నీటి టర్బైన్ యొక్క సూత్రం మరియు అనువర్తన పరిధి

జల టర్బైన్ అనేది ద్రవ యంత్రాలలోని ఒక టర్బోయంత్రం. సుమారు క్రీ.పూ. 100 నాటికే, జల టర్బైన్ యొక్క నమూనా అయిన నీటి చక్రం ఆవిర్భవించింది. ఆ సమయంలో, ధాన్యం శుద్ధి మరియు నీటిపారుదల కోసం యంత్రాలను నడపడమే దీని ప్రధాన విధి. నీటి ప్రవాహాన్ని శక్తిగా ఉపయోగించుకునే యాంత్రిక పరికరమైన నీటి చక్రం, ప్రస్తుత జల టర్బైన్‌గా అభివృద్ధి చెందింది మరియు దాని వినియోగ పరిధి కూడా విస్తరించింది. మరి ఆధునిక జల టర్బైన్‌లను ప్రధానంగా ఎక్కడెక్కడ ఉపయోగిస్తారు?
టర్బైన్‌లను ప్రధానంగా పంప్డ్ స్టోరేజ్ పవర్ స్టేషన్లలో ఉపయోగిస్తారు. పవర్ సిస్టమ్ యొక్క లోడ్ బేసిక్ లోడ్ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అదనపు విద్యుత్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని ఉపయోగించి, దిగువ రిజర్వాయర్ నుండి ఎగువ రిజర్వాయర్‌కు నీటిని పంప్ చేసి, శక్తిని పొటెన్షియల్ ఎనర్జీ రూపంలో నిల్వ చేయడానికి దీనిని వాటర్ పంప్‌గా ఉపయోగించవచ్చు; సిస్టమ్ లోడ్ బేసిక్ లోడ్ కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, దీనిని హైడ్రాలిక్ టర్బైన్‌గా ఉపయోగించి, పీక్ లోడ్‌లను నియంత్రించడానికి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. అందువల్ల, స్వచ్ఛమైన పంప్డ్ స్టోరేజ్ పవర్ స్టేషన్ పవర్ సిస్టమ్ యొక్క శక్తిని పెంచలేకపోయినా, అది థర్మల్ పవర్ జనరేటింగ్ యూనిట్ల నిర్వహణ ఆర్థిక వ్యవస్థను మెరుగుపరచి, పవర్ సిస్టమ్ యొక్క మొత్తం సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది. 1950ల నుండి, ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న దేశాలలో పంప్డ్ స్టోరేజ్ యూనిట్లకు విస్తృత ప్రాధాన్యత లభించి, అవి వేగంగా అభివృద్ధి చెందాయి.

తొలి దశలో అభివృద్ధి చేయబడిన లేదా అధిక నీటి పీడనం ఉన్న చాలా పంప్డ్ స్టోరేజ్ యూనిట్లు మూడు-యంత్రాల రకాన్ని అవలంబిస్తాయి, అంటే, అవి ఒక జనరేటర్ మోటార్, ఒక వాటర్ టర్బైన్ మరియు ఒక వాటర్ పంప్‌తో శ్రేణిలో (series) అమర్చబడి ఉంటాయి. దీని ప్రయోజనం ఏమిటంటే, టర్బైన్ మరియు వాటర్ పంప్ విడివిడిగా రూపొందించబడతాయి, దీనివల్ల ప్రతి ఒక్కటి అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసేటప్పుడు మరియు నీటిని పంప్ చేసేటప్పుడు యూనిట్ ఒకే దిశలో తిరుగుతుంది, మరియు విద్యుత్ ఉత్పత్తి నుండి పంపింగ్‌కు లేదా పంపింగ్ నుండి విద్యుత్ ఉత్పత్తికి త్వరగా మారగలదు. అదే సమయంలో, యూనిట్‌ను ప్రారంభించడానికి టర్బైన్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. దీని ప్రతికూలత ఏమిటంటే, దీని ఖర్చు అధికంగా ఉంటుంది మరియు పవర్ స్టేషన్ పెట్టుబడి కూడా భారీగా ఉంటుంది.
వాలుగా ప్రవహించే పంప్ టర్బైన్ యొక్క రన్నర్ బ్లేడ్లను తిప్పవచ్చు, మరియు నీటి మట్టం, భారం మారినప్పుడు కూడా ఇది మంచి పనితీరును కనబరుస్తుంది. అయితే, హైడ్రాలిక్ లక్షణాలు మరియు పదార్థ బలం యొక్క పరిమితి కారణంగా, 1980ల ప్రారంభం నాటికి, దీని నికర మట్టం కేవలం 136.2 మీటర్లు మాత్రమే ఉండేది. (జపాన్‌లోని టకాగెన్ ఫస్ట్ పవర్ స్టేషన్). అధిక మట్టాల కోసం, ఫ్రాన్సిస్ పంప్ టర్బైన్లు అవసరం.
పంప్డ్ స్టోరేజ్ పవర్ స్టేషన్‌లో ఎగువ మరియు దిగువ జలాశయాలు ఉంటాయి. ఒకే శక్తిని నిల్వ చేసే పరిస్థితులలో, ఎత్తును పెంచడం వల్ల నిల్వ సామర్థ్యాన్ని తగ్గించవచ్చు, యూనిట్ వేగాన్ని పెంచవచ్చు మరియు ప్రాజెక్ట్ వ్యయాన్ని తగ్గించవచ్చు. అందువల్ల, 300 మీటర్ల కంటే ఎక్కువ ఎత్తు ఉన్న హై-హెడ్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ పవర్ స్టేషన్ వేగంగా అభివృద్ధి చెందింది. ప్రపంచంలోనే అత్యధిక వాటర్ హెడ్ కలిగిన ఫ్రాన్సిస్ పంప్-టర్బైన్‌ను యుగోస్లేవియాలోని బైనా బస్తా పవర్ స్టేషన్‌లో ఏర్పాటు చేశారు. ఇది కార్యకలాపాలు ప్రారంభించిన సంవత్సరం. 20వ శతాబ్దం నుండి, జలవిద్యుత్ యూనిట్లు అధిక పారామితులు మరియు పెద్ద సామర్థ్యం దిశగా అభివృద్ధి చెందుతున్నాయి. విద్యుత్ వ్యవస్థలో థర్మల్ పవర్ సామర్థ్యం పెరగడం మరియు అణు విద్యుత్ అభివృద్ధి చెందడంతో, సహేతుకమైన పీక్ రెగ్యులేషన్ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, ప్రధాన జల వ్యవస్థలలో పెద్ద-స్థాయి పవర్ స్టేషన్లను చురుకుగా అభివృద్ధి చేయడం లేదా విస్తరించడంతో పాటు, ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న దేశాలు పంప్డ్-స్టోరేజ్ పవర్ స్టేషన్లను చురుకుగా నిర్మిస్తున్నాయి, దీని ఫలితంగా పంప్-టర్బైన్‌లు వేగంగా అభివృద్ధి చెందాయి.

నీటి ప్రవాహ శక్తిని భ్రమణ యాంత్రిక శక్తిగా మార్చే ఒక శక్తి యంత్రంగా, హైడ్రో టర్బైన్ అనేది హైడ్రో-జనరేటర్ సెట్‌లో ఒక అనివార్యమైన భాగం. ఈ రోజుల్లో, పర్యావరణ పరిరక్షణ సమస్య మరింత తీవ్రమవుతోంది మరియు స్వచ్ఛమైన శక్తిని ఉపయోగించే జలవిద్యుత్ యొక్క వినియోగం మరియు ప్రోత్సాహం పెరుగుతోంది. వివిధ జల వనరులను పూర్తిగా ఉపయోగించుకోవడానికి, ఆటుపోట్లు, చాలా తక్కువ పతనం ఉన్న మైదాన నదులు మరియు సమతల తరంగాలు కూడా విస్తృత దృష్టిని ఆకర్షించాయి, దీని ఫలితంగా ట్యూబులర్ టర్బైన్లు మరియు ఇతర చిన్న యూనిట్లు వేగంగా అభివృద్ధి చెందాయి.