جدید پاور جنریشن میں فرانسس ٹربائن کے فوائد سے پردہ اٹھانا

توانائی کے شعبے کے ابھرتے ہوئے منظر نامے میں، موثر پاور جنریشن ٹیکنالوجیز کا حصول پہلے سے کہیں زیادہ اہم ہو گیا ہے۔ چونکہ دنیا توانائی کی بڑھتی ہوئی ضروریات کو پورا کرنے اور کاربن کے اخراج کو کم کرنے کے دوہری چیلنجوں سے نمٹ رہی ہے، قابل تجدید توانائی کے ذرائع سامنے آ گئے ہیں۔ ان میں سے، ہائیڈرو پاور ایک قابل اعتماد اور پائیدار آپشن کے طور پر نمایاں ہے، جو دنیا کی بجلی کا ایک اہم حصہ فراہم کرتا ہے۔
فرانسس ٹربائن، ہائیڈرو پاور پلانٹس کا ایک اہم جزو، اس صاف توانائی کے انقلاب میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔ 1849 میں جیمز بی فرانسس کی ایجاد کردہ، اس قسم کی ٹربائن دنیا میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والی ٹربائن بن گئی ہے۔ ہائیڈرو پاور ڈومین میں اس کی اہمیت کو بڑھا چڑھا کر پیش نہیں کیا جا سکتا، کیونکہ یہ بہتے ہوئے پانی کی توانائی کو میکانکی توانائی میں تبدیل کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے، جسے پھر جنریٹر کے ذریعے برقی توانائی میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج کے ساتھ، چھوٹے پیمانے پر دیہی ہائیڈرو پاور پروجیکٹس سے لے کر بڑے پیمانے پر کمرشل پاور پلانٹس تک، فرانسس ٹربائن پانی کی طاقت کو استعمال کرنے کے لیے ایک ورسٹائل اور قابل اعتماد حل ثابت ہوئی ہے۔
توانائی کی تبدیلی میں اعلی کارکردگی
فرانسس ٹربائن بہتے پانی کی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرنے میں اپنی اعلیٰ کارکردگی کے لیے مشہور ہے، جسے پھر جنریٹر کے ذریعے برقی توانائی میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ یہ اعلیٰ کارکردگی اس کے منفرد ڈیزائن اور آپریشنل اصولوں کا نتیجہ ہے۔
1. حرکیاتی اور ممکنہ توانائی کا استعمال
فرانسس ٹربائنز کو پانی کی حرکیاتی اور ممکنہ توانائی دونوں کا مکمل استعمال کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ جب پانی ٹربائن میں داخل ہوتا ہے، تو یہ سب سے پہلے سرپل کیسنگ سے گزرتا ہے، جو پانی کو رنر کے گرد یکساں طور پر تقسیم کرتا ہے۔ رنر بلیڈ کو احتیاط سے شکل دی جاتی ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ پانی کا بہاؤ ان کے ساتھ ہموار اور موثر تعامل رکھتا ہے۔ جیسے جیسے پانی رنر کے بیرونی قطر سے مرکز کی طرف بڑھتا ہے (ایک ریڈیل – محوری بہاؤ کے انداز میں)، پانی کی ممکنہ توانائی اس کے سر کی وجہ سے (پانی کے منبع اور ٹربائن کے درمیان اونچائی کا فرق) آہستہ آہستہ حرکی توانائی میں تبدیل ہو جاتی ہے۔ اس حرکی توانائی کو پھر رنر میں منتقل کیا جاتا ہے، جس کی وجہ سے وہ گھومتا ہے۔ اچھی طرح سے ڈیزائن کیا گیا بہاؤ کا راستہ اور رنر بلیڈ کی شکل ٹربائن کو پانی سے بڑی مقدار میں توانائی نکالنے کے قابل بناتی ہے، جس سے توانائی کی اعلیٰ کارکردگی میں تبدیلی آتی ہے۔
2. دیگر ٹربائن کی اقسام کے ساتھ موازنہ
دیگر اقسام کی واٹر ٹربائنز، جیسے پیلٹن ٹربائن اور کپلان ٹربائن کے مقابلے میں، فرانسس ٹربائن کے آپریٹنگ حالات کی ایک مخصوص حد کے اندر کارکردگی کے لحاظ سے الگ الگ فوائد ہیں۔
پیلٹن ٹربائن: پیلٹن ٹربائن بنیادی طور پر ہائی ہیڈ ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔ یہ رنر پر بالٹیاں مارنے کے لیے تیز رفتار واٹر جیٹ کی حرکی توانائی کا استعمال کرکے کام کرتا ہے۔ اگرچہ یہ اعلی سر کے حالات میں انتہائی کارآمد ہے، لیکن یہ درمیانے سر کی ایپلی کیشنز میں فرانسس ٹربائن کی طرح موثر نہیں ہے۔ فرانسس ٹربائن، حرکی اور ممکنہ توانائی دونوں کو استعمال کرنے کی صلاحیت کے ساتھ اور درمیانے سر کے پانی کے ذرائع کے لیے اس کی بہتر - موزوں بہاؤ خصوصیات کے ساتھ، اس حد میں اعلی کارکردگی حاصل کر سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک پاور پلانٹ میں جس میں ایک درمیانے سر کے پانی کا ذریعہ ہے (کہیں، 50 - 200 میٹر)، ایک فرانسس ٹربائن پانی کی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کر سکتی ہے جس کی کارکردگی تقریباً 90% یا کچھ اچھی طرح سے تیار کی گئی صورتوں میں اس سے بھی زیادہ ہے، جب کہ اسی سر کے حالات میں چلنے والی پیلٹن ٹربائن کی کارکردگی نسبتاً کم ہو سکتی ہے۔
کپلان ٹربائن: کپلان ٹربائن کو کم – سر اور زیادہ – بہاؤ ایپلی کیشنز کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اگرچہ یہ کم سر کے منظرناموں میں بہت کارآمد ہے، جب سر درمیانے سر کی حد تک بڑھ جاتا ہے، فرانسس ٹربائن کارکردگی کے لحاظ سے اس سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہے۔ کپلن ٹربائن کے رنر بلیڈ کم – سر، زیادہ – بہاؤ کے حالات میں کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ایڈجسٹ ہوتے ہیں، لیکن اس کا ڈیزائن درمیانے سر کے حالات میں توانائی کی موثر تبدیلی کے لیے اتنا سازگار نہیں ہے جتنا کہ فرانسس ٹربائن۔ 30 - 50 میٹر کے سر والے پاور پلانٹ میں، کپلان ٹربائن کارکردگی کے لیے بہترین انتخاب ہو سکتا ہے، لیکن جیسے ہی سر 50 میٹر سے زیادہ ہو جاتا ہے، فرانسس ٹربائن توانائی میں اپنی برتری ظاہر کرنا شروع کر دیتی ہے - تبدیلی کی کارکردگی۔
خلاصہ طور پر، فرانسس ٹربائن کا ڈیزائن درمیانے درجے کی ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج میں پانی کی توانائی کے زیادہ موثر استعمال کی اجازت دیتا ہے، جس سے یہ دنیا بھر کے بہت سے ہائیڈرو پاور پراجیکٹس میں ایک ترجیحی انتخاب ہے۔
پانی کی مختلف حالتوں میں موافقت
فرانسس ٹربائن کی نمایاں خصوصیات میں سے ایک یہ ہے کہ اس کی پانی کے حالات کی ایک وسیع رینج کے لیے اعلیٰ موافقت ہے، جو اسے دنیا بھر میں پن بجلی کے منصوبوں کے لیے ایک ورسٹائل انتخاب بناتی ہے۔ یہ موافقت بہت اہم ہے کیونکہ پانی کے وسائل سر کے لحاظ سے نمایاں طور پر مختلف ہوتے ہیں (پانی گرتا ہے عمودی فاصلہ) اور مختلف جغرافیائی مقامات پر بہاؤ کی شرح۔
1. سر اور بہاؤ کی شرح موافقت
ہیڈ رینج: فرانسس ٹربائنز نسبتاً وسیع سر رینج میں مؤثر طریقے سے کام کر سکتی ہیں۔ وہ عام طور پر درمیانے سر کی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں، عام طور پر تقریباً 20 سے 300 میٹر تک کے سروں کے ساتھ۔ تاہم، مناسب ڈیزائن کی تبدیلیوں کے ساتھ، وہ اس سے بھی کم - سر یا زیادہ - سر کے حالات میں استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، کم سر کے منظر نامے میں، تقریباً 20 - 50 میٹر، فرانسس ٹربائن کو مخصوص رنر بلیڈ کی شکلوں اور بہاؤ کے ساتھ ڈیزائن کیا جا سکتا ہے تاکہ توانائی کے اخراج کو بہتر بنایا جا سکے۔ رنر بلیڈ اس بات کو یقینی بنانے کے لیے بنائے گئے ہیں کہ پانی کا بہاؤ، جس کی رفتار کم سر کی وجہ سے نسبتاً کم ہے، پھر بھی مؤثر طریقے سے اپنی توانائی رنر کو منتقل کر سکتا ہے۔ جیسے جیسے سر بڑھتا ہے، ڈیزائن کو زیادہ – رفتار پانی کے بہاؤ کو سنبھالنے کے لیے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ 300 میٹر تک پہنچنے والے ہائی ہیڈ ایپلی کیشنز میں، ٹربائن کے اجزاء ہائی پریشر والے پانی کو برداشت کرنے اور ممکنہ توانائی کی بڑی مقدار کو موثر طریقے سے مکینیکل توانائی میں تبدیل کرنے کے لیے انجنیئر کیے گئے ہیں۔
بہاؤ کی شرح کی تغیر: فرانسس ٹربائن مختلف بہاؤ کی شرحوں کو بھی سنبھال سکتی ہے۔ یہ مستقل – بہاؤ اور متغیر – بہاؤ کے حالات دونوں میں اچھی طرح سے کام کر سکتا ہے۔ کچھ ہائیڈرو پاور پلانٹس میں، بارش کے پیٹرن یا برف پگھلنے جیسے عوامل کی وجہ سے پانی کے بہاؤ کی شرح موسمی طور پر مختلف ہو سکتی ہے۔ فرانسس ٹربائن کا ڈیزائن اسے نسبتاً زیادہ کارکردگی کو برقرار رکھنے کی اجازت دیتا ہے یہاں تک کہ جب بہاؤ کی شرح میں تبدیلی ہو۔ مثال کے طور پر، جب بہاؤ کی شرح زیادہ ہوتی ہے، تو ٹربائن اپنے اجزاء کے ذریعے پانی کی موثر رہنمائی کر کے پانی کے بڑھتے ہوئے حجم کو ایڈجسٹ کر سکتی ہے۔ سرپل کیسنگ اور گائیڈ وینز کو رنر کے ارد گرد پانی کو یکساں طور پر تقسیم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اس بات کو یقینی بناتے ہوئے کہ رنر بلیڈ پانی کے ساتھ مؤثر طریقے سے تعامل کر سکتے ہیں، بہاؤ کی شرح سے قطع نظر۔ جب بہاؤ کی شرح کم ہو جاتی ہے تو، ٹربائن اب بھی مستحکم طور پر کام کر سکتی ہے، حالانکہ بجلی کی پیداوار قدرتی طور پر پانی کے بہاؤ میں کمی کے تناسب سے کم ہو جائے گی۔
2. مختلف جغرافیائی ماحول میں درخواست کی مثالیں۔
پہاڑی علاقے: پہاڑی علاقوں میں، جیسے کہ ایشیا میں ہمالیہ یا جنوبی امریکہ میں اینڈیز، ایسے متعدد ہائیڈرو پاور پراجیکٹس ہیں جو فرانسس ٹربائنز کا استعمال کرتے ہیں۔ ان خطوں میں اکثر اونچے سرے والے پانی کے ذرائع ہوتے ہیں جس کی وجہ کھڑی خطہ ہے۔ مثال کے طور پر، تاجکستان میں نوریک ڈیم، جو پامیر کے پہاڑوں میں واقع ہے، پانی کا ایک اونچا ذریعہ رکھتا ہے۔ نوریک ہائیڈرو پاور سٹیشن پر نصب فرانسس ٹربائنز بڑے فرق کو سنبھالنے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں (ڈیم کی اونچائی 300 میٹر سے زیادہ ہے)۔ ٹربائنز پانی کی اعلیٰ ممکنہ توانائی کو مؤثر طریقے سے برقی توانائی میں تبدیل کرتی ہیں، جو ملک کی بجلی کی فراہمی میں اہم کردار ادا کرتی ہیں۔ پہاڑوں میں تیز بلندی کی تبدیلیاں فرانسس ٹربائنز کو اعلی کارکردگی کے ساتھ کام کرنے کے لیے ضروری سر فراہم کرتی ہیں، اور ان کی اعلیٰ سر کے حالات کے لیے موافقت انھیں ایسے منصوبوں کے لیے بہترین انتخاب بناتی ہے۔
دریا کے میدانی میدانوں میں: ندی کے میدانوں میں، جہاں سر نسبتاً کم ہے لیکن بہاؤ کی شرح کافی ہو سکتی ہے، فرانسس ٹربائنز بھی بڑے پیمانے پر لگائی جاتی ہیں۔ چین میں تھری گورجز ڈیم ایک اہم مثال ہے۔ دریائے یانگسی پر واقع، ڈیم کا ایک سر ہے جو فرانسس ٹربائنز کے لیے موزوں رینج میں آتا ہے۔ تھری گورجز ہائیڈرو پاور اسٹیشن کی ٹربائنوں کو دریائے یانگسی سے پانی کے بہاؤ کی بڑی شرح کو سنبھالنے کی ضرورت ہے۔ فرانسس ٹربائنز کو بڑے - حجم، نسبتاً کم - سر کے پانی کے بہاؤ کی توانائی کو برقی توانائی میں مؤثر طریقے سے تبدیل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ فرانسس ٹربائنز کی مختلف بہاؤ کی شرحوں میں موافقت انہیں دریا کے آبی وسائل سے زیادہ سے زیادہ فائدہ اٹھانے کی اجازت دیتی ہے، جس سے چین کے ایک بڑے حصے کی توانائی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے بہت زیادہ بجلی پیدا ہوتی ہے۔
جزیرے کے ماحول: جزائر اکثر پانی کے وسائل کی منفرد خصوصیات رکھتے ہیں۔ مثال کے طور پر، بحرالکاہل کے کچھ جزائر میں، جہاں بارش اور خشک موسموں کے لحاظ سے متغیر بہاؤ کی شرح کے ساتھ چھوٹے سے درمیانے درجے کے دریا موجود ہیں، فرانسس ٹربائنز چھوٹے پیمانے کے ہائیڈرو پاور پلانٹس میں استعمال ہوتی ہیں۔ یہ ٹربائن پانی کے بدلتے ہوئے حالات کے مطابق ڈھال سکتے ہیں، جو مقامی کمیونٹیز کے لیے بجلی کا ایک قابل اعتماد ذریعہ فراہم کر سکتے ہیں۔ برسات کے موسم میں، جب بہاؤ کی شرح زیادہ ہوتی ہے، تو ٹربائنیں زیادہ پاور آؤٹ پٹ پر کام کر سکتی ہیں، اور خشک موسم میں، وہ اب بھی کم پانی کے بہاؤ کے ساتھ کام کر سکتی ہیں، اگرچہ بجلی کی کم سطح پر، مسلسل بجلی کی فراہمی کو یقینی بناتی ہے۔
وشوسنییتا اور طویل مدتی آپریشن
فرانسس ٹربائن کو اس کی قابل اعتماد اور طویل مدتی آپریشن کی صلاحیتوں کے لیے انتہائی اہمیت دی جاتی ہے، جو کہ بجلی پیدا کرنے کی سہولیات کے لیے اہم ہیں جنہیں طویل مدت تک بجلی کی مستحکم فراہمی کو برقرار رکھنے کی ضرورت ہے۔
1. مضبوط ساختی ڈیزائن
فرانسس ٹربائن میں ایک مضبوط اور اچھی طرح سے انجنیئرڈ ڈھانچہ ہے۔ رنر، جو ٹربائن کا مرکزی گھومنے والا جزو ہے، عام طور پر اعلیٰ طاقت والے مواد جیسا کہ سٹینلیس سٹیل یا خصوصی مرکب دھاتوں سے بنا ہوتا ہے۔ یہ مواد ان کی بہترین مکینیکل خصوصیات کے لیے منتخب کیے گئے ہیں، بشمول اعلی تناؤ کی طاقت، سنکنرن مزاحمت، اور تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت۔ مثال کے طور پر، بڑے ہائیڈرو پاور پلانٹس میں استعمال ہونے والے بڑے پیمانے پر فرانسس ٹربائنز میں، رنر بلیڈز کو ہائی پریشر پانی کے بہاؤ اور گردش کے دوران پیدا ہونے والے مکینیکل دباؤ کو برداشت کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ رنر کے ڈیزائن کو یکساں تناؤ کی تقسیم کو یقینی بنانے کے لیے بہتر بنایا گیا ہے، جس سے تناؤ کے ارتکاز پوائنٹس کے خطرے کو کم کیا جا سکتا ہے جو دراڑیں یا ساختی خرابیوں کا باعث بن سکتے ہیں۔
سرپل کیسنگ، جو پانی کو رنر تک لے جاتا ہے، بھی استحکام کو ذہن میں رکھتے ہوئے بنایا گیا ہے۔ یہ عام طور پر موٹی دیواروں والی سٹیل پلیٹوں سے بنی ہوتی ہے جو ٹربائن میں داخل ہونے والے ہائی پریشر پانی کے بہاؤ کو برداشت کر سکتی ہے۔ سرپل کیسنگ اور دیگر اجزاء کے درمیان تعلق، جیسے کہ سٹے وینز اور گائیڈ وینز، کو مضبوط اور قابل اعتماد بنانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اس بات کو یقینی بناتے ہوئے کہ پورا ڈھانچہ مختلف آپریٹنگ حالات میں آسانی سے کام کر سکتا ہے۔
2. کم دیکھ بھال کی ضروریات
فرانسس ٹربائن کے اہم فوائد میں سے ایک اس کی نسبتاً کم دیکھ بھال کی ضروریات ہیں۔ اس کے سادہ اور موثر ڈیزائن کی بدولت، ٹربائنوں کی کچھ دوسری اقسام کے مقابلے میں کم حرکت پذیر پرزے ہوتے ہیں، جس سے اجزاء کی ناکامی کا امکان کم ہوجاتا ہے۔ مثال کے طور پر، گائیڈ وینز، جو رنر میں پانی کے بہاؤ کو کنٹرول کرتی ہیں، میں ایک سیدھا میکانیکل لنکج سسٹم ہوتا ہے۔ یہ نظام معائنہ اور دیکھ بھال کے لیے آسان ہے۔ باقاعدگی سے دیکھ بھال کے کاموں میں بنیادی طور پر حرکت پذیر حصوں کی چکنا، پانی کے رساو کو روکنے کے لیے مہروں کا معائنہ، اور ٹربائن کی مجموعی مکینیکل حالت کی نگرانی شامل ہے۔
ٹربائن کی تعمیر میں استعمال ہونے والا مواد بھی اس کی کم دیکھ بھال کی ضروریات میں حصہ ڈالتا ہے۔ سنکنرن - رنر اور پانی کے سامنے آنے والے دیگر اجزاء کے لیے استعمال ہونے والے مزاحم مواد سنکنرن کی وجہ سے بار بار تبدیل کرنے کی ضرورت کو کم کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، جدید فرانسس ٹربائنز جدید نگرانی کے نظام سے لیس ہیں۔ یہ سسٹم پیرامیٹرز جیسے کمپن، درجہ حرارت اور دباؤ کی مسلسل نگرانی کر سکتے ہیں۔ ان اعداد و شمار کا تجزیہ کر کے، آپریٹرز ممکنہ مسائل کا پہلے سے پتہ لگا سکتے ہیں اور احتیاطی دیکھ بھال کر سکتے ہیں، اور بڑی مرمت کے لیے غیر متوقع شٹ ڈاؤن کی ضرورت کو مزید کم کر سکتے ہیں۔
3. طویل سروس کی زندگی
فرانسس ٹربائنز کی طویل خدمت زندگی ہوتی ہے، جو اکثر کئی دہائیوں پر محیط ہوتی ہے۔ دنیا بھر کے بہت سے ہائیڈرو پاور پلانٹس میں، فرانسس ٹربائنز جو کئی دہائیاں پہلے نصب کی گئی تھیں، اب بھی کام کر رہی ہیں اور موثر طریقے سے بجلی پیدا کر رہی ہیں۔ مثال کے طور پر، ریاست ہائے متحدہ امریکہ اور یورپ میں ابتدائی طور پر نصب فرانسس ٹربائنز میں سے کچھ 50 سال سے زیادہ عرصے سے کام کر رہی ہیں۔ مناسب دیکھ بھال اور کبھی کبھار اپ گریڈ کے ساتھ، یہ ٹربائنز قابل اعتماد طریقے سے کام کرنا جاری رکھ سکتی ہیں۔
فرانسس ٹربائن کی طویل سروس لائف نہ صرف بجلی پیدا کرنے والی صنعت کے لیے لاگت کے لحاظ سے - تاثیر کے لحاظ سے فائدہ مند ہے بلکہ بجلی کی فراہمی کے مجموعی استحکام کے لیے بھی۔ دیرپا ٹربائن کا مطلب ہے کہ پاور پلانٹس زیادہ لاگت اور ٹربائن کی بار بار تبدیلی سے منسلک رکاوٹوں سے بچ سکتے ہیں۔ یہ ایک قابل اعتماد اور پائیدار توانائی کے ذریعہ کے طور پر پن بجلی کی طویل مدتی عملداری میں بھی حصہ ڈالتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ صاف بجلی کئی سالوں تک مسلسل پیدا کی جا سکتی ہے۔
لاگت - طویل مدت میں تاثیر
جب لاگت – بجلی کی تاثیر – پیدا کرنے والی ٹیکنالوجیز پر غور کریں تو، فرانسس ٹربائن ہائیڈرو پاور پلانٹس کے طویل مدتی آپریشن میں ایک سازگار آپشن ثابت ہوتی ہے۔
1. ابتدائی سرمایہ کاری اور طویل مدتی آپریشن لاگت
ابتدائی سرمایہ کاری: اگرچہ فرانسس ٹربائن پر مبنی ہائیڈرو پاور پروجیکٹ میں ابتدائی سرمایہ کاری نسبتاً زیادہ ہو سکتی ہے، لیکن طویل مدتی تناظر پر غور کرنا ضروری ہے۔ فرانسس ٹربائن کی خریداری، تنصیب، اور ابتدائی سیٹ اپ، بشمول رنر، سرپل کیسنگ، اور دیگر اجزاء، نیز پاور پلانٹ کے بنیادی ڈھانچے کی تعمیر سے وابستہ اخراجات اہم ہیں۔ تاہم، اس ابتدائی اخراجات کو طویل مدتی فوائد سے پورا کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، 50 - 100 میگاواٹ کی صلاحیت والے درمیانے سائز کے ہائیڈرو پاور پلانٹ میں، فرانسس ٹربائنز اور متعلقہ آلات کے سیٹ کے لیے ابتدائی سرمایہ کاری دسیوں ملین ڈالرز کی حد میں ہو سکتی ہے۔ لیکن کچھ دیگر پاور جنریشن ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں، جیسے کہ کوئلے سے چلنے والے نئے پاور پلانٹ کی تعمیر جس کے لیے کوئلے کی خریداری میں مسلسل سرمایہ کاری کی ضرورت ہوتی ہے اور اخراج کے معیارات کو پورا کرنے کے لیے پیچیدہ ماحولیاتی تحفظ کا سامان، فرانسس - ٹربائن - پر مبنی ہائیڈرو پاور پروجیکٹ کی طویل مدتی لاگت کا ڈھانچہ زیادہ مستحکم ہے۔
طویل مدتی آپریشن لاگت: فرانسس ٹربائن کی آپریشن لاگت نسبتاً کم ہے۔ ایک بار جب ٹربائن انسٹال ہو جاتی ہے اور پاور پلانٹ کام کر جاتا ہے، اہم جاری اخراجات نگرانی اور دیکھ بھال کے لیے اہلکاروں سے متعلق ہوتے ہیں، اور وقت کے ساتھ ساتھ کچھ معمولی اجزاء کو تبدیل کرنے کی لاگت۔ فرانسس ٹربائن کے اعلیٰ کارکردگی کا مطلب یہ ہے کہ یہ نسبتاً کم مقدار میں پانی کے ان پٹ کے ساتھ بڑی مقدار میں بجلی پیدا کر سکتی ہے۔ اس سے پیدا ہونے والی بجلی کی فی یونٹ لاگت کم ہو جاتی ہے۔ اس کے برعکس، تھرمل پاور پلانٹس، جیسے کوئلے سے چلنے والے یا گیس سے چلنے والے پلانٹس، میں ایندھن کی اہم قیمتیں ہوتی ہیں جو کہ ایندھن کی بڑھتی ہوئی قیمتوں اور عالمی توانائی کی مارکیٹ میں اتار چڑھاو جیسے عوامل کی وجہ سے وقت کے ساتھ ساتھ بڑھتی ہیں۔ مثال کے طور پر، کوئلے سے چلنے والا پاور پلانٹ ہر سال اپنے ایندھن کی قیمتوں میں ایک خاص فیصد اضافہ دیکھ سکتا ہے کیونکہ کوئلے کی قیمتیں سپلائی - اور - مانگ کی حرکیات، کان کنی کے اخراجات، اور نقل و حمل کے اخراجات سے مشروط ہیں۔ فرانسس – ٹربائن – سے چلنے والے ہائیڈرو پاور پلانٹ میں، پانی کی قیمت، جو ٹربائن کے لیے "ایندھن" ہے، بنیادی طور پر مفت ہے، اس کے علاوہ پانی – وسائل کے انتظام اور ممکنہ پانی – حقوق کی فیسوں سے منسلک اخراجات کے علاوہ، جو عام طور پر تھرمل پاور پلانٹس کے ایندھن کے اخراجات سے بہت کم ہوتے ہیں۔
2. اعلی کارکردگی اور کم دیکھ بھال کے ذریعے مجموعی طور پر بجلی پیدا کرنے کے اخراجات کو کم کرنا
اعلی کارکردگی کا آپریشن: فرانسس ٹربائن کی اعلی کارکردگی کی توانائی - تبادلوں کی صلاحیت براہ راست لاگت میں کمی کا باعث بنتی ہے۔ ایک زیادہ موثر ٹربائن پانی کے وسائل کی اتنی ہی مقدار سے زیادہ بجلی پیدا کر سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، اگر ایک فرانسس ٹربائن پانی کی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرنے میں 90% کی کارکردگی رکھتی ہے (جو کہ پھر برقی توانائی میں تبدیل ہو جاتی ہے)، اس کے مقابلے میں کم موثر ٹربائن جس کی کارکردگی 80% ہے، دیے گئے پانی کے بہاؤ اور سر کے لیے، 90% - موثر Francis ٹربائن 1% زیادہ بجلی پیدا کرے گی۔ اس بڑھتی ہوئی بجلی کی پیداوار کا مطلب ہے کہ پاور پلانٹ کے آپریشن سے وابستہ مقررہ اخراجات، جیسے کہ بنیادی ڈھانچے، انتظام اور عملے کی لاگت، بجلی کی پیداوار کی ایک بڑی مقدار میں پھیلی ہوئی ہے۔ نتیجے کے طور پر، بجلی کی فی یونٹ لاگت (بجلی کی سطحی قیمت، LCOE) کم ہو جاتی ہے۔
کم دیکھ بھال: فرانسس ٹربائن کی کم دیکھ بھال کی نوعیت بھی لاگت - تاثیر میں ایک اہم کردار ادا کرتی ہے۔ کم حرکت پذیر حصوں اور پائیدار مواد کے استعمال کے ساتھ، بڑے دیکھ بھال اور اجزاء کی تبدیلی کی تعدد کم ہے۔ باقاعدگی سے دیکھ بھال کے کام، جیسے چکنا اور معائنہ، نسبتاً سستا ہوتا ہے۔ اس کے برعکس، کچھ دوسری قسم کی ٹربائنز یا پاور جنریشن کے آلات کو زیادہ بار بار اور مہنگی دیکھ بھال کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک ونڈ ٹربائن، اگرچہ یہ قابل تجدید توانائی کا ذریعہ ہے، اس میں گیئر باکس جیسے اجزاء ہوتے ہیں جو ٹوٹ پھوٹ کا شکار ہوتے ہیں اور ہر چند سالوں میں مہنگے اوور ہال یا تبدیلی کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ فرانسس - ٹربائن - پر مبنی ہائیڈرو پاور پلانٹ میں، دیکھ بھال کی اہم سرگرمیوں کے درمیان طویل وقفوں کا مطلب یہ ہے کہ ٹربائن کی عمر کے دوران دیکھ بھال کی مجموعی لاگت نمایاں طور پر کم ہے۔ یہ، اس کی طویل سروس کی زندگی کے ساتھ مل کر، وقت کے ساتھ ساتھ بجلی پیدا کرنے کی مجموعی لاگت کو مزید کم کرتا ہے، جس سے فرانسس ٹربائن ایک لاگت - طویل مدتی بجلی - پیداوار کے لیے موثر انتخاب ہے۔

ماحولیاتی دوستی
فرانسس ٹربائن پر مبنی ہائیڈرو پاور جنریشن بہت سے دوسرے پاور جنریشن طریقوں کے مقابلے میں اہم ماحولیاتی فوائد پیش کرتی ہے، جو اسے زیادہ پائیدار توانائی کے مستقبل کی طرف منتقلی میں ایک اہم جزو بناتی ہے۔
1. کاربن کے اخراج میں کمی
فرانسس ٹربائنز کے سب سے نمایاں ماحولیاتی فوائد میں سے ایک ان کا کم سے کم کاربن فوٹ پرنٹ ہے۔ فوسل – ایندھن – پر مبنی پاور جنریشن، جیسے کوئلے سے چلنے والے اور گیس سے چلنے والے پاور پلانٹس کے برعکس، فرانسس ٹربائنز استعمال کرنے والے ہائیڈرو پاور پلانٹس آپریشن کے دوران فوسل فیول نہیں جلاتے ہیں۔ کوئلے سے چلنے والے پاور پلانٹس کاربن ڈائی آکسائیڈ (\(CO_2\)) کے بڑے اخراج کرنے والے ہیں، ایک عام بڑے پیمانے پر کوئلے سے چلنے والے پلانٹ کے ساتھ ہر سال لاکھوں ٹن \(CO_2\) کا اخراج ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، کوئلے سے چلنے والا 500 میگاواٹ پاور پلانٹ تقریباً 3 ملین ٹن \(CO_2\) سالانہ خارج کر سکتا ہے۔ اس کے مقابلے میں، فرانسس ٹربائنز سے لیس اسی طرح کی صلاحیت کا ہائیڈرو پاور پلانٹ آپریشن کے دوران عملی طور پر کوئی براہ راست \(CO_2\) اخراج پیدا نہیں کرتا ہے۔ فرانسس – ٹربائن – سے چلنے والے ہائیڈرو پاور پلانٹس کی یہ صفر – اخراج کی خصوصیت گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج کو کم کرنے اور موسمیاتی تبدیلیوں کو کم کرنے کی عالمی کوششوں میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ فوسل – ایندھن – پر مبنی پاور جنریشن کو پن بجلی سے بدل کر، ممالک اپنے کاربن میں کمی کے اہداف کو پورا کرنے میں نمایاں طور پر حصہ ڈال سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ناروے جیسے ممالک، جو ہائیڈرو پاور پر بہت زیادہ انحصار کرتے ہیں (جن میں فرانسس ٹربائنز بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں) ان ممالک کے مقابلے میں فی کس کاربن کا اخراج نسبتاً کم ہے جو فوسل – ایندھن پر مبنی توانائی کے ذرائع پر زیادہ انحصار کرتے ہیں۔
2. کم ہوا - آلودگی کا اخراج
کاربن کے اخراج کے علاوہ، فوسل – ایندھن پر مبنی پاور پلانٹس مختلف قسم کی فضائی آلودگی بھی خارج کرتے ہیں، جیسے سلفر ڈائی آکسائیڈ (\(SO_2\))، نائٹروجن آکسائیڈز (\(NO_x\))، اور ذرات۔ ان آلودگیوں کے ہوا کے معیار اور انسانی صحت پر شدید منفی اثرات مرتب ہوتے ہیں۔ \(SO_2\) تیزابی بارش کا سبب بن سکتا ہے، جو جنگلات، جھیلوں اور عمارتوں کو نقصان پہنچاتا ہے۔ \(NO_x\) سموگ کی تشکیل میں حصہ ڈالتا ہے اور سانس کے مسائل کا سبب بن سکتا ہے۔ ذرات، خاص طور پر باریک ذرات (PM2.5)، دل اور پھیپھڑوں کے امراض سمیت صحت کے متعدد مسائل سے وابستہ ہے۔
دوسری طرف فرانسس – ٹربائن پر مبنی ہائیڈرو پاور پلانٹس آپریشن کے دوران ان نقصان دہ فضائی آلودگیوں کا اخراج نہیں کرتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ہائیڈرو پاور پلانٹس والے علاقے صاف ستھری ہوا سے لطف اندوز ہوسکتے ہیں، جس سے صحت عامہ میں بہتری آتی ہے۔ ان علاقوں میں جہاں ہائیڈرو پاور نے فوسل – ایندھن – پر مبنی پاور جنریشن کے ایک اہم حصے کی جگہ لے لی ہے، وہاں ہوا کے معیار میں نمایاں بہتری آئی ہے۔ مثال کے طور پر، چین کے کچھ خطوں میں جہاں فرانسس ٹربائنز کے ساتھ بڑے پیمانے پر ہائیڈرو پاور پراجیکٹس تیار کیے گئے ہیں، ہوا میں \(SO_2\)، \(NO_x\)، اور ذرات کی سطح کم ہوئی ہے، جس کے نتیجے میں مقامی آبادی میں سانس اور قلبی امراض کے کم کیسز سامنے آئے ہیں۔
3. ماحولیاتی نظام پر کم سے کم اثر
جب مناسب طریقے سے ڈیزائن اور انتظام کیا جائے تو، فرانسس – ٹربائن – پر مبنی ہائیڈرو پاور پلانٹس کچھ دیگر توانائی – ترقیاتی منصوبوں کے مقابلے میں ارد گرد کے ماحولیاتی نظام پر نسبتاً کم اثر ڈال سکتے ہیں۔
مچھلی کا گزرنا: فرانسس ٹربائن کے ساتھ بہت سے جدید ہائیڈرو پاور پلانٹس مچھلیوں کے گزرنے کی سہولیات کے ساتھ ڈیزائن کیے گئے ہیں۔ یہ سہولیات، جیسے مچھلی کی سیڑھی اور مچھلی کی لفٹیں، مچھلیوں کو اوپر اور نیچے کی طرف ہجرت کرنے میں مدد کے لیے بنائی گئی ہیں۔ مثال کے طور پر، شمالی امریکہ کے دریائے کولمبیا میں، ہائیڈرو پاور پلانٹس نے جدید ترین مچھلیوں کے گزرنے کے نظام نصب کیے ہیں۔ یہ نظام سالمن اور دیگر ہجرت کرنے والی مچھلیوں کی نسلوں کو ڈیموں اور ٹربائنوں کو نظرانداز کرنے کی اجازت دیتے ہیں، جس سے وہ اپنے سپوننگ گراؤنڈ تک پہنچ سکتے ہیں۔ ان مچھلیوں کے ڈیزائن - گزرنے کی سہولیات مختلف مچھلیوں کے طرز عمل اور تیراکی کی صلاحیتوں کو مدنظر رکھتی ہیں، اس بات کو یقینی بناتے ہوئے کہ ہجرت کرنے والی مچھلیوں کی بقا کی شرح زیادہ سے زیادہ ہو۔
پانی - کوالٹی مینٹیننس: فرانسس ٹربائن کا آپریشن عام طور پر پانی کے معیار میں اہم تبدیلیوں کا سبب نہیں بنتا ہے۔ کچھ صنعتی سرگرمیوں یا بجلی کی پیداوار کی کچھ اقسام کے برعکس جو پانی کے ذرائع کو آلودہ کر سکتی ہیں، فرانسس ٹربائنز استعمال کرنے والے ہائیڈرو پاور پلانٹس عام طور پر پانی کے قدرتی معیار کو برقرار رکھتے ہیں۔ پانی جو ٹربائنوں سے گزرتا ہے کیمیائی طور پر تبدیل نہیں ہوتا ہے، اور درجہ حرارت میں تبدیلی عام طور پر کم سے کم ہوتی ہے۔ یہ آبی ماحولیاتی نظام کی صحت کو برقرار رکھنے کے لیے اہم ہے، کیونکہ بہت سے آبی حیاتیات پانی کے معیار اور درجہ حرارت میں ہونے والی تبدیلیوں کے لیے حساس ہوتے ہیں۔ دریاؤں میں جہاں فرانسس ٹربائن کے ساتھ ہائیڈرو پاور پلانٹس واقع ہیں، پانی کا معیار مختلف قسم کی آبی حیات کے لیے موزوں رہتا ہے، بشمول مچھلی، غیر فقرے اور پودوں کے۔