1.टरबाइन विद्युत उत्पादन के सिद्धांत।
जलविद्युत उत्पादन के सिद्धांत में मुख्य रूप से जल प्रवाह की ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करना शामिल है, जिसे फिर विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
विशिष्ट प्रक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
(1) जल प्रवाह की ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित होती है: जब जल प्रवाह टरबाइन से टकराता है, तो टरबाइन घूमने लगती है, और जल की स्थितिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। यह टरबाइन को घुमाने के लिए प्रेरित करने वाले जल प्रवाह की गतिज ऊर्जा द्वारा प्राप्त होता है।
(2) यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है: टरबाइन समाक्षीय रूप से जुड़े जनरेटर को घुमाता है। उत्तेजन धारा की क्रिया के तहत, जनरेटर का रोटर उत्तेजन चुंबकीय क्षेत्र को घुमाता है, और जनरेटर की स्टेटर वाइंडिंग उत्तेजन चुंबकीय रेखा को काटती है, जिससे स्टेटर वाइंडिंग में एक प्रेरित विद्युत-शक्ति उत्पन्न होती है और विद्युत ऊर्जा का उत्पादन होता है।
(3) ऊर्जा रूपांतरण और संतुलन: चूँकि जल प्रवाह टरबाइन पर निरंतर कार्य करता रहता है, इसलिए टरबाइन द्वारा जल प्रवाह से प्राप्त घूर्णन बलाघूर्ण का उपयोग मोटर रोटर पर उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय ब्रेकिंग बलाघूर्ण को पार करने के लिए किया जाता है। जब ये दोनों बलाघूर्ण संतुलित होते हैं, तो जलविद्युत जनरेटर सेट एक निश्चित स्थिर गति से संचालित होगा और स्थिर रूप से विद्युत उत्सर्जित करेगा।
2、जल स्रोतों के उपयोग की प्रकृति के अनुसार, जलविद्युत शक्ति को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
(1) पारंपरिक जलविद्युत संयंत्र: बिजली उत्पन्न करने के लिए प्राकृतिक नदियों, झीलों और अन्य जल स्रोतों का उपयोग।
(2) पंप स्टोरेज पावर स्टेशन: पंप स्टोरेज पावर स्टेशन, निचली घाटी में बिजली के भार का उपयोग करके ऊपरी जलाशय में पंप करता है, पीक पावर लोड में और फिर निचले जलाशय में छोड़ देता है, जिससे हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन की बिजली उत्पादन क्षमता बढ़ती है। इसे स्टोरेज हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट भी कहा जाता है। यह कम लोड पर ग्रिड की अतिरिक्त बिजली को उच्च-मूल्य वाली बिजली में परिवर्तित कर सकता है, लेकिन यह आवृत्ति विनियमन, चरण समायोजन, बिजली प्रणाली की आवृत्ति और वोल्टेज के स्थिरीकरण के लिए भी उपयुक्त है, और दुर्घटना बैक-अप के लिए भी उपयुक्त है, और थर्मल पावर प्लांट और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में सिस्टम की दक्षता में सुधार करने के लिए भी उपयुक्त है।
(3) ज्वारीय ऊर्जा विद्युत केंद्र: ज्वारीय ऊर्जा के उपयोग का मुख्य तरीका ज्वारीय विद्युत उत्पादन है। ज्वारीय विद्युत उत्पादन, साधारण जलविद्युत उत्पादन के सिद्धांत के समान है। जलाशय से बाहर निकलने के माध्यम से, समुद्री जल को उच्च ज्वार के समय जलाशय में संग्रहीत किया जाता है, स्थितिज ऊर्जा के रूप में संरक्षित किया जाता है, और फिर, कम ज्वार के समय समुद्री जल को छोड़ा जाता है। टरबाइन के घूर्णन को बढ़ावा देने के लिए उच्च और निम्न ज्वार के स्तर के बीच की गिरावट का उपयोग करके, जनरेटर द्वारा विद्युत उत्पादन को संचालित किया जाता है। अंतर यह है कि समुद्री जल नदी के पानी से इस मायने में भिन्न है कि जलाशय में संग्रहीत समुद्री जल में बड़ी गिरावट नहीं होती है, बल्कि इसकी प्रवाह दर बड़ी होती है और यह रुक-रुक कर होता है। इसलिए, ज्वारीय विद्युत उत्पादन के लिए टरबाइन संरचना को कम दबाव और उच्च प्रवाह दर की विशेषताओं के अनुकूल होना चाहिए।
3. जलविद्युत संयंत्रों का भविष्य
(1) वैश्विक स्तर पर, जलविद्युत के लिए बाज़ार का दृष्टिकोण बहुत व्यापक है। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) के अनुसार, वैश्विक जलविद्युत क्षमता लगभग 2,600 गीगावाट प्रति वर्ष है, जिसमें से वर्तमान में 101 टीपी3 टी से भी कम का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, ब्राज़ील, चीन, भारत, संयुक्त राज्य अमेरिका आदि जैसे कई देशों में जलविद्युत संसाधनों के विकास की अभी भी अपार संभावनाएँ हैं। इसलिए, बढ़ती वैश्विक ऊर्जा माँग और नवीकरणीय ऊर्जा नीतियों को बढ़ावा देने के साथ, जलविद्युत की बाज़ार माँग में वृद्धि जारी रहेगी।
(2) तकनीकी दृष्टिकोण से, जलविद्युत उत्पादन की तकनीक परिपक्व और विश्वसनीय है, और इसका बड़े पैमाने पर व्यावसायिक अनुप्रयोग हो चुका है। जलविद्युत उत्पादन के लिए उपकरणों के निर्माण, डिजाइन और निर्माण की तकनीक भी निरंतर विकसित और बेहतर हो रही है, जिससे उपकरणों की दक्षता और विश्वसनीयता बढ़ती है और लागत कम होती है, जिससे जलविद्युत उत्पादन बाजार के विकास को और बढ़ावा मिलता है।
(3) पर्यावरणीय कारकों के दृष्टिकोण से, जलविद्युत उत्पादन के पर्यावरणीय लाभ स्पष्ट हैं। जलविद्युत एक स्वच्छ ऊर्जा स्रोत है, इसमें दहन प्रक्रिया नहीं होती, यह हानिकारक गैसों का उत्सर्जन नहीं करता, और इसका पर्यावरण पर कम प्रभाव पड़ता है, जो सतत विकास की आवश्यकताओं के अनुरूप है।
संक्षेप में, जलविद्युत बाजार में व्यापक संभावनाएं और विकास के अच्छे अवसर हैं। भविष्य में, वैश्विक ऊर्जा मांग में वृद्धि और नवीकरणीय ऊर्जा नीतियों के प्रोत्साहन के साथ, जलविद्युत बाजार विकास के लिए और अधिक अवसर प्रदान करेगा।
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