அவை ஜெனரேட்டர் மோட்டார், நீர் விசையாழி மற்றும் நீர் இறைப்பான் ஆகியவற்றைக் கொண்டு தொடராக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இதன் நன்மை என்னவென்றால், நீர் விசையாழியும் நீர் இறைப்பானும் தனித்தனியாக வடிவமைக்கப்படுவதால், அதிக செயல்திறனைப் பெற முடியும். மேலும், மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும்போதும் நீரேற்றும்போதும் அலகின் சுழற்சி திசை ஒரே மாதிரியாக இருப்பதால், மின் உற்பத்தியிலிருந்து நீரேற்றிற்கோ அல்லது நீரேற்றியிலிருந்து மின் உற்பத்திக்கோ விரைவாக மாற்ற முடியும். அதே நேரத்தில், அலகைத் தொடங்குவதற்கு விசையாழியைப் பயன்படுத்தலாம். இதன் தீமைகள் அதிக செலவு மற்றும் மின் நிலையத்தில் பெரிய முதலீடு ஆகியவை ஆகும்.

சாய்வான பாய்வு பம்ப் டர்பைனின் ரன்னரின் பிளேடுகள், நீர்மட்டம் மற்றும் சுமை மாறும்போதும் சுழலக்கூடியவை, மேலும் அவை நல்ல செயல்பாட்டுத் திறனைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், நீரியல் பண்புகள் மற்றும் பொருளின் வலிமை ஆகியவற்றால் கட்டுப்படுத்தப்பட்டதால், 1980-களின் முற்பகுதியில் (ஜப்பானில் உள்ள கோகன் எண் 1 மின் நிலையம்) அதன் அதிகபட்ச நீர்மட்டம் 136.2 மீட்டராக மட்டுமே இருந்தது. அதிக நீர்மட்டங்களுக்கு, ஃபிரான்சிஸ் பம்ப் டர்பைன்கள் தேவைப்படுகின்றன.

நீரேற்று சேமிப்பு மின் நிலையம் மேல் மற்றும் கீழ் நீர்த்தேக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது. ஒரே அளவு ஆற்றலைச் சேமிக்கும் நிலையில், நீர்மட்டத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் சேமிப்புத் திறனைக் குறைத்து, அலகு வேகத்தை அதிகரித்து, திட்டச் செலவையும் குறைக்க முடியும். எனவே, 300 மீட்டருக்கும் அதிகமான நீர்மட்ட ஆற்றல் சேமிப்பு மின் நிலையங்கள் வேகமாக வளர்ந்து வருகின்றன. உலகின் மிக உயரமான நீர்மட்டத்தைக் கொண்ட ஃபிரான்சிஸ் நீரேற்று விசையாழி, யூகோஸ்லாவியாவில் உள்ள பெயினாபாஷ்டா மின் நிலையத்தில் நிறுவப்பட்டுள்ளது. அதன் ஒற்றை அலகு திறன் 315 மெகாவாட் மற்றும் விசையாழியின் நீர்மட்டம் 600.3 மீட்டர் ஆகும்; அந்த நீரேற்றி 623.1 மீட்டர் நீர்மட்டத்தையும், நிமிடத்திற்கு 428.6 சுழற்சி வேகத்தையும் கொண்டுள்ளது. இது 1977-ல் செயல்பாட்டிற்கு வந்தது. 20-ஆம் நூற்றாண்டு முதல், நீர்மின் அலகுகள் உயர் அளவுருக்கள் மற்றும் பெரிய கொள்ளளவை நோக்கி வளர்ந்து வருகின்றன. மின் அமைப்பில் ஆற்றல் திறன் அதிகரிப்பு மற்றும் அணுசக்தியின் வளர்ச்சியுடன், நியாயமான உச்சபட்ச பயன்பாட்டுக் குறைப்புப் பிரச்சினையைத் தீர்க்கும் பொருட்டு, உலகெங்கிலும் உள்ள நாடுகள் முக்கிய நீர் அமைப்புகளில் பெரிய அளவிலான மின் நிலையங்களை தீவிரமாக மேம்படுத்துவது அல்லது விரிவுபடுத்துவதுடன், நீரேற்று சேமிப்பு மின் நிலையங்களையும் தீவிரமாகக் கட்டி வருகின்றன. எனவே, பம்ப் டர்பைன்கள் வேகமாக வளர்ச்சி அடைந்துள்ளன.

நீரோட்டத்தின் ஆற்றலைச் சுழலும் இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றும் ஒரு சக்தி இயந்திரமாக, நீர் விசையாழி மின்னாக்கித் தொகுப்பில் ஒரு இன்றியமையாத பகுதியாக விளங்குகிறது. தற்காலத்தில், சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்புப் பிரச்சினை மேலும் மேலும் தீவிரமடைந்து வருகிறது. தூய்மையான ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் ஒரு மின் உற்பத்தி முறையான நீர்மின்சக்தியின் பயன்பாடும் ஊக்குவிப்பும் அதிகரித்து வருகின்றன. பல்வேறு நீரியல் வளங்களை முழுமையாகப் பயன்படுத்தும் பொருட்டு, ஓதங்கள், குறைந்த சரிவு கொண்ட சமவெளி ஆறுகள் மற்றும் சீரான அலைகளும் பரவலான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. இது குழாய் விசையாழிகள் மற்றும் பிற சிறிய அலகுகளின் விரைவான வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்துள்ளது.