புவிவெப்ப மின் உற்பத்தி அமைப்புகளில் மின்னாக்கியின் செயல்திறன்

புவிவெப்ப உற்பத்தி அமைப்புகளில் மின்னாக்கியின் செயல்திறன்

புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் (PLTP), அடிப்படை மின்னாக்கிகளாக நிலையாகச் செயல்படுவதால், நம்பகமான புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலமாக அறியப்படுகின்றன. இந்த நிலைத்தன்மைக்குப் பின்னால், புவிவெப்ப ஆற்றலிலிருந்து விசையாழிகளிலிருந்து இயந்திர ஆற்றலாகவும், பின்னர் மின்னாக்கிகள் வழியாக மின் ஆற்றலாகவும் மாறும் ஒரு நீண்ட ஆற்றல் மாற்றச் செயல்முறைகள் உள்ளன. இந்த இறுதிக் கட்டத்தில்தான் மின்னாக்கியின் பங்கு முக்கியமானதாகிறது. மின்னாக்கியின் செயல்திறன், விசையாழியின் சுழற்சியிலிருந்து எவ்வளவு மின் ஆற்றலைப் "பெற முடியும்" என்பதைத் தீர்மானிப்பது மட்டுமல்லாமல், இயக்கச் செலவுகள், அமைப்பின் நம்பகத்தன்மை மற்றும் ஆலையின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் ஆகியவற்றையும் பாதிக்கிறது.

புவிவெப்ப ஆற்றல் மாற்றச் சங்கிலியில் மின்னாக்கியின் நிலை

பொதுவாக, ஒரு புவிவெப்ப நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து கிடைக்கும் வெப்ப ஆற்றலானது நீராவியை (அல்லது மற்றொரு செயல்படும் திரவத்தை) உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அது பின்னர் ஒரு விசையாழியைச் சுழற்றுகிறது. விசையாழியின் தண்டு, மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்வதற்காக (பொதுவாக) ஒரு ஒத்திசைவு மின்னாக்கியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த நிலையில், இயந்திர ஆற்றலானது (முறுக்கு விசை மற்றும் சுழற்சி) மின்காந்தத் தூண்டல் மூலம் மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. மின்னாக்கியின் செயல்திறன் என்பது, உள்ளக இழப்புகளைக் கழித்த பிறகு, தண்டின் இயந்திர ஆற்றலில் எவ்வளவு உண்மையில் மின் வெளியீடாக மாற்றப்படுகிறது என்பதை விவரிக்கிறது.

நவீன மின்னாக்கிகளின் செயல்திறன்கள் பொதுவாக அதிகமாக இருந்தாலும் (பெரிய அலகுகளுக்கு இது பெரும்பாலும் 97–99% வரம்பில் இருக்கும்), புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் போன்ற 24/7 தொடர்ச்சியான செயல்பாடுகளில் இதன் தாக்கம் குறிப்பிடத்தக்கதாக உள்ளது. வெறும் 0,5% வித்தியாசம்கூட, ஓர் ஆண்டில் கணிசமான ஆற்றல் இழப்புகளை ஏற்படுத்தி, இறுதியில் மின்சாரத்தின் சமப்படுத்தப்பட்ட செலவு (LCOE) உயர்வதற்கும் கூடுதல் குளிரூட்டும் செலவுகளுக்கும் வழிவகுக்கும்.

ஜெனரேட்டர் செயல்திறனின் வரையறை மற்றும் அதை அளவிடும் முறை

மின்னாக்கியின் செயல்திறன் பொதுவாக பின்வருமாறு வரையறுக்கப்படுகிறது:

η = (P_out / P_in) × 100%

– P_out : மின்னாக்கியின் வெளியீட்டுத் திறன் (முனையத்தில்)
– P_in : ஜெனரேட்டர் தண்டுக்கு (டர்பைனிலிருந்து) வழங்கப்படும் இயந்திர ஆற்றல் உள்ளீடு

இருப்பினும், களத்தில், P_in-ஐ நேரடியாக அளவிடுவது எப்போதும் எளிதானதல்ல. எனவே, செயல்பாட்டுத் தரவுகள், தொழிற்சாலை ஏற்புச் சோதனைகள் அல்லது களச் சோதனைகளின் அடிப்படையில் கணக்கிடப்பட்ட இழப்புகளிலிருந்து செயல்திறன் பெரும்பாலும் மதிப்பிடப்படுகிறது. புவிவெப்ப மின் நிலையங்களைப் பொறுத்தவரை, செயல்திறன் மதிப்பீடானது, சுமை, மின் காரணி, இயக்க வெப்பநிலை, குளிரூட்டும் தரம், காப்பு நிலைமைகள் மற்றும் இயந்திர சீரமைப்பு ஆகியவற்றில் ஏற்படும் மாறுபாடுகளையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

புவிவெப்ப மின்னாக்கிகளில் ஏற்படும் இழப்புகளின் மூலங்கள்

மின்னாக்கியின் செயல்திறன் பல்வேறு இழப்புகளால் பாதிக்கப்படுகிறது, அவற்றை பொதுவாக பின்வருமாறு வகைப்படுத்தலாம்:

1. தாமிர இழப்பு
ஸ்டேட்டர் மற்றும் ரோட்டார் சுருள்களில் உள்ள மின்னோட்டமானது, மின்தடையின் (I²R) காரணமாக வெப்பத்தை உருவாக்குவதால் தாமிர இழப்புகள் ஏற்படுகின்றன. அதிக சுமைகளின் போது, ​​தாமிர இழப்புகள் கணிசமாக அதிகரிக்கின்றன. புவிவெப்ப மின் நிலையங்களில், அடிப்படைச் சுமை இயக்கமானது ஒரு நிலையான மின்னோட்டத்தைப் பராமரிக்க முனைகிறது, ஆனால் திறன் காரணி மற்றும் மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாறுபாடுகள் மின்னோட்டத்தின் அளவை மாற்றக்கூடும், இதனால் தாமிர இழப்புகளும் மாறுகின்றன.

2. இரும்பு/மைய இழப்பு
மாறும் காந்தப் பாயத்தின் காரணமாக ஸ்டேட்டர் இரும்பு உள்ளகத்தில் ஏற்படும் ஹிஸ்டெரிசிஸ் மற்றும் சுழல் மின்னோட்ட இழப்புகளே இரும்பு இழப்புகளில் அடங்கும். இந்த இழப்புகள் மின்னழுத்தம், அதிர்வெண் மற்றும் உள்ளகப் பொருளின் தரம் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையவை. மின்னாக்கிகள் பொதுவாக ஒரு நிலையான அதிர்வெண்ணில் (50/60 ஹெர்ட்ஸ்) இயங்குவதால், இரும்பு இழப்புகள் ஒப்பீட்டளவில் நிலையானதாக இருக்கும், ஆனால் மிகைப்பாயம் ஏற்பட்டால் (எ.கா., ஒரு நிலையான அதிர்வெண்ணில் மின்னழுத்தம் மிக அதிகமாக இருந்தால்) அவை அதிகரிக்கக்கூடும்.

3. இயந்திர இழப்புகள் (காற்றழுத்தம் மற்றும் உராய்வு)
சுழலும் பாகங்களில் ஏற்படும் தாங்கி உராய்வு மற்றும் காற்று விசையினால் இயந்திர இழப்புகள் ஏற்படுகின்றன. ஒத்திசைவு வேகத்தில் சுழலும் பெரிய மின்னாக்கிகளில், குறிப்பாக உயவு அமைப்பிலோ அல்லது தண்டு சீரமைப்பிலோ சிக்கல்கள் இருந்தால், இயந்திர இழப்புகள் கணிசமானதாக இருக்கலாம்.

4. கூடுதல் இழப்பு (திசைமாறும் சுமை இழப்பு)
கூடுதல் இழப்புகளில், ஹார்மோனிக்ஸ் விளைவுகள், காந்தப் பாய்வுக் கசிவு, உற்பத்திக் குறைபாடுகள் மற்றும் சுமையின் கீழ் எழும் பிற மின்காந்த நிகழ்வுகள் ஆகியவை அடங்கும். இந்த இழப்புகளைத் தனித்துப் பிரிப்பது பெரும்பாலும் மிகவும் கடினம், மேலும் அவற்றை மதிப்பிடுவதற்கு குறிப்பிட்ட சோதனை முறைகள் தேவைப்படுகின்றன.

5. தூண்டல் மற்றும் குளிரூட்டும் அமைப்பில் ஏற்படும் இழப்புகள்
ஜெனரேட்டரின் உள்ளக இழப்புகளுக்குக் கூடுதலாக, தூண்டல் அமைப்பு, விசிறிகள், குளிரூட்டும் பம்புகள் அல்லது ஹைட்ரஜன் குளிரூட்டும் அமைப்பு (சில வடிவமைப்புகளில்) ஆகியவற்றிற்கும் மின் நுகர்வு ஏற்படுகிறது. இவை சில சமயங்களில் துணை மின்சக்தியாகக் கருதப்பட்டாலும், ஒரு உற்பத்தி அமைப்பின் கண்ணோட்டத்தில், இவை அனைத்தும் நிகர செயல்திறனைப் பாதிக்கின்றன.

புவிவெப்ப சூழல்களின் சிறப்பு சவால்கள்

புவிவெப்ப மின் நிலையங்களில் உள்ள மின்னாக்கிகள், வழக்கமான அனல் மின் நிலையங்களில் உள்ளவற்றிலிருந்து வேறுபட்ட சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளை எதிர்கொள்கின்றன.

1. H2S உள்ளடக்கம் மற்றும் அரிக்கும் வாயுக்கள்
சில புவிவெப்பப் பகுதிகளில் ஹைட்ரஜன் சல்பைடு (H2S) போன்ற அரிக்கும் வாயுக்கள் உள்ளன. காற்றோட்டம் மற்றும் காற்றுப்புகா அமைப்புகள் போதுமானதாக இல்லாத பட்சத்தில், அரிப்பானது மின் இணைப்புகள் மற்றும் முனைய வளையங்கள் உள்ளிட்ட கூறுகளின் சிதைவை விரைவுபடுத்தி, இறுதியில் இழப்புகளையும் இடையூறு ஏற்படும் அபாயத்தையும் அதிகரிக்கும்.

2. ஈரப்பதம் மற்றும் மாசுபடுதல்
அதிக ஈரப்பதம் மற்றும் ஏற்படக்கூடிய மாசுபடுதல் ஆகியவை சுருள் மின்காப்புத் தரத்தைக் குறைக்கக்கூடும். தரம் குறைந்த மின்காப்பு, மின்னோட்டக் கசிவு, குறிப்பிட்ட இடத்தில் வெப்பம் ஆகியவற்றை ஏற்படுத்துவதோடு, பகுதி மின்னிறக்கம் ஏற்படுவதற்கான சாத்தியக்கூறையும் அதிகரிக்கிறது.

3. நீராவி நிலைமைகள் மற்றும் விசையாழி சுமைகளில் ஏற்படும் ஏற்ற இறக்கங்கள்
ஒரு புவிவெப்ப மின் நிலையம் நிலையாக இருக்கும்போதும், படிவுகள், நீர்த்தேக்க அழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் அல்லது கிணற்றின் நிலைமைகள் போன்றவற்றால் நீராவி உற்பத்தி ஏற்ற இறக்கத்திற்கு உள்ளாகலாம். இந்த மாறுபாடுகள் மின்னாக்கியின் சுமை, திறன் காரணி மற்றும் இயக்க வெப்பநிலை ஆகியவற்றைப் பாதிக்கக்கூடும், இவை அனைத்தும் செயல்திறன் மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கின்றன.

செயல்திறனை நிர்ணயிக்கும் செயல்பாட்டுக் காரணிகள்

குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும் பல செயல்பாட்டு மாறிகள் உள்ளன:

– சுமை: மின்னாக்கிகள் பொதுவாக ஒரு குறிப்பிட்ட சுமை வரம்பிற்குள் உகந்த செயல்திறன் புள்ளியைக் கொண்டிருக்கும். மிகக் குறைவாக இயக்கும்போது, ​​நிலையான இழப்புகள் (மைய இழப்பு, இயந்திர இழப்பு) ஆதிக்கம் செலுத்தக் காரணமாகலாம்.
– திறன் காரணி: குறைந்த திறன் காரணி, அதே செயலுறு திறனுக்கு மின்னோட்டத்தை அதிகரிக்கிறது, அதனால் தாமிர இழப்புகள் அதிகரிக்கின்றன.
– வெப்பநிலை: வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது சுருளின் மின்தடை அதிகரிக்கிறது. திறனற்ற குளிர்வித்தல், தாமிர இழப்புகளை அதிகரித்து, மின்காப்புப் பழமையடைதலைத் துரிதப்படுத்துகிறது.
– மின்னழுத்தத் தரம்: ஹார்மோனிக் சிதைவு அல்லது சமநிலையற்ற மின்னழுத்தம் கூடுதல் இழப்புகளையும் வெப்பத்தையும் அதிகரிக்கக்கூடும்.

ஜெனரேட்டர் செயல்திறனை அதிகரிக்கவும் பராமரிக்கவும் உத்திகள்

1. சரியான வடிவமைப்பு மற்றும் மதிப்பீட்டைத் தேர்ந்தெடுப்பது
வடிவமைப்பு நிலையிலிருந்தே, மின்னாக்கித் தேர்வானது விசையாழியின் பண்புகளுக்கும் புவிவெப்ப மின் நிலையத்தின் இயக்க முறைமைக்கும் ஏற்றவாறு வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். அளவுக்கு மீறிய அளவுப் பொருத்தம், அடிக்கடி பகுதிச் சுமை இயக்கத்திற்கு வழிவகுத்து, சராசரி செயல்திறனைக் குறைக்கும். இதற்கு மாறாக, அளவு குறைவாகப் பொருத்துவது வெப்பநிலையையும் தாமிர இழப்புகளையும் அதிகரிக்கும்.

2. குளிரூட்டும் அமைப்பு உகப்பாக்கம்
சிறந்த குளிரூட்டல் மிகவும் முக்கியமானது. வெப்பப் பரிமாற்றியைச் சுத்தம் செய்தல், குளிரூட்டியின் ஓட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்துதல், மற்றும் சுருள் வெப்பநிலைகளைக் கண்காணித்தல் (RTD-கள் அல்லது வெப்ப உணர்விகள் மூலம்) ஆகியவை குறைந்த மின்தடையைப் பராமரிக்கவும், வெப்பப் புள்ளிகள் உருவாவதைத் தடுக்கவும் உதவுகின்றன.

3. தடுப்பு மற்றும் முன்கணிப்பு பராமரிப்பு
ஒரு வலுவான பராமரிப்புத் திட்டம் செயல்திறன் சரிவுகளைத் தடுக்க முடியும், எடுத்துக்காட்டாக:
தாங்கு உருளைகள் மற்றும் உயவு அமைப்புகளை ஆய்வு செய்தல்,
– தனிமைப்படுத்தல் சோதனை (IR/PI), டான் டெல்டா, மற்றும் பகுதி வெளியேற்றம்,
– ரோட்டார் சமநிலை மற்றும் சீரமைப்புச் சரிபார்ப்பு,
– காற்றோட்டத்திற்கு இடையூறு விளைவிக்கக்கூடிய தூசி/துகள்களை உட்புறமாக சுத்தம் செய்தல்.

4. திறன் காரணி கட்டுப்பாடு மற்றும் தூண்டல் அமைப்பு
முறையான தூண்டல் ஒழுங்குமுறை, அமைப்பின் தேவைகளுக்கு ஏற்ப மின்னழுத்தம் மற்றும் திறன் காரணியைப் பராமரிக்க உதவுகிறது. மிகக் குறைந்த திறன் காரணியுடன் செயல்படுவதைத் தவிர்ப்பது, ஸ்டேட்டர் மின்னோட்டம் மற்றும் I²R இழப்புகளைக் குறைக்கும். எதிர்வினைத் திறன் ஆதரவு தேவைப்படும் மின் வலையமைப்புகளில், வெப்பத்தை அதிகரிக்கும் சூழ்நிலைகளில் மின்னாக்கியைச் செயல்பட வைப்பதை விட, வெளிப்புற ஈடுசெய் உத்திகள் (எ.கா., மின்தேக்கிகள் அல்லது STATCOM-கள்) சில நேரங்களில் அதிக செயல்திறன் மிக்கவையாக இருக்கின்றன.

5. இணையவழி கண்காணிப்பு மற்றும் தரவு பகுப்பாய்வு
பல புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் (PLTPs) தற்போது அதிர்வு, வெப்பநிலை, மின்னோட்டம்/மின்னழுத்தம் மற்றும் போக்குப் பகுப்பாய்வு உள்ளிட்ட நிகழ்நேர நிலை கண்காணிப்பைச் செயல்படுத்துகின்றன. தரவு சார்ந்த அணுகுமுறையின் மூலம், செயல்திறன் சரிவுகளை முன்கூட்டியே கண்டறிய முடியும் — உதாரணமாக, அதே சுமையில் ஸ்டேட்டர் வெப்பநிலை அதிகரிப்பதன் மூலமாகவோ அல்லது காற்றுக் குழாய் அடைப்புகளால் ஏற்படும் காற்றோட்ட இழப்புகளில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மூலமாகவோ கண்டறியலாம்.

புவிவெப்ப மின் உற்பத்தி நிலையத்தின் செயல்திறனில் மின்னாக்கித் திறனின் தாக்கம்

மின்னாக்கியின் செயல்திறன் பல முக்கிய அம்சங்களைப் பாதிக்கிறது:

– நிகர மின் உற்பத்தி: மின்னாக்கியின் இழப்புகள் அதிகமாக இருந்தால், மின்கட்டமைப்பிற்கு விற்கப்படும் மின்சாரத்தின் அளவும் குறைவாக இருக்கும்.
– குளிரூட்டும் தேவைகள் மற்றும் துணைச் சுமைகள்: இழப்புகள் வெப்பமாக மாற்றப்பட்டு வெளியேற்றப்பட வேண்டியிருப்பதால், குளிரூட்டும் அமைப்பின் வேலைப்பளு அதிகரிக்கிறது.
– நம்பகத்தன்மை மற்றும் சொத்து ஆயுட்காலம்: அதிக இழப்புகள் அதிக வெப்பநிலையை ஏற்படுத்துகின்றன, இது காப்புப் பொருளின் தேய்மானத்தை விரைவுபடுத்தி, செயலிழப்பு அபாயத்தை அதிகரிக்கிறது.
– திட்டப் பொருளாதாரம்: அடிப்படைச் சுமை செயல்பாட்டில், செயல்திறனில் ஏற்படும் சிறிய மேம்பாடுகள் கூட, ஆண்டுதோறும் பெரிய அளவிலான ஆற்றல் சேர்ப்புகளுக்கு வழிவகுத்து, வருவாயை அதிகரித்து, ஒரு kWh-க்கான செலவுகளைக் குறைக்கக்கூடும்.

மூடுகிறது

ஒரு புவிவெப்ப மின் நிலையத்தில், மின்னாக்கியே ஆற்றல் மாற்றத்தின் இறுதிப் புள்ளியாகும். இது, விசையாழியின் சுழற்சி ஆற்றல் எவ்வளவு திறம்பட மின்சாரமாக மாற்றப்படுகிறது என்பதைத் தீர்மானிக்கிறது. மின்னாக்கியின் செயல்திறன் பொதுவாக அதிகமாக இருந்தாலும், தாமிர இழப்புகள், இரும்பு இழப்புகள், மற்றும் இயந்திர இழப்புகள், அத்துடன் புவிவெப்பச் சூழலுக்கே உரிய சவால்களும் காலப்போக்கில் அதன் செயல்திறனைக் குறைக்கக்கூடும். புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் தொடர்ச்சியாக இயங்குவதால், முறையான வடிவமைப்பு, உகந்த குளிர்விப்பு, திறன் காரணி கட்டுப்பாடு, மற்றும் தரவு சார்ந்த பராமரிப்பு மற்றும் கண்காணிப்பு ஆகியவற்றின் மூலம் மின்னாக்கியின் செயல்திறனைப் பராமரிப்பது பல நன்மைகளை வழங்கும்: அதிகரித்த தூய்மையான ஆற்றல், குறைந்த இயக்கச் செலவுகள், மற்றும் நீட்டிக்கப்பட்ட உபகரண ஆயுள்.

நீங்கள் விரும்பினால், நான் ஒரு எளிய கணக்கீட்டு உதாரணத்தைச் சேர்க்கலாம் (எ.கா. 55 மெகாவாட் புவிவெப்ப மின் நிலையத்தில், செயல்திறனில் ஏற்படும் 0,5% வித்தியாசத்தால் ஆண்டு ஆற்றல் உற்பத்தியில் ஏற்படும் தாக்கம்), அல்லது தேவைக்கேற்ப இந்தக் கட்டுரையை ஒரு ஆய்விதழ் கட்டமைப்பில் (சுருக்கம்–முறை–கலந்துரையாடல்–முடிவுரை) அமைக்கலாம்.