சுத்தமான, புதுப்பிக்கத்தக்க நீர்மின்சார ஆற்றலின் வரலாறு மற்றும் பண்புகள்

நீர் மின்சாரம் என்பது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் தொழில்நுட்பமாகும், இது மின்சாரத்தை உருவாக்க நீரின் இயக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகிறது. இது புதுப்பிக்கத்தக்க தன்மை, குறைந்த உமிழ்வு, நிலைத்தன்மை மற்றும் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய தன்மை போன்ற பல நன்மைகளைக் கொண்ட பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் சுத்தமான ஆற்றல் மூலமாகும். நீர்மின்சாரத்தின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை ஒரு எளிய கருத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது: நீர் ஓட்டத்தின் இயக்க ஆற்றலை விசையாழியை இயக்கப் பயன்படுத்துதல், இது ஜெனரேட்டரை மின்சாரத்தை உருவாக்கத் திருப்புகிறது. நீர்மின்சார உற்பத்தியின் படிகள்: ஒரு நீர்த்தேக்கம் அல்லது நதியிலிருந்து நீர் திசைதிருப்பல், இதற்கு ஒரு நீர் ஆதாரம் தேவைப்படுகிறது, பொதுவாக ஒரு நீர்த்தேக்கம் (செயற்கை நீர்த்தேக்கம்) அல்லது ஒரு இயற்கை நதி, இது சக்தியை வழங்குகிறது; நீர் ஓட்ட வழிகாட்டுதல், அங்கு நீர் ஓட்டம் ஒரு திசைதிருப்பல் சேனல் வழியாக விசையாழியின் கத்திகளுக்கு செலுத்தப்படுகிறது. மின் உற்பத்தி திறனை சரிசெய்ய திசைதிருப்பல் சேனல் நீர் ஓட்டத்தின் ஓட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்தலாம்; விசையாழி இயங்குகிறது, மேலும் நீர் ஓட்டம் விசையாழியின் கத்திகளைத் தாக்கி, அதை சுழற்றச் செய்கிறது. காற்று மின் உற்பத்தியில் காற்று சக்கரத்தைப் போன்றது டர்பைன்; ஜெனரேட்டர் மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் விசையாழியின் செயல்பாடு மின்காந்த தூண்டல் கொள்கையின் மூலம் மின்சாரத்தை உருவாக்கும் ஜெனரேட்டரை சுழற்றுகிறது; மின் பரிமாற்றத்தில், உற்பத்தி செய்யப்படும் மின்சாரம் மின் கட்டத்திற்கு அனுப்பப்பட்டு நகரங்கள், தொழிற்சாலைகள் மற்றும் வீடுகளுக்கு வழங்கப்படுகிறது. பல வகையான நீர்மின்சாரம் உள்ளன. வெவ்வேறு செயல்பாட்டுக் கொள்கைகள் மற்றும் பயன்பாட்டு சூழ்நிலைகளின்படி, அதை நதி மின் உற்பத்தி, நீர்த்தேக்க மின் உற்பத்தி, அலை மற்றும் கடல் மின் உற்பத்தி மற்றும் சிறிய நீர்மின்சாரம் எனப் பிரிக்கலாம். நீர்மின்சாரம் பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் சில தீமைகளும் உள்ளன. நன்மைகள் முக்கியமாக: நீர்மின்சாரம் ஒரு புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலமாகும். நீர்மின்சாரம் நீர் சுழற்சியை நம்பியுள்ளது, எனவே இது புதுப்பிக்கத்தக்கது மற்றும் தீர்ந்து போகாது; இது ஒரு சுத்தமான ஆற்றல் மூலமாகும். நீர்மின்சாரம் பசுமை இல்ல வாயுக்கள் மற்றும் காற்று மாசுபாடுகளை உற்பத்தி செய்யாது, மேலும் சுற்றுச்சூழலில் சிறிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது; இது கட்டுப்படுத்தக்கூடியது. நம்பகமான அடிப்படை சுமை சக்தியை வழங்க நீர்மின் நிலையங்களை தேவைக்கேற்ப சரிசெய்யலாம். முக்கிய குறைபாடுகள்: பெரிய அளவிலான நீர்மின் திட்டங்கள் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புக்கு சேதத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும், அத்துடன் குடியிருப்பாளர் இடம்பெயர்வு மற்றும் நில அபகரிப்பு போன்ற சமூகப் பிரச்சினைகளையும் ஏற்படுத்தக்கூடும்; நீர்மின்சாரம் நீர்வளங்களின் கிடைக்கும் தன்மையால் வரையறுக்கப்படுகிறது, மேலும் வறட்சி அல்லது நீர் ஓட்டம் குறைப்பு மின் உற்பத்தி திறனை பாதிக்கலாம்.
புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலாக நீர் மின்சாரம் நீண்ட வரலாற்றைக் கொண்டுள்ளது. ஆரம்பகால நீர் விசையாழிகள் மற்றும் நீர் சக்கரங்கள்: கிமு 2 ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில், ஆலைகள் மற்றும் மரக்கட்டைகள் போன்ற இயந்திரங்களை இயக்க மக்கள் நீர் விசையாழிகள் மற்றும் நீர் சக்கரங்களைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கினர். இந்த இயந்திரங்கள் வேலைக்கு நீர் ஓட்டத்தின் இயக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றன. மின் உற்பத்தியின் வருகை: 19 ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில், நீர் ஆற்றலை மின்சாரமாக மாற்ற மக்கள் நீர் மின் நிலையங்களைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கினர். உலகின் முதல் வணிக நீர் மின் நிலையம் 1882 இல் அமெரிக்காவின் விஸ்கான்சினில் கட்டப்பட்டது. அணைகள் மற்றும் நீர்த்தேக்கங்களின் கட்டுமானம்: 20 ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில், அணைகள் மற்றும் நீர்த்தேக்கங்களின் கட்டுமானத்துடன் நீர் மின்சக்தியின் அளவு பெரிதும் விரிவடைந்தது. பிரபலமான அணை திட்டங்களில் அமெரிக்காவில் உள்ள ஹூவர் அணை மற்றும் சீனாவில் உள்ள மூன்று கோர்ஜஸ் அணை ஆகியவை அடங்கும். தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள்: காலப்போக்கில், நீர் மின் தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இதில் விசையாழிகள், நீர்-ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் அறிவார்ந்த கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, அவை நீர் மின்சக்தியின் செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்தியுள்ளன.
நீர் மின்சாரம் ஒரு சுத்தமான, புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி மூலமாகும், மேலும் அதன் தொழில் சங்கிலி நீர்வள மேலாண்மை முதல் மின் பரிமாற்றம் வரை பல முக்கிய இணைப்புகளை உள்ளடக்கியது. நீர்மின் தொழில் சங்கிலியின் முதல் இணைப்பு நீர்வள மேலாண்மை ஆகும். மின் உற்பத்திக்காக விசையாழிகளுக்கு நீர் நிலையான முறையில் வழங்கப்படுவதை உறுதிசெய்ய நீர் ஓட்டங்களை திட்டமிடுதல், சேமித்தல் மற்றும் விநியோகித்தல் இதில் அடங்கும். பொருத்தமான முடிவுகளை எடுக்க நீர்வள மேலாண்மைக்கு பொதுவாக மழைப்பொழிவு, நீர் ஓட்ட வேகம் மற்றும் நீர் மட்டம் போன்ற அளவுருக்கள் கண்காணிப்பு தேவைப்படுகிறது. வறட்சி போன்ற தீவிர சூழ்நிலைகளிலும் மின் உற்பத்தி திறனை பராமரிக்க முடியும் என்பதை உறுதிசெய்ய நவீன நீர்வள மேலாண்மை நிலைத்தன்மையிலும் கவனம் செலுத்துகிறது. அணைகள் மற்றும் நீர்த்தேக்கங்கள் நீர்மின் தொழில் சங்கிலியில் முக்கிய வசதிகள். அணைகள் பொதுவாக நீர் நிலைகளை உயர்த்தவும் நீர் அழுத்தத்தை உருவாக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதன் மூலம் நீர் ஓட்டத்தின் இயக்க ஆற்றலை அதிகரிக்கின்றன. உச்ச தேவையின் போது போதுமான நீர் ஓட்டத்தை வழங்க முடியும் என்பதை உறுதிப்படுத்த நீர்த்தேக்கங்கள் தண்ணீரை சேமிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அணைகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் கட்டுமானம் பாதுகாப்பு மற்றும் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்ய புவியியல் நிலைமைகள், நீர் ஓட்ட பண்புகள் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களை கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். நீர்மின் தொழில் சங்கிலியில் விசையாழிகள் முக்கிய கூறுகள். நீர் விசையாழியின் கத்திகள் வழியாகப் பாயும்போது, ​​அதன் இயக்க ஆற்றல் இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது, இது விசையாழியைச் சுழற்றச் செய்கிறது. அதிகபட்ச ஆற்றல் செயல்திறனை அடைய நீர் ஓட்ட வேகம், ஓட்ட விகிதம் மற்றும் உயரத்திற்கு ஏற்ப விசையாழியின் வடிவமைப்பு மற்றும் வகையைத் தேர்ந்தெடுக்கலாம். விசையாழி சுழலும் போது, ​​அது இணைக்கப்பட்ட ஜெனரேட்டரை இயக்கி மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது. ஜெனரேட்டர் என்பது இயந்திர ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றும் ஒரு முக்கிய சாதனமாகும். பொதுவாக, ஜெனரேட்டரின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை, மாற்று மின்னோட்டத்தை உருவாக்க சுழலும் காந்தப்புலத்தின் மூலம் மின்னோட்டத்தைத் தூண்டுவதாகும். ஜெனரேட்டரின் வடிவமைப்பு மற்றும் திறன் மின் தேவை மற்றும் நீர் ஓட்டத்தின் பண்புகளுக்கு ஏற்ப தீர்மானிக்கப்பட வேண்டும். ஜெனரேட்டரால் உருவாக்கப்படும் மின்சாரம் மாற்று மின்னோட்டமாகும், இது பொதுவாக ஒரு துணை மின்நிலையம் மூலம் செயலாக்கப்பட வேண்டும். ஒரு துணை மின்நிலையத்தின் முக்கிய செயல்பாடுகளில் அதிகரிப்பது (மின்சாரம் கடத்தப்படும்போது ஆற்றல் இழப்பைக் குறைக்க மின்னழுத்தத்தை உயர்த்துவது) மற்றும் மின்னோட்டத்தின் வகையை (AC க்கு DC அல்லது நேர்மாறாக மாற்றுவது) மின் பரிமாற்ற அமைப்பின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய மாற்றுவது ஆகியவை அடங்கும். கடைசி இணைப்பு மின் பரிமாற்றம். மின் நிலையத்தால் உருவாக்கப்படும் மின்சாரம் நகர்ப்புற, தொழில்துறை அல்லது கிராமப்புறங்களில் உள்ள மின் பயனர்களுக்கு பரிமாற்றக் கோடுகள் மூலம் கடத்தப்படுகிறது. மின்சாரம் பாதுகாப்பாகவும் திறமையாகவும் இலக்கை நோக்கி அனுப்பப்படுவதை உறுதிசெய்ய, மின்மாற்றக் கோடுகள் திட்டமிடப்பட்டு, வடிவமைக்கப்பட்டு, பராமரிக்கப்பட வேண்டும். சில பகுதிகளில், வெவ்வேறு மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் அதிர்வெண்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய, துணை மின்நிலையம் மூலம் மின்சாரம் மீண்டும் செயலாக்கப்பட வேண்டியிருக்கலாம்.