தூய்மையான, புதுப்பிக்கத்தக்க நீர்மின்சக்தியின் வரலாறு மற்றும் பண்புகள்

நீர்மின்சக்தி என்பது நீரின் இயக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் தொழில்நுட்பமாகும். இது புதுப்பிக்கத்தக்க தன்மை, குறைந்த உமிழ்வுகள், நிலைத்தன்மை மற்றும் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய தன்மை போன்ற பல நன்மைகளைக் கொண்ட, பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு தூய்மையான ஆற்றல் மூலமாகும். நீர்மின்சக்தியின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை ஒரு எளிய கருத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது: நீரோட்டத்தின் இயக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி விசையாழியை இயக்குவது, அது மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய மின்னாக்கியைச் சுழற்றுகிறது. நீர்மின்சக்தி உற்பத்தியின் படிகள் பின்வருமாறு: நீர்த்தேக்கம் அல்லது ஆற்றிலிருந்து நீரைத் திசைதிருப்புதல், இதற்கு பொதுவாக ஒரு நீர்த்தேக்கம் (செயற்கை நீர்த்தேக்கம்) அல்லது இயற்கை ஆறு போன்ற நீர் ஆதாரம் தேவைப்படுகிறது, இது ஆற்றலை வழங்குகிறது; நீரோட்டத்தை வழிநடத்துதல், இதில் நீரோட்டம் ஒரு திசைதிருப்பல் கால்வாய் வழியாக விசையாழியின் இறக்கைகளுக்குத் திருப்பி விடப்படுகிறது. திசைதிருப்பல் கால்வாய், மின் உற்பத்தித் திறனைச் சரிசெய்ய நீரோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த முடியும்; விசையாழி இயங்கும்போது, ​​நீரோட்டம் அதன் இறக்கைகளைத் தாக்கி, அதைச் சுழலச் செய்கிறது. விசையாழி என்பது காற்றாலை மின் உற்பத்தியில் உள்ள காற்றாடிச் சக்கரத்தைப் போன்றது; மின்னாக்கி மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் விசையாழியின் செயல்பாடு மின்னாக்கியைச் சுழற்றுகிறது, இது மின்காந்தத் தூண்டல் கொள்கையின் மூலம் மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது; மின் பரிமாற்றத்தில், உற்பத்தி செய்யப்படும் மின்சாரம் மின் கட்டத்திற்கு அனுப்பப்பட்டு நகரங்கள், தொழிற்சாலைகள் மற்றும் வீடுகளுக்கு வழங்கப்படுகிறது. நீர்மின்சக்தியில் பல வகைகள் உள்ளன. வெவ்வேறு செயல்பாட்டுக் கொள்கைகள் மற்றும் பயன்பாட்டுச் சூழல்களின்படி, இதை ஆற்று மின் உற்பத்தி, நீர்த்தேக்க மின் உற்பத்தி, ஓதம் மற்றும் கடல் மின் உற்பத்தி, மற்றும் சிறிய நீர்மின்சக்தி எனப் பிரிக்கலாம். நீர்மின்சக்திக்கு பல நன்மைகள் இருந்தாலும், சில தீமைகளும் உள்ளன. முக்கிய நன்மைகள்: நீர்மின்சக்தி ஒரு புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலமாகும். நீர்மின்சக்தி நீர் சுழற்சியைச் சார்ந்துள்ளது, எனவே இது புதுப்பிக்கத்தக்கது மற்றும் தீர்ந்து போகாது; இது ஒரு தூய்மையான ஆற்றல் மூலமாகும். நீர்மின்சக்தி பசுமை இல்ல வாயுக்களையும் காற்று மாசுபாடுகளையும் உருவாக்குவதில்லை, மேலும் சுற்றுச்சூழலில் குறைந்த தாக்கத்தையே ஏற்படுத்துகிறது; இது கட்டுப்படுத்தக்கூடியது. நம்பகமான அடிப்படை மின்சாரத்தை வழங்க, நீர்மின் நிலையங்களை தேவைக்கேற்ப சரிசெய்ய முடியும். முக்கிய தீமைகள்: பெரிய அளவிலான நீர்மின் திட்டங்கள் சுற்றுச்சூழல் அமைப்பிற்கு சேதத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும், அத்துடன் குடியிருப்பாளர்களின் இடப்பெயர்வு மற்றும் நில அபகரிப்பு போன்ற சமூகப் பிரச்சனைகளையும் ஏற்படுத்தக்கூடும்; நீர்மின்சக்தி, நீர் வளங்களின் இருப்பைப் பொறுத்து வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் வறட்சி அல்லது நீர் ஓட்டம் குறைவது மின் உற்பத்தித் திறனைப் பாதிக்கக்கூடும்.
புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் வடிவமான நீர்மின்சக்திக்கு ஒரு நீண்ட வரலாறு உண்டு. தொடக்ககால நீர் விசையாழிகள் மற்றும் நீர்ச் சக்கரங்கள்: கி.மு. 2 ஆம் நூற்றாண்டிலேயே, ஆலைகள் மற்றும் மர அறுக்கும் ஆலைகள் போன்ற இயந்திரங்களை இயக்குவதற்காக மக்கள் நீர் விசையாழிகளையும் நீர்ச் சக்கரங்களையும் பயன்படுத்தத் தொடங்கினர். இந்த இயந்திரங்கள், நீரோட்டத்தின் இயக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி இயங்கின. மின் உற்பத்தியின் வருகை: 19 ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில், நீர் ஆற்றலை மின்சாரமாக மாற்றுவதற்காக மக்கள் நீர்மின் நிலையங்களைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கினர். உலகின் முதல் வணிகரீதியான நீர்மின் நிலையம் 1882 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்காவின் விஸ்கான்சின் மாகாணத்தில் கட்டப்பட்டது. அணைகள் மற்றும் நீர்த்தேக்கங்களின் கட்டுமானம்: 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில், அணைகள் மற்றும் நீர்த்தேக்கங்களின் கட்டுமானத்தால் நீர்மின்சக்தியின் அளவு பெருமளவில் விரிவடைந்தது. அமெரிக்காவின் ஹூவர் அணை மற்றும் சீனாவின் த்ரீ கோர்ஜஸ் அணை ஆகியவை புகழ்பெற்ற அணைத் திட்டங்களில் அடங்கும். தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள்: காலப்போக்கில், விசையாழிகள், நீர்மின்னாக்கிகள் மற்றும் அறிவார்ந்த கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளின் அறிமுகம் உட்பட, நீர்மின்சக்தி தொழில்நுட்பம் தொடர்ச்சியாக மேம்படுத்தப்பட்டு, நீர்மின்சக்தியின் செயல்திறனையும் நம்பகத்தன்மையையும் அதிகரித்துள்ளது.
நீர்மின்சக்தி ஒரு தூய்மையான, புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலமாகும். அதன் தொழில் சங்கிலி, நீர் வள மேலாண்மை முதல் மின் பரிமாற்றம் வரை பல முக்கிய இணைப்புகளை உள்ளடக்கியுள்ளது. நீர்மின்சக்தி தொழில் சங்கிலியில் முதல் இணைப்பு நீர் வள மேலாண்மை ஆகும். மின் உற்பத்திக்காக டர்பைன்களுக்கு நீர் நிலையாக வழங்கப்படுவதை உறுதி செய்வதற்காக, நீர் ஓட்டங்களைத் திட்டமிடுதல், சேமித்தல் மற்றும் விநியோகித்தல் ஆகியவை இதில் அடங்கும். பொருத்தமான முடிவுகளை எடுப்பதற்காக, நீர் வள மேலாண்மைக்கு பொதுவாக மழைப்பொழிவு, நீர் ஓட்ட வேகம் மற்றும் நீர் மட்டம் போன்ற அளவுருக்களைக் கண்காணிப்பது அவசியமாகிறது. வறட்சி போன்ற கடுமையான சூழ்நிலைகளிலும் மின் உற்பத்தித் திறனைப் பராமரிக்க முடியும் என்பதை உறுதி செய்வதற்காக, நவீன நீர் வள மேலாண்மை நிலைத்தன்மையிலும் கவனம் செலுத்துகிறது. அணைகளும் நீர்த்தேக்கங்களும் நீர்மின்சக்தி தொழில் சங்கிலியில் உள்ள முக்கிய வசதிகளாகும். அணைகள் பொதுவாக நீர் மட்டத்தை உயர்த்துவதற்கும், நீர் அழுத்தத்தை உருவாக்குவதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதன் மூலம் நீர் ஓட்டத்தின் இயக்க ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது. அதிகபட்ச தேவையின் போது போதுமான நீர் ஓட்டம் வழங்கப்படுவதை உறுதி செய்வதற்காக, நீர்த்தேக்கங்கள் நீரைச் சேமிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பாதுகாப்பு மற்றும் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்காக, அணைகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் கட்டுமானத்தில் புவியியல் நிலைமைகள், நீர் ஓட்டப் பண்புகள் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்கள் ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். டர்பைன்கள் நீர்மின்சக்தி தொழில் சங்கிலியின் முக்கிய அங்கங்களாகும். டர்பைனின் இறக்கைகள் வழியாக நீர் பாயும்போது, ​​அதன் இயக்க ஆற்றல் இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றப்பட்டு, டர்பைனைச் சுழலச் செய்கிறது. அதிகபட்ச ஆற்றல் திறனை அடைவதற்காக, நீரின் ஓட்ட வேகம், பாய்வு விகிதம் மற்றும் உயரம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் டர்பைனின் வடிவமைப்பு மற்றும் வகையைத் தேர்ந்தெடுக்கலாம். டர்பைன் சுழலும்போது, ​​அது இணைக்கப்பட்டுள்ள ஜெனரேட்டரை இயக்கி மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது. ஜெனரேட்டர் என்பது இயந்திர ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றும் ஒரு முக்கிய சாதனமாகும். பொதுவாக, ஜெனரேட்டரின் இயக்கக் கொள்கையானது, சுழலும் காந்தப்புலத்தின் மூலம் மின்னோட்டத்தைத் தூண்டி மாறுதிசை மின்னோட்டத்தை உருவாக்குவதாகும். ஜெனரேட்டரின் வடிவமைப்பு மற்றும் திறன் ஆகியவை மின் தேவை மற்றும் நீரின் ஓட்டத்தின் பண்புகளுக்கு ஏற்ப தீர்மானிக்கப்பட வேண்டும். ஜெனரேட்டரால் உருவாக்கப்படும் மின்சாரம் மாறுதிசை மின்னோட்டமாகும், இது பொதுவாக ஒரு துணை மின் நிலையம் மூலம் செயலாக்கப்பட வேண்டும். ஒரு துணை மின் நிலையத்தின் முக்கிய செயல்பாடுகளில், மின்னழுத்தத்தை உயர்த்துவது (மின்சாரம் அனுப்பப்படும்போது ஏற்படும் ஆற்றல் இழப்பைக் குறைக்க மின்னழுத்தத்தை உயர்த்துவது) மற்றும் மின் பரிமாற்ற அமைப்பின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக மின்னோட்டத்தின் வகையை மாற்றுவது (மாறுதிசை மின்னோட்டத்தை நேர் மின்னோட்டமாக அல்லது நேர்மாறாக மாற்றுவது) ஆகியவை அடங்கும். கடைசி இணைப்பு மின் பரிமாற்றம் ஆகும். மின் நிலையத்தால் உருவாக்கப்படும் மின்சாரம், நகர்ப்புற, தொழில்துறை அல்லது கிராமப்புறங்களில் உள்ள மின் பயனர்களுக்குப் பரிமாற்றக் கோடுகள் மூலம் அனுப்பப்படுகிறது. மின்சாரம் பாதுகாப்பாகவும் திறமையாகவும் சேருமிடத்திற்கு அனுப்பப்படுவதை உறுதிசெய்ய, மின் செலுத்துத் தடங்கள் திட்டமிடப்பட்டு, வடிவமைக்கப்பட்டு, பராமரிக்கப்பட வேண்டும். சில பகுதிகளில், வெவ்வேறு மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் அதிர்வெண்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக, மின்சாரத்தை ஒரு துணை மின் நிலையம் மூலம் மீண்டும் செயலாக்க வேண்டியிருக்கலாம்.