පෙල්ටන් ටර්බයිනය: අධි පීඩන ජල ප්‍රවාහයෙන් ශක්තිය සඳහා කදිම තේරීම
බලශක්තිය සඳහා දිනෙන් දින ඉහළ යන ඉල්ලුම මධ්‍යයේ, පුනර්ජනනීය සම්පත් භාවිතා කිරීම වඩාත් අදාළ විසඳුම් වලින් එකකි. විවිධ පිරිසිදු බලශක්ති විකල්ප අතරින්, ජල විදුලි බලාගාර (PLTA) ඒවායේ කාර්යක්ෂමතාව, ස්ථාවරත්වය සහ විශ්වසනීයත්වය හේතුවෙන් තීරණාත්මක වේ. කෙසේ වෙතත්, සෑම ස්ථානයකම බහුල ලෙස බැහැර කරන විශාල ගංගා නොමැත. බොහෝ ප්‍රදේශවලට වෙනස් ලක්ෂණයක් ඇත: සාපේක්ෂව කුඩා ජල ප්‍රවාහ නමුත් ඉහළ ධාරා - උදාහරණයක් ලෙස, කඳුකර ප්‍රදේශවල. මෙම තත්වයන් යටතේ, පෙල්ටන් ටර්බයිනය ඉතා ඵලදායී විසඳුමක් ලෙස මතු වේ. මෙම ටර්බයිනය විශේෂයෙන් නිර්මාණය කර ඇත්තේ අධි පීඩන ජලයේ විභව ශක්තිය යාන්ත්‍රික ශක්තිය බවටත් පසුව ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයකින් විදුලි ශක්තිය බවටත් පරිවර්තනය කිරීම සඳහා ය.
පෙල්ටන් ටර්බයින සහ ඒවායේ ක්‍රියාකාරී මූලධර්ම අවබෝධ කර ගැනීම
පෙල්ටන් ටර්බයිනයක් යනු ආවේග ජල ටර්බයින වර්ගයකි. ධාවකය තුළ පීඩන වෙනස්කම් භාවිතා කරන ප්‍රතික්‍රියා ටර්බයින මෙන් නොව, ආවේග ටර්බයින ප්‍රධාන වශයෙන් ක්‍රියාත්මක වන්නේ ජල ජෙට් යානයක ගම්‍යතාවයේ වෙනස මත ය. පෙන්ස්ටොක් වලින් ජලය තුණ්ඩයක් හරහා වේගවත් වන අතර අධිවේගී ජෙට් යානයක් ලෙස පිටවෙයි. ඉන්පසු මෙම ජෙට් යානය ටර්බයින රෝදයට (ධාවනය) සවි කර ඇති ද්විත්ව බාල්දි හැඩැති තලවලට පහර දෙයි.
පෙල්ටන් බාල්දියේ හැඩය ඉතා සුවිශේෂී ය: එය මධ්‍යම කඳු වැටියකින් (ස්ප්ලිටරය) වෙන් කරන ලද "පාත්‍ර" දෙකකට සමාන ය. ජල ජෙට් යානය ස්ප්ලිටරයට පහර දෙන විට, ප්‍රවාහය දෙකට බෙදී අංශක 180 ක් පමණ අපගමනය වේ. මෙම අපගමනය විශාල ආවේග බලයක් ජනනය කරයි, ධාවකය ඉහළ ව්‍යවර්ථයකින් භ්‍රමණය කරයි. බාල්දියට පහර දීමෙන් පසු, ජලය වාතයට මුදා හරිනු ලැබේ (වායුගෝලීය පීඩනය), එබැවින් ශක්ති පරිවර්තන ක්‍රියාවලිය ප්‍රධාන වශයෙන් ජෙට් යානය තුළ ධාවකයා සමඟ සම්බන්ධ වීමට පෙර සිදු වේ.
සාරාංශයක් ලෙස, කාර්යයේ අදියර පහත පරිදි වේ:
1. පෙන්ස්ටොක් එකක් හරහා අධි පීඩන ජලය ගලා යයි.
2. තුණ්ඩය පීඩනය ප්‍රවේගය බවට පරිවර්තනය කර ජෙට් යානයක් නිපදවයි.
3. ජෙට් යානය බාල්දියට වැදී ජලයේ ගම්‍යතාව භ්‍රමණය බවට පරිවර්තනය කරයි.
4. ධාවකයාගේ භ්‍රමණය උත්පාදක යන්ත්‍රයට සම්බන්ධ කර ඇති පතුවළ භ්‍රමණය කරයි.
5. උත්පාදක යන්ත්‍රය විදුලිය නිපදවයි.
පෙල්ටන් ඉහළ තලයේදී විශිෂ්ට වන්නේ ඇයි?
පෙල්ටන් ටර්බයින වඩාත් සුදුසු ලෙස භාවිතා කරනුයේ පහත සඳහන් පද්ධතිවල ය:
– ඉහළ හිස (සාමාන්‍යයෙන් මීටර් සිය ගණනක්, ඊටත් වඩා), සහ
– සාපේක්ෂව කුඩා සිට මධ්‍යස්ථ විසර්ජනය.
ප්‍රධාන හේතුව වන්නේ පෙල්ටන් ශක්තිය භාවිතා කරන ආකාරයයි. ඉහළ පීඩනයකදී, ජල පීඩනය අති විශාලයි. තුණ්ඩය හරහා, මෙම පීඩනය බාල්දිය තුළ බලවත් ආවේගයක් නිපදවිය හැකි අධිවේගී ජෙට් යානයක් බවට පරිවර්තනය වේ. මධ්‍යස්ථ විසර්ජනයකින් වුවද, ජෙට් යානය මගින් ගෙන යන ශක්තිය සැලකිය යුතු ලෙස පවතී, මන්ද එය වැටීමේ උස සහ ප්‍රවාහ ප්‍රවේගය මත රඳා පවතී.
මෙම ලක්ෂණ නිසා පෙල්ටන් පහත සඳහන් දේ සඳහා පරිපූර්ණ ලෙස ගැලපේ:
– කඳුකර ජල විදුලිය,
– කඳුකර ප්‍රදේශවල ක්ෂුද්‍ර ජල විදුලිය,
- ඉහළ උන්නතාංශයක් සහිත වේලි හෝ ජලාශවලින් ලැබෙන අධි පීඩන ජල පද්ධතිය.
පෙල්ටන් ටර්බයිනයේ ප්‍රධාන සංරචක
ප්‍රශස්ත ලෙස ක්‍රියා කිරීම සඳහා, පෙල්ටන් ටර්බයිනය වැදගත් කොටස් කිහිපයකින් සමන්විත වේ:
1. තුණ්ඩය සහ හෙල්ල කපාටය (නියාමක ඉඳිකටුව)
තුණ්ඩය අධිවේගී ජෙට් යානයක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා ක්‍රියා කරයි. එහි සාමාන්‍යයෙන් හිස සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් නොකර ජල ප්‍රවාහය නියාමනය කිරීම සඳහා හෙල්ල කපාටයක් අඩංගු වේ. ඉඳිකටුව මාරු කිරීමෙන්, ජෙට් යානයේ හරස්කඩ ප්‍රදේශය වෙනස් වන අතර එමඟින් ප්‍රතිදාන බලය වැඩි කිරීමට හෝ අඩු කිරීමට ඉඩ සලසයි.
2. ධාවකය සහ බාල්දිය
ධාවකය යනු එය වටා ඇති බොහෝ බාල්දි රැගෙන යන ටර්බයින රෝදයයි. පෙල්ටන් බාල්දි ශක්තිමත් ද්‍රව්‍ය වලින් (මල නොබැඳෙන වානේ හෝ විශේෂ මිශ්‍ර ලෝහ වැනි) සාදා ඇත්තේ ඒවා අධිවේගී ජෙට් වල බලපෑමට සහ ඛාදනයට ඔරොත්තු දිය යුතු බැවිනි.
3. ආවරණය
පෙල්ටන් ටර්බයිනයක ආවරණය සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රතික්‍රියා ටර්බයිනයක් වැනි පීඩන කුටියක් වෙනුවට පලිහක් සහ ජල ඉසින බාධකයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි. ආවරණයේ සැලසුම ජලය ආරක්ෂිතව පිටතට යොමු කිරීමට උපකාරී වන අතර ඉසින නිසා බලශක්ති අලාභයේ අවදානම අඩු කරයි.
4. තිරිංග පද්ධතිය
ටර්බයිනය ආරක්ෂිතව නැවැත්වීම සඳහා, යාන්ත්‍රික තිරිංග පද්ධතියක් හෝ තිරිංග තුණ්ඩයක් භාවිතා කරන අතර එමඟින් භ්‍රමණයේ ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට ජලය විදිනු ලැබේ.
5. පරාවර්තකය (ඇතැම් මෝස්තර මත)
හදිසි බර වෙනස්වීම් වලදී ජෙට් යානය හරවා යැවීමට ඩිෆ්ලෙක්ටරය උපකාරී වන අතර එමඟින් ප්‍රධාන විසර්ජන සැකසුම ක්‍රියාත්මක වීමට පෙර භ්‍රමණය අන්තයට (අධිවේගයට) පැන නොයයි.
පෙල්ටන් ටර්බයිනයේ වාසි
පෙල්ටන් ටර්බයින බොහෝ විට අධි පීඩන ජල ප්‍රවාහය සඳහා කදිම තේරීමක් ලෙස හැඳින්වීමට හේතු කිහිපයක් තිබේ:
1. විශාල හිස් මත ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව
පීඩන ශක්තිය ප්‍රවේගය බවට පරිවර්තනය කිරීම තුණ්ඩයේදී ඵලදායී ලෙස සිදුවන අතර, පසුව චාලක ශක්තිය සාපේක්ෂව "පිරිසිදු" ආවේග යාන්ත්‍රණයක් හරහා ධාවකය වෙත මාරු කරනු ලබන බැවින්, පෙල්ටන් ටර්බයින විශිෂ්ට කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ගැනීමට සමත් වේ.
2. බර වෙනස්කම් යටතේ ස්ථාවර කාර්ය සාධනය
තුණ්ඩය සහ හෙල්ල කපාටය සකස් කිරීමෙන්, පෙල්ටන් හට විදුලි බරෙහි අවශ්‍යතා අනුව ප්‍රතිදාන බලය සකස් කළ හැකිය. උච්චාවචනය වන පරිභෝජනය අත්විඳින පද්ධති සඳහා මෙය අත්‍යවශ්‍ය වේ.
3. සැලසුම සාපේක්ෂව සරල සහ නඩත්තු කිරීමට පහසුය.
ඒවා පීඩන ආවරණයක් තුළ ක්‍රියාත්මක නොවන නිසාත්, ප්‍රතික්‍රියා ටර්බයින මෙන් කෙටුම්පත් නලයක් අවශ්‍ය නොවන නිසාත්, පරීක්ෂා කිරීම සහ නඩත්තුව සඳහා ප්‍රවේශය පහසු වේ. දුරස්ථ ප්‍රදේශවල ස්ථාපනයන් සඳහා මෙය වාසිදායක වේ.
4. කුහරය ඇතිවීමේ අවදානම අඩු වීම.
ප්‍රතික්‍රියා ටර්බයිනවල, විශේෂයෙන් අඩු පීඩන ප්‍රදේශවල, කුහරකරණය ප්‍රධාන අභියෝගයකි. පෙල්ටන් ටර්බයිනවල, බාල්දිය වටා ඇති පීඩනය සාමාන්‍යයෙන් වායුගෝලීය පීඩනයට ආසන්න බැවින්, කුහරකරණයේ අවදානම සාපේක්ෂව අඩුය.
5. ක්ෂුද්‍ර හයිඩ්‍රෝ සඳහා සුදුසු වේ
බොහෝ ක්ෂුද්‍ර ජල විදුලි ව්‍යාපෘති කඳුකර වාරිමාර්ග ඇළ මාර්ගවල හෝ ජල බෙදා හැරීමේ නල මාර්ගවල ඉහළ හිස් භාවිතා කරයි. එකම මෙහෙයුම් මූලධර්ම පවත්වා ගනිමින් පෙල්ටන් කුඩා පරිමාණයෙන් ඉදි කළ හැකිය.
සලකා බැලිය යුතු සීමාවන්
ඇතැම් තත්වයන් යටතේ උසස් වුවත්, පෙල්ටන් ටර්බයිනය සැමවිටම හොඳම තේරීම නොවේ. එහි සීමාවන් අතරට:
- පහත් හිස් සඳහා අඩු සුදුසුකමක්
පහළ හිස් වලදී, ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන ජෙට් යානය විශාල ආවේගයක් ජනනය කිරීමට තරම් වේගවත් නොවේ. මෙම තත්වයන් සඳහා, කැප්ලාන් හෝ ෆ්‍රැන්සිස් ටර්බයිනයක් සාමාන්‍යයෙන් වඩාත් සුදුසු වේ.
- ජලයේ ගුණාත්මක භාවයට සංවේදී වේ
වැලි හෝ තද අංශු අඩංගු ජලය තුණ්ඩය සහ බාල්දිය ඛාදනයට හේතු විය හැක. එබැවින්, පෙරහන් පද්ධතියක් (පෙරහන, නිරාවරණ බේසම) බොහෝ විට අවශ්‍ය වේ.
- ඉහළ යටිතල පහසුකම් අවශ්‍යතා
ප්‍රශස්ත ලෙස ක්‍රියා කිරීම සඳහා, පෙල්ටන් සඳහා ඉහළ පීඩනයට ඔරොත්තු දිය හැකි වේගවත් පයිප්පයක් සහ හොඳ පෙන්ස්ටොක් පද්ධතියක් අවශ්‍ය වේ. මෙය ව්‍යාපෘතියේ මූලික පිරිවැය වැඩි කළ හැකිය.
පෙල්ටන් ටර්බයිනවල සැබෑ ලෝක යෙදුම්
බෑවුම් සහිත භූ විෂමතාවයක් ඇති රටවල් ඇතුළුව කඳුකර සහ කඳුකර ප්‍රදේශවල බලාගාරවල පෙල්ටන් ටර්බයින බහුලව භාවිතා වේ. මහා පරිමාණ ජල විදුලි බලාගාර වලට අමතරව, පෙල්ටන් ටර්බයින ද ජනප්‍රිය වන්නේ:
– දුරස්ථ ගම්මානවල ක්ෂුද්‍ර ජල විදුලි බලාගාර,
- පීඩන ජල ප්‍රවාහයන්ගෙන් බලශක්ති ප්‍රතිසාධන පද්ධති (උදා: ඇතැම් පානීය ජල ජාල වල),
– ස්වභාවික සංචාරක පහසුකම්, කඳුකර නිවාඩු නිකේතන හෝ පර්යේෂණ ස්ථාන සඳහා ජාලයෙන් පිටත ජනක යන්ත්‍ර.
බොහෝ අවස්ථාවන්හිදී, ඉහළ ජල පීඩනය සහ සීමිත ජල විසර්ජන සංයෝජනය සැලකිය යුතු අවස්ථාවක් ඉදිරිපත් කරයි: විශාල ගංගාවලට වේලි බැඳීමකින් තොරව විදුලිය ජනනය කළ හැකි අතර, නිසි ලෙස සැලසුම් කළහොත් පාරිසරික හා සමාජීය බලපෑම් වඩා හොඳින් පාලනය කළ හැකිය.
වසා දැමීම
පෙල්ටන් ටර්බයිනය යනු බලශක්ති සංක්‍රාන්ති යුගයේ අදාළ වන සම්භාව්‍ය තාක්‍ෂණයකි. අධිවේගී ජල ජෙට් භාවිතා කරන එහි ආවේග මූලධර්මය, අධි පීඩන ජල ප්‍රවාහයක් සහ විශාල හිස් ඇති ස්ථාන සඳහා එය කදිම තේරීමක් කරයි. එහි වාසි - ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, සාපේක්ෂව පහසු නඩත්තුව සහ ක්‍රියාකාරී කල්පැවැත්ම - ක්ෂුද්‍ර-හයිඩ්‍රො සිට විශාල බලාගාර දක්වා විවිධ පරිමාණයන් සඳහා එය සුදුසු කරයි.
විශේෂයෙන් කඳුකර සහ දුරස්ථ ප්‍රදේශවල පිරිසිදු බලශක්තිය සඳහා ප්‍රවේශය පුළුල් කිරීමේ උත්සාහයන් ලෙස, පෙල්ටන් ටර්බයින ප්‍රායෝගික සහ ඔප්පු කළ විසඳුමක් ලබා දෙයි. අවසාදිත පාලනය, සුදුසු ද්‍රව්‍ය තෝරා ගැනීම සහ ආරක්ෂිත පෙන්ස්ටොක් නිර්මාණය ඇතුළුව නිසි සැලසුම් කිරීමකින් - මෙම ටර්බයින විශ්වාසදායක, ආර්ථිකමය සහ පරිසර හිතකාමී ජල විදුලි උත්පාදනයේ කොඳු නාරටිය සෑදිය හැකිය.
