භූ තාප බලාගාර: ඒවා ක්රියා කරන ආකාරය සහ ඒවායේ සංරචක
භූ තාප බලාගාරයක් යනු විදුලිය ජනනය කිරීම සඳහා භූ තාප තාපය භාවිතා කරන උත්පාදන පහසුකමකි. ගල් අඟුරු, තෙල් හෝ ගෑස් දහනය කරන පොසිල ඉන්ධන බලාගාර මෙන් නොව, භූ තාප බලාගාර පෘථිවිය තුළ ඇති ස්වාභාවික තාපය මත රඳා පවතී. මෙම තාපය භූ විද්යාත්මක ක්රියාකාරකම් වලින් ලබා ගනී, විශේෂයෙන් ගිනිකඳු පිපිරීම් හෝ භූ තැටි මායිම් අසල ප්රදේශවල. භූ තාප තාපය පහසුවෙන් ලබා ගත හැකි බැවින්, සාම්ප්රදායික බලාගාර හා සසඳන විට සාපේක්ෂව අඩු කාබන් විමෝචනයක් සහිත ස්ථාවර විදුලිය (පාදක බර) ලබා දෙන බව භූ තාප බලාගාර දන්නා කරුණකි.
ඉන්දුනීසියාව පැසිෆික් ගිනි වළල්ලේ පිහිටා ඇති නිසා සැලකිය යුතු භූතාපජ විභවයක් ඇති රටකි. මෙම විභවය බලශක්ති සංක්රාන්තිය, විදුලි ආරක්ෂාව ශක්තිමත් කිරීම සහ පොසිල ඉන්ධන මත යැපීම අඩු කිරීම සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කළ හැකිය. භූතාපජ ශක්තිය උපායමාර්ගික ලෙස සලකන්නේ මන්දැයි තේරුම් ගැනීමට, භූතාපජ බලාගාර ක්රියා කරන ආකාරය සහ ඒවායේ ප්රධාන සංරචක තේරුම් ගැනීම වැදගත් වේ.
මූලික මූලධර්මය: මතුපිටට පහළින් තාපය ලබා ගැනීම
පෘථිවි පෘෂ්ඨයට පහළින් භූතාපජ ජලාශයක් පිහිටා ඇති අතර එය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී උණුසුම් තරල (උණු වතුර සහ/හෝ වාෂ්ප) අඩංගු සිදුරු සහිත පාෂාණ කලාපයකි. තාප ප්රභවයක් (මැග්මා හෝ උණුසුම් පාෂාණය), ජලාශ පාෂාණය සහ තරල ප්රවාහ මාර්ගයක් තිබීම හේතුවෙන් මෙම ජලාශ ස්වභාවිකව සෑදිය හැකිය. භූතාපජ බලාගාර ක්රියා කරන්නේ මෙම උණුසුම් තරල නිෂ්පාදන ළිං හරහා මතුපිටට යොමු කිරීම, උත්පාදක යන්ත්රයකට සම්බන්ධ කර ඇති ටර්බයිනයක් හැරවීම සඳහා ඒවායේ ශක්තිය උපයෝගී කර ගැනීම සහ පද්ධතියේ තිරසාරභාවය පවත්වා ගැනීම සඳහා ඉතිරි තරල එන්නත් ළිං හරහා පෘථිවියට ආපසු ලබා දීමෙනි.
සරල වචන වලින් කිවහොත්, ප්රවාහය: ජලාශය → නිෂ්පාදන ළිඳ → වෙන් කිරීම/තාප හුවමාරුකාරකය → ටර්බයිනය → උත්පාදක → කන්ඩෙන්සර්/සිසිලනය → නැවත එන්නත් කිරීම.
භූ තාප විදුලි උත්පාදන පද්ධති වර්ග
තරල ලක්ෂණ සහ ජලාශ උෂ්ණත්වය මත පදනම්ව තෝරා ගන්නා ලද බහුලව භාවිතා වන ප්රධාන වින්යාස තුනක් තිබේ:
1. වියළි වාෂ්ප
මෙම පද්ධතිය ටර්බයිනය ක්රියාත්මක කිරීම සඳහා ජලාශයෙන් වියළි වාෂ්ප සෘජුවම භාවිතා කරයි. ප්රධාන වශයෙන් වාෂ්ප නිපදවන ජලාශයක් අවශ්ය වන බැවින්, මෙම වර්ගය සාපේක්ෂව දුර්ලභ ය.
2. ෆ්ලෑෂ් ස්ටීම්
මෙය ඉහළ උෂ්ණත්වයන් සඳහා වඩාත් සුලභ වර්ගයකි. නිෂ්පාදන ළිඳෙන් උණුසුම්, පීඩන තරලය බෙදුම්කරුවෙකුට පෝෂණය කරනු ලැබේ. පීඩනය අඩු වූ විට, ජලයෙන් කොටසක් වාෂ්ප බවට "ෆ්ලෑෂ්" කරනු ලැබේ. මෙම වාෂ්ප පසුව ටර්බයිනයක් බවට පත් කරයි. කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීම සඳහා තනි-ෆ්ලෑෂ් සහ ද්විත්ව-ෆ්ලෑෂ් (දෙවන-අදියර වෙන් කිරීම) වෙනස්කම් තිබේ.
3. ද්විමය චක්රය
මධ්යම උෂ්ණත්වයන් සඳහා සුදුසු වේ. භූතාප තරලය ටර්බයිනයට කෙලින්ම ඇතුළු නොවේ, ඒ වෙනුවට තාප හුවමාරුකාරකයක් හරහා ද්විතියික ක්රියාකාරී තරලයක් (උදා: අයිසොබියුටේන් හෝ පෙන්ටේන්) රත් කරයි. අඩු තාපාංකයක් ඇති ද්විතියික තරලය වාෂ්ප වී, ටර්බයිනය කරකවා, පසුව ඝනීභවනය වී සංවෘත චක්රයක නැවත සංසරණය වේ. වාසි අතර ඉතා අඩු විමෝචනයක් සහ භූතාප තරලය ටර්බයිනය හරහා ගමන් නොකරන නිසා විඛාදනයට / පරිමාණයෙන් උපකරණ වඩා හොඳින් ආරක්ෂා කිරීම ඇතුළත් වේ.
භූ තාප විදුලිය ක්රියා කරන ආකාරය (පියවරෙන් පියවර)
1) ජලාශ ගවේෂණය සහ තහවුරු කිරීම
ඉදිකිරීම් ආරම්භ කිරීමට පෙර, භූ තාප ඇඟවීම් හඳුනා ගැනීම සඳහා භූ විද්යාත්මක, භූ රසායනික සහ භූ භෞතික අධ්යයනයන් සිදු කරනු ලැබේ, උදාහරණයක් ලෙස මතුපිට ප්රකාශනයන් (උණු දිය උල්පත්, ෆුමරෝල්) සහ භූගත ව්යුහයන් සිතියම්ගත කිරීම. පොරොන්දු වූ අපේක්ෂාවක් හඳුනාගත් පසු, උෂ්ණත්වය, පීඩනය, පාරගම්යතාව සහ තරල ප්රවාහ අනුපාත මැනීම සඳහා ගවේෂණ ළිං කැණීම සිදු කෙරේ. මෙම දත්ත බලාගාරයේ ආර්ථික ශක්යතාව සහ සැලසුම තීරණය කරයි.
2) නිෂ්පාදන ළිං හරහා උණුසුම් තරල නිෂ්පාදනය
ජලාශය සුදුසු නම්, නිෂ්පාදන ළිං කිහිපයක් ඉදිකරනු ලැබේ. මෙම ළිං උණුසුම් තරල මතුපිටට ගෙන එයි. ළිං හිසෙහි, ආරක්ෂිත කපාට සහ උපකරණ පීඩනය සහ ප්රවාහ අනුපාතය පාලනය කරයි. තරල අධික ලෙස විඛාදනයට ලක්විය හැකි අතර ද්රාවිත ඛනිජ ද්රව්ය රැගෙන යා හැකි බැවින්, නල මාර්ග ද්රව්ය සහ මෙහෙයුම් සැලසුම විඛාදනයට සහ පරිමාණයට ඇති හැකියාව සඳහා හේතු විය යුතුය.
3) වාෂ්ප හා ජලය වෙන් කිරීම හෝ තාප හුවමාරුව
– ෆ්ලෑෂ් ස්ටීම් වලදී, තරලය බෙදුම්කරුවෙකුට ඇතුල් වේ. වාෂ්ප ජලයෙන් / අති ක්ෂාරයෙන් වෙන් කරනු ලැබේ. පිරිසිදු වාෂ්ප ටර්බයිනයට යොමු කරනු ලබන අතර, අති ක්ෂාර නැවත ෆ්ලෑෂ් කළ හැකිය (ද්විත්ව ෆ්ලෑෂ්) හෝ එන්නත් කිරීමට කෙලින්ම පෝෂණය කළ හැකිය.
– ද්විමය වශයෙන්, භූතාපජ තරලය මිශ්ර නොවී ද්විතියික ක්රියාකාරී තරලය රත් කිරීම සඳහා තාප හුවමාරුවට ඇතුළු වේ.
මෙම අදියර ඉතා වැදගත් වන්නේ එය වාෂ්පයේ ගුණාත්මකභාවය, ටර්බයින කාර්යක්ෂමතාව සහ උපකරණ ආයු කාලය තීරණය කරන බැවිනි.
4) බලශක්ති පරිවර්තනය: ටර්බයිනය උත්පාදක යන්ත්රය භ්රමණය කරයි
වාෂ්ප (හෝ ද්විමය ද්රව වාෂ්ප) ටර්බයින තල ධාවනය කරයි, තාපය සහ පීඩන ශක්තිය පතුවළ භ්රමණය කරන යාන්ත්රික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරයි. ටර්බයින පතුවළ උත්පාදක යන්ත්රයකට සම්බන්ධ කර ඇති අතර එමඟින් විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණය හරහා යාන්ත්රික ශක්තිය විද්යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරයි. ප්රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන විදුලිය ජාලයට බෙදා හැරීමට පෙර විදුලි පද්ධතිය මගින් සකස් කරනු ලැබේ.
5) ඝනීභවනය සහ සිසිලන පද්ධතිය
ටර්බයිනය හරහා ගිය පසු, ටර්බයින පිටවීමේදී අඩු පීඩනයක් ඇති කිරීම සඳහා වාෂ්ප ඝනීභවනය කළ යුතු අතර, එමඟින් කාර්යක්ෂමතාව වැඩි වේ. මෙම ක්රියාවලිය කන්ඩෙන්සරය තුළ සිදු වන අතර, පසුව තාපය සිසිලන පද්ධතියක් හරහා ප්රතික්ෂේප කරනු ලැබේ. ප්රවේශයන් දෙකක් තිබේ:
– තෙත් සිසිලනය (තෙත් සිසිලන කුළුණ): වඩා කාර්යක්ෂම නමුත් වැඩි ජලය අවශ්ය වේ.
– වායු සිසිලනය (වියළි සිසිලනය): වඩා ජල කාර්යක්ෂම, වියළි ප්රදේශ සඳහා සුදුසු, නමුත් වාතයේ උෂ්ණත්වය ඉහළ මට්ටමක පවතින විට කාර්යක්ෂමතාව අඩු විය හැක.
6) ජලාශයට නැවත එන්නත් කිරීම
භාවිතා කළ තරල (අති ක්ෂාර සහ ඝනීභවනය) එන්නත් ළිං හරහා බිමට ආපසු ලබා දෙනු ලැබේ. මෙය ජලාශ පීඩනය පවත්වා ගැනීම, සංචිත ක්ෂය වීම අඩු කිරීම සහ මතුපිට පාරිසරික බලපෑම් අවම කිරීම සඳහා වේ. නිෂ්පාදන කලාපයේ වේගවත් සිසිලනය (තාප බිඳවැටීම) වැළැක්වීම සඳහා එන්නත් ළිං ස්ථානගත කිරීම සැලසුම් කළ යුතුය.
7) විදුලිබල ජාලයට බෙදා හැරීම
උත්පාදක යන්ත්රයෙන් ලැබෙන බලය ට්රාන්ස්ෆෝමරයක් භාවිතයෙන් වෝල්ටීයතාවයෙන් වැඩි කර පසුව ස්විච්යාඩ් එකක් හරහා සම්ප්රේෂණ ජාලයට බෙදා හරිනු ලැබේ. ආරක්ෂණ පද්ධති (රිලේ සහ පරිපථ කඩන) මඟින් බාධාවකදී බලාගාරය ආරක්ෂිතව ක්රියාත්මක වන බව සහතික කරයි.
භූ තාප බලාගාරවල ප්රධාන සංරචක
ඉහළ සිට පහළට ගලා යන වැදගත්ම සංරචක මෙන්න:
1. භූ තාප ජලාශය
ශක්ති ප්රභවය වන්නේ මතුපිටට පහළින් ගබඩා කර ඇති උණුසුම් පාෂාණ සහ තරල ය.
2. නිෂ්පාදන ළිං
උණුසුම් තරල පරිභෝජන මාර්ගය. ළිඳේ අඛණ්ඩතාව පවත්වා ගැනීම සඳහා ආවරණයක්, නලයක් සහ සිමෙන්ති සැලසුමක් සහිතව.
3. වෙල්හෙඩ් සහ ආරක්ෂිත කපාටය
ළිඳෙන් ගලායාම සහ පීඩනය නියාමනය කරයි. කපාට, චෝක් සහ ආරක්ෂක උපාංග ඇතුළත් වේ.
4. මතුපිට නළය (එකතු කිරීමේ පද්ධතිය)
ළිං කිහිපයකින් තරල වෙන් කිරීමේ පහසුකමකට හෝ තාපන හුවමාරුවකට ප්රවාහනය කරන පයිප්ප ජාලයක්. තාප අලාභය අවම කිරීම සඳහා සාමාන්යයෙන් පරිවරණය කර ඇත.
5. වෙන් කරන්නා / ස්ක්රබර් (ෆ්ලෑෂ්/වියළි වාෂ්ප සඳහා)
ටර්බයිනයට ඇතුළු වීමට පෙර වාෂ්ප වියළන ලෙස අති ක්ෂාරයෙන් වාෂ්ප වෙන් කිරීම සහ ජල බිඳිති අල්ලා ගැනීම.
6. තාප හුවමාරුව (ද්විමය සඳහා)
සංවෘත පද්ධතියක භූතාපජ තරලයකින් ද්විතියික ක්රියාකාරී තරලයකට තාපය මාරු කිරීම.
7. වාෂ්ප ටර්බයිනය හෝ කාබනික තරල ටර්බයිනය
වාෂ්ප ශක්තිය යාන්ත්රික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කිරීම. ටර්බයින නිර්මාණය වාෂ්පයේ පීඩනය, උෂ්ණත්වය සහ ලක්ෂණ වලට අනුව සකස් කර ඇත.
8. උත්පාදක යන්ත්රය
යාන්ත්රික ශක්තිය විදුලිය බවට පරිවර්තනය කරයි. ටර්බයින් පතුවළට කෙලින්ම සම්බන්ධ වේ.
9. කන්ඩෙන්සර්
අඩු පිටවන පීඩනයක් සහ කාර්යක්ෂම චක්රයක් සහතික කිරීම සඳහා ටර්බයින පිටවන වාෂ්ප ඝනීභවනය කිරීම.
10. සිසිලන කුළුණ / වායු සිසිලකය
ජලය හෝ වාතය හරහා පරිසරයට තාපය මුදා හැරීම.
11. එන්නත් පද්ධතිය සහ එන්නත් ළිඳ
තරල පොම්ප කිරීම සහ ජලාශයට ආපසු යැවීම. තිරසාර නිෂ්පාදනයට ඉතා වැදගත්.
12. පාලන සහ උපකරණ පද්ධති (DCS/SCADA)
උෂ්ණත්වය, පීඩනය, ටර්බයින කම්පනය, ප්රවාහ අනුපාතය සහ විද්යුත් පරාමිතීන් නිරීක්ෂණය කරන අතර ස්වයංක්රීය මෙහෙයුම් නියාමනය කරයි.
13. විදුලි උපකරණ: ට්රාන්ස්ෆෝමර්, ස්විච් ගියර්, ස්විච්යාඩ්
බලය බෙදා හැරීම, ආරක්ෂාව සහ ජාලය සමඟ අන්තර් සම්බන්ධතාවය කළමනාකරණය කරයි.
14. විමෝචන පාලන පද්ධති සහ ඝනීභවනය කළ නොහැකි වායු
සමහර ජලාශ CO₂ හෝ H₂S වැනි වායූන් නිපදවයි. පිරිපහදු පද්ධති (උදා: H₂S අඩු කිරීම) වාතයේ ගුණාත්මකභාවය සහ සේවා ස්ථාන ආරක්ෂාව පවත්වා ගනී.
නිගමනය: ශක්තීන් සහ අභියෝග
භූ තාප බලාගාර ස්ථාවර විදුලි සැපයුමක්, සාපේක්ෂව අඩු විමෝචනයක් සහ සංසන්දනාත්මක ධාරිතාවයකින් යුත් අනෙකුත් පුනර්ජනනීය බලශක්ති ප්රභවයන්ට වඩා සාමාන්යයෙන් කුඩා භූමි පියසටහනක් ලබා දෙයි. කෙසේ වෙතත්, ඒවායේ සංවර්ධනය සඳහා සැලකිය යුතු පූර්ව ආයෝජන, ගවේෂණ අවදානම්, සංකීර්ණ විදුම් ශිල්පීය ක්රම සහ විඛාදනය, පරිමාණය හෝ ජලාශ කඩාකප්පල් වීම වැළැක්වීම සඳහා තරල කළමනාකරණය අවශ්ය වේ.
චක්ර තේරීමේ (ෆ්ලෑෂ් හෝ ද්විමය) සිට නිෂ්පාදන සහ එන්නත් සැකසුම් දක්වා සහ විමෝචන පාලනය දක්වා නිවැරදි සැලසුමක් සහිතව, භූ තාපජ විශ්වාසදායක පිරිසිදු බලශක්ති කොඳු නාරටියක් විය හැකිය. එය ක්රියා කරන ආකාරය සහ එහි ප්රධාන සංරචක තේරුම් ගැනීමෙන් භූ තාප බලය යනු "භූ තාප තාපයට විදුලියට" වඩා වැඩි යමක් බව අපට දැකගත හැකිය, නමුත් භූ විද්යාව, ඛනිජ තෙල් ඉංජිනේරු විද්යාව, තාප ගති විද්යාව සහ විදුලිය තනි, තිරසාර ක්රියාවලි දාමයකට ඒකාබද්ධ කරන ඒකාබද්ධ ඉංජිනේරු පද්ධතියකි.
