पवन टरबाइन एक ऐसा घटक है जो रोटर (हवा से प्राप्त) की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। जनरेटर की संरचना विद्युत मोटर जैसी ही होती है। हालाँकि पवन टरबाइन कई प्रकार के होते हैं, फिर भी इन्हें दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: 1. क्षैतिज-अक्ष पवन टरबाइन, जिसमें पवन टरबाइन का घूर्णन अक्ष हवा की दिशा के समानांतर होता है 2. ऊर्ध्वाधर-अक्ष पवन टरबाइन, जिसमें पवन टरबाइन का घूर्णन अक्ष ज़मीन या वायु प्रवाह की दिशा के लंबवत होता है।
क्षैतिज अक्ष पवन टर्बाइन
क्षैतिज अक्ष वाले पवन टर्बाइन दो श्रेणियों में विभाजित हैं: उत्थापक प्रकार और कर्षण प्रकार। उत्थापक प्रकार के पवन टर्बाइन तेज़ गति से घूमते हैं, जबकि कर्षण प्रकार के पवन टर्बाइन धीमी गति से घूमते हैं। पवन ऊर्जा उत्पादन के लिए, उत्थापक प्रकार के क्षैतिज अक्ष वाले पवन टर्बाइनों का अधिकतर उपयोग किया जाता है। अधिकांश क्षैतिज अक्ष वाले पवन टर्बाइनों में एक पवन प्रतिउपाय होता है, जो हवा की दिशा बदलने पर घूम सकता है। छोटे पवन टर्बाइनों के लिए, इस पवन प्रतिउपाय में एक पतवार का उपयोग किया जाता है, जबकि बड़े पवन टर्बाइनों के लिए, पवन संवेदन तत्वों के साथ-साथ एक सर्वोमोटर युक्त ड्राइव तंत्र का उपयोग किया जाता है। टावर के सामने पवन चक्र वाले पवन टर्बाइनों को अपविंड पवन टर्बाइन कहा जाता है, जबकि टावर के पीछे पवन चक्र वाले पवन टर्बाइनों को डाउनविंड पवन टर्बाइन कहा जाता है। क्षैतिज अक्ष पवन टर्बाइनों की कई शैलियाँ होती हैं, कुछ में उलटे ब्लेड वाले पवन टर्बाइन होते हैं, कुछ एक निश्चित आउटपुट पावर की स्थिति के तहत टॉवर की लागत को कम करने के लिए एक टावर पर कई पवन टर्बाइन स्थापित करते हैं, और अन्य में क्षैतिज अक्ष पवन टर्बाइन होते हैं जो वायु प्रवाह को केंद्रित करने और वायु प्रवाह की गति को बढ़ाने के लिए पवन टरबाइन के चारों ओर भंवर पैदा करते हैं।
ऊर्ध्वाधर अक्ष पवन टरबाइन
ऊर्ध्वाधर अक्ष वाले पवन टर्बाइनों को हवा की दिशा बदलने पर घुमाने की ज़रूरत नहीं होती। क्षैतिज अक्ष वाले पवन टर्बाइनों की तुलना में यह एक बड़ा फ़ायदा है। इससे न केवल संरचनात्मक डिज़ाइन सरल होता है, बल्कि पवन टर्बाइन द्वारा हवा पर लगाए जाने वाले जाइरोस्कोपिक बल में भी कमी आती है। कई प्रकार के ऊर्ध्वाधर अक्ष वाले पवन टर्बाइन होते हैं जो घूर्णन के लिए ड्रैग का उपयोग करते हैं, जिनमें सपाट प्लेटों और रजाई से बने पवन चक्र शामिल हैं, जो शुद्ध ड्रैग उपकरण होते हैं; S-आकार की पवन चक्कियाँ, जिनमें आंशिक लिफ्ट होती है, लेकिन फिर भी मुख्य रूप से ड्रैग उपकरण होते हैं। इन उपकरणों में एक बड़ा प्रारंभिक टॉर्क होता है, लेकिन इनका टिप-स्पीड अनुपात कम होता है और ये पवन टर्बाइन के दिए गए आकार, वज़न और लागत के हिसाब से कम बिजली उत्पादन प्रदान करते हैं।
दोहरी-संभरित पवन टर्बाइन
विद्युत इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, पवन ऊर्जा उत्पादन में द्वि-संभरित प्रेरण जनरेटर (डबल-फेड इंडक्शन जेनरेटर) का उपयोग तेज़ी से बढ़ रहा है। यह तकनीक बैटरी की क्षमता पर ज़्यादा निर्भर नहीं करती, बल्कि उत्तेजन प्रणाली पर निर्भर करती है, और उत्तेजन धारा को उचित रूप से नियंत्रित करती है, ताकि एक स्थिर आवृत्ति वाली विद्युत शक्ति का उत्पादन प्राप्त किया जा सके। द्वि-संभरित प्रेरण जनरेटर संरचना में अतुल्यकालिक जनरेटर के समान होते हैं, लेकिन उत्तेजन में द्वि-संभरित जनरेटर प्रत्यावर्ती धारा उत्तेजन का उपयोग करते हैं। हम जानते हैं कि एक स्पंदित चुंबकीय विभव को विपरीत दिशाओं में दो घूर्णन चुंबकीय विभवों में विघटित किया जा सकता है, और त्रि-चरणीय वाइंडिंग की उचित व्यवस्था चुंबकीय विभवों में से एक के प्रभाव को कम कर सकती है, जिससे अंतरिक्ष में एक घूर्णन चुंबकीय विभव प्राप्त होता है, जो एक तुल्यकालिक जनरेटर में दिष्ट धारा उत्तेजन वाले रोटर के समतुल्य होता है। द्वि-संभरित जनरेटर का लाभ यह है कि प्रत्यावर्ती धारा उत्तेजन की आवृत्ति समायोज्य होती है, अर्थात घूर्णन उत्तेजन चुंबकीय विभव की आवृत्ति समायोज्य होती है। इसका अर्थ है कि घूर्णन उत्तेजन चुंबकीय विभव की आवृत्ति समायोज्य है। इस प्रकार, जब प्राइम मूवर की घूर्णन गति स्थिर नहीं होती है, तो उत्तेजन धारा की आवृत्ति को स्थिर-आवृत्ति विद्युत शक्ति के उत्पादन के उद्देश्य को पूरा करने के लिए उचित रूप से समायोजित किया जा सकता है। चूँकि विद्युत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की क्षमता बढ़ती जा रही है, इसलिए द्वि-संभरित जनरेटर सेटों की उत्तेजन प्रणाली की विनियमन क्षमता भी बढ़ती जा रही है, जिससे द्वि-संभरित मशीनों की एकल क्षमता में वृद्धि संभव हो रही है। हालाँकि, सिद्धांत का एक हिस्सा अभी भी सुधार की प्रक्रिया में है, लेकिन द्वि-संभरित प्रतिक्रिया जनरेटर के व्यापक अनुप्रयोग के साथ यह प्रवृत्ति और अधिक स्पष्ट होती जाएगी। पवन ऊर्जा, घरेलू पवन ऊर्जा संयंत्रों की राष्ट्रीय परिस्थितियों के कारण नहीं, बल्कि परियोजना की अधिकांश छवि पर आधारित है। उद्योग एवं सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय के उप मंत्री मियाओ वेई ने हाल ही में एक चौंकाने वाला बयान दिया। उनका मानना है कि चीन में पवन और रेत के कारण पवन ऊर्जा उपकरणों के अस्तित्व में आने से, बहुत अधिक पवन ऊर्जा परियोजनाएँ चीन की राष्ट्रीय परिस्थितियों के अनुकूल नहीं हैं। मियाओ वेई ने कहा, विदेशी पवन रहित स्थानों, जैसे समुद्री पवन, में रेत नहीं होती। मियाओ वेई ने कहा: चीन एक हवादार स्थान है जहाँ रेत होती है, और पवन ऊर्जा उत्पादन उपकरणों पर रेत बहुत ज़्यादा घिसती है। अब पवन ऊर्जा उत्पादन उपकरणों की आयु 20 वर्ष होनी चाहिए, लेकिन अगर हवा और रेत का कटाव हो, तो आयु 20 वर्ष तक नहीं पहुँच सकती।
डारियू प्रकार पवन टरबाइन पवन टरबाइन
इसका आविष्कार फ्रांस के जीजेएम डारियक्स ने 1830 के दशक में किया था। 1970 के दशक में, कनाडा के राष्ट्रीय विज्ञान संस्थान ने इस पर व्यापक शोध किया और अब यह क्षैतिज अक्ष वाली पवन टरबाइन के लिए एक प्रमुख दावेदार है। डारियक्स-प्रकार की पवन टरबाइन घुमावदार ब्लेडों की एयरफ़ॉइल प्रोफ़ाइल वाली एक उत्थापक उपकरण है, जिसका प्रारंभिक टॉर्क कम होता है, लेकिन दिए गए टरबाइन भार और लागत के लिए इसका टिप-स्पीड अनुपात उच्च और शक्ति उत्पादन उच्च हो सकता है। आजकल विभिन्न डारियक्स प्रकार की पवन टरबाइनें उपलब्ध हैं, जैसे Φ, Δ, Y और H प्रकार। इन पवन टरबाइनों को एकल, दोहरे, तिहरे या एकाधिक ब्लेडों के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है।
मैग्नस प्रभाव पवन टरबाइन पवन टरबाइन
मैग्नस प्रभाव पवन टरबाइन में एक घूमता हुआ सिलेंडर होता है, जो वायु धारा में संचालित होने पर मैग्नस प्रभाव के कारण एक गतिमान बल उत्पन्न करता है, जिसका परिमाण वायु की गति के समानुपाती होता है। कुछ ऊर्ध्वाधर अक्ष वाले पवन चक्र, पाइप या भंवर जनरेटर टॉवर का उपयोग करते हुए, आवरण या विसारक के माध्यम से क्षैतिज वायु प्रवाह को ऊर्ध्वाधर वायु प्रवाह में परिवर्तित करते हैं। गति बढ़ाने के लिए, कभी-कभी सौर ऊर्जा या किसी प्रकार के ईंधन को जलाकर भी क्षैतिज वायु प्रवाह को ऊर्ध्वाधर दिशा में परिवर्तित किया जाता है।
मैग्नस प्रभाव पवन टरबाइन पवन टरबाइन
मैग्नस प्रभाव वाला पवन टरबाइन, जिसमें एक घूमता हुआ सिलेंडर होता है, मैग्नस प्रभाव के कारण एक गतिशील बल उत्पन्न करता है जब यह वायु धारा में संचालित होता है, जिसका परिमाण वायु की गति के समानुपाती होता है। कुछ ऊर्ध्वाधर अक्ष वाले पवन चक्र, पाइप या भंवर जनरेटर टॉवर का उपयोग करते हैं, आवरण या विसारक के माध्यम से क्षैतिज वायुप्रवाह को ऊर्ध्वाधर वायुप्रवाह में परिवर्तित करते हैं, जिससे गति बढ़ाने के लिए, कभी-कभी सौर ऊर्जा का उपयोग या किसी प्रकार के ईंधन को जलाकर, क्षैतिज वायुप्रवाह को ऊर्ध्वाधर दिशा में परिवर्तित किया जाता है।
रेडियल ट्विन व्हील इफेक्ट विंड टर्बाइन विंड टर्बाइन
रनऑफ़ ट्विन व्हील इफ़ेक्ट या ट्विन व्हील इफ़ेक्ट पवन ऊर्जा रूपांतरण का एक नया प्रकार है। सबसे पहले, यह एक दो-पहिया संरचना है, क्षैतिज अक्षीय पंखे के सापेक्ष, यह एक रेडियल प्रकार है, जिसमें मौजूदा ऊर्ध्वाधर अक्ष वाले पंखे पैडल की लंबी धुरी के साथ रखे जाते हैं, पवन थ्रस्ट रोटरी कार्य का सीधा उपयोग करते हैं, एकल पहिया ऊर्ध्वाधर अक्ष पवन टरबाइन पैडल के दोनों ओर शाफ्ट के कारण एक ही समय में हवा और विपरीत टॉर्क को स्वीकार करते हैं, एक दूसरे को ऑफसेट करते हैं, आउटपुट टॉर्क बड़ा नहीं होता है। दोहरे-पहिया संरचना के लिए डिज़ाइन किया गया और समकालिक संचालन के करीब स्थापित किया गया, मूल ऊर्ध्वाधर अक्ष टॉर्क आउटपुट पैडल हाइड्रोडायनामिक आकार पर दो पहियों के बीच भंवर बल के उपयोग पर निर्भर करता है और फिर भंवर बल के उपयोग के बीच घूर्णन के उपयोग में बदल जाता है, दोनों पहिये एक-दूसरे को धक्का देने के लिए एक-दूसरे को उधार देते हैं; और हवा के प्रवाह के उलट होने के बीच दो पहियों को उड़ाने को परस्पर अवरुद्ध किया जा सकता है, और फिर बारी-बारी से दोनों पहियों के बाहरी हिस्से में आवंटित किया जाएगा, ताकि दोनों पहियों को हवा के प्रवाह के सुपरपोजिशन के बाहर मिल सके, ताकि लाइन की गति के बाहरी किनारे का डबल पहिया हवा की गति से अधिक हो सकता है, इस पारस्परिक सहायता की डबल व्हील संरचना, "डबल व्हील प्रभाव" की पवन विशेषताओं का सक्रिय उपयोग करती है। कुछ एकल-पहिया संरचना वाले पवन टर्बाइनों की तुलना में, जो बाहरी परिरक्षण विधि और चल पिच टॉर्क जैसे प्ररित करनेवाला रोटरी रीसेट प्रतिरोध को कम करने के लिए निष्क्रिय डिजाइनों को अपनाते हैं, आविष्कार सक्रिय रूप से पवन ऊर्जा का उपयोग करने की सुविधा का प्रतीक है। इसलिए, इस आविष्कार की न केवल पवन ऊर्जा उपयोग के अनुसंधान और विकास को बढ़ावा देने में एक व्यावहारिक भूमिका है, बल्कि हाइड्रोडायनामिक्स के संदर्भ में भी एक नया महत्व है। यह पवन ऊर्जा के विकास के लिए एक नई जगह खोलता है, एक बुनियादी प्रकृति के साथ एक आविष्कार है, इस डबल पहिया प्रशंसक में एक सरल डिजाइन, निर्माण और प्रक्रिया में आसान, क्रांतियों की कम संख्या, गुरुत्वाकर्षण का केंद्र नीचे, अच्छी सुरक्षा, कम परिचालन लागत, आसान रखरखाव, कोई शोर प्रदूषण और अन्य स्पष्ट विशेषताएं हैं, चीन की ऊर्जा बचत और उत्सर्जन में कमी की जरूरतों, महान बाजार संभावनाओं के अनुकूल होने के लिए व्यापक रूप से लोकप्रिय और प्रचारित किया जा सकता है।
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