Турбинаҳои об дар нерӯгоҳҳои барқи обӣ
Нерӯи барқи обӣ (НБО) яке аз қадимтарин манбаъҳои энергияи барқароршаванда мебошад, ки инсон истифода мебарад. Дар бисёр кишварҳо, аз ҷумла Индонезия, нерӯгоҳҳои барқи обӣ дар таъмини нерӯи барқи устувор ва нисбатан экологӣ нақши муҳим мебозанд. Дар паси системаи ба назар соддаи нерӯи барқи обӣ - ҷараёни об ва сипас тавлиди нерӯи барқ - ҷузъи калидӣ қарор дорад, ки муваффақияти табдили энергияро муайян мекунад: турбинаи гидротурбинӣ. Турбинаи гидроӣ "қалби" нерӯгоҳи барқи обӣ мебошад, зеро маҳз ҳамин дастгоҳ энергияи потенсиалӣ ва кинетикии обро ба энергияи механикии гардиш табдил медиҳад, ки сипас аз ҷониби генератор ба энергияи барқӣ табдил дода мешавад.
Принсипҳои асосии кори нерӯгоҳҳои барқи обӣ
Умуман, нерӯгоҳҳои барқи обӣ бо истифода аз фарқияти ҷараёни об ва сарборӣ кор мекунанд. Обе, ки дар обанборҳо нигоҳ дошта мешавад ё аз дарёҳо мегузарад, тавассути қубурҳои обгузар барои баланд бардоштани фишор ва назорати суръати ҷараён равона карда мешавад. Вақте ки ин оби фишордор ба парҳои турбина мерасад, турбина чарх мезанад. Сипас гардиши меҳвари турбина генераторро ба кор медарорад ва нерӯи барқ истеҳсол мекунад.
Энергияи дар ин раванд иштироккунандаро тавассути як мафҳуми оддӣ фаҳмидан мумкин аст: ҳар қадар фишор (баландии афтидани об) калонтар бошад ва ҳар қадар ихроҷ (ҳаҷми об дар як сония) зиёд бошад, ҳамон қадар қувваи эҳтимолии тавлидшаванда зиёдтар мешавад. Аммо, самаранокии турбина, тарҳи роҳи обӣ ва шароити корӣ ба таври назаррас муайян мекунанд, ки чӣ қадар энергияи об воқеан метавонад ба нерӯи барқ табдил дода шавад.
Нақши муҳими турбинаҳои об
Турбинаҳои обӣ на танҳо ҳамчун табдилдиҳандаҳои энергия, балки ҳамчун контроллерҳои табдили об ба моменти гардиш ва гардиш низ амал мекунанд. Интихоби намуди дурусти турбин самаранокӣ, мӯҳлати хизмати таҷҳизот ва ҳатто хароҷоти нигоҳдориро муайян мекунад. Турбинаи интихобшуда бояд ба хусусиятҳои макон, бахусус фишор ва суръати ҷараён, мувофиқ бошад.
Дар саҳро, ягон намуди турбинаи ягона барои ҳама шароит мувофиқ нест. Аз ин рӯ, тарроҳони нерӯгоҳҳои обӣ пеш аз интихоби турбинаи насбшуда маълумоти гидрологӣ, топография ва талаботи нерӯи барқро меомӯзанд.
Намудҳои турбинаҳои об, ки маъмулан истифода мешаванд
Турбинаҳои обӣ дар нерӯгоҳҳои барқи обӣ вобаста ба тарзи истифодаи онҳо аз энергияи об ба ду гурӯҳи калон тақсим мешаванд: турбинаҳои импулсӣ ва турбинаҳои реактивӣ.
1. Турбинаи импулсӣ (Турбинаи импулсӣ)
Турбинаҳои импулсӣ бо истифода аз энергияи кинетикии об дар шакли ҷараёнҳои баландсуръат кор мекунанд. Оби фишордор тавассути сопло хориҷ карда мешавад ва ба парҳои турбина мезанад, ки боиси чарх задани турбина мегардад. Фишори об дар атрофи гардишкунанда (қисми гардиши турбина) одатан ба фишори атмосфера наздик аст, аз ин рӯ тағйироти фишор асосан дар сопло, на дар гардишкунанда ба амал меоянд.
Маъруфтарин намудҳои турбинаҳои импулсӣ инҳоянд:
– Турбинаи Пелтон
Турбинаҳои Пелтон барои фишорҳои баланд ва суръати ҷараёни хурду миёна мувофиқанд. Ин турбинаҳо дорои теғҳои шакли дусатил мебошанд, ки барои шикастани ҷараёни об ва баръакс кардани самти ҷараён ва ба даст овардани ҳадди аксар фишор пешбинӣ шудаанд. Турбинаҳои Пелтон дар минтақаҳои кӯҳистонӣ бо фарқиятҳои баландии баланд васеъ истифода мешаванд.
Бартариҳои турбинаҳои импулсӣ тарҳи нисбатан соддаи онҳо, самаранокӣ дар фишорҳои баланд ва осонии нигоҳдорӣ дар шароити муайяни об мебошанд. Аммо, барои ҷойҳое, ки фишорҳои паст ва разрядҳои баланд доранд, турбинаҳои импулсӣ одатан интихоби аз ҷиҳати иқтисодӣ муфид нестанд.
2. Турбинаи реаксия (Турбинаи реаксия)
Бар хилофи турбинаҳои импулсӣ, турбинаҳои реактивӣ аз сабаби тағирёбии фишор ва суръати об ҳангоми гузаштан аз гардиш кор мекунанд. Турбина дар дохили корпуси турбина (қубур) кор мекунад ва одатан дар об ғарқ мешавад. Дар ин ҷо, энергияи об тавассути якҷояшавии қувваҳои тела ва реаксия, ки дар натиҷаи фарқияти фишор ба вуҷуд меоянд, ба энергияи механикӣ табдил меёбад.
Турбинаҳои реактивии маъмулан истифодашаванда инҳоянд:
– Турбинаи Франсис
Турбинаҳои Франсис аз ҳама гуногунҷабҳа ва ба таври васеъ истифодашаванда дар нерӯгоҳҳои обии калон мебошанд. Онҳо барои фишорҳои миёна ва партовҳои миёна мувофиқанд. Об ба таври радиалӣ ворид мешавад ва ба таври меҳварӣ берун мешавад ва аз теғҳое мегузарад, ки барои ба ҳадди аксар расонидани самаранокӣ дар диапазони мушаххаси корӣ тарҳрезӣ шудаанд. Турбинаҳои Франсис аз сабаби кори устувор, самаранокии баланд ва мувофиқат барои доираи васеи шароитҳо интихоби маъмул мебошанд.
– Турбинаи Каплан (ва винт)
Турбинаҳои Каплан барои фишори паст ва разрядҳои баланд мувофиқанд, масалан, дар дарёҳои калон ё сарбандҳо бо баландии мӯътадили об. Турбинаҳои Каплан дорои теғҳои танзимшаванда мебошанд, ки ба онҳо имкон медиҳанд, ки сарфи назар аз тағирёбии разряд самаранокиро нигоҳ доранд. Варианти соддатар турбинаи винтӣ мебошад, аммо он одатан танзими теғ надорад, ки боиси чандирии камтар мегардад.
Қисмҳои асосии турбинаи об
Гарчанде ки намудҳои турбинаҳо гуногунанд, ҷузъҳои калидӣ мавҷуданд, ки қариб ҳамеша дар системаи турбинаҳои гидроэнергетикӣ мавҷуданд:
1. Давондавон (чархи турбина): қисми чархзанандае, ки аз об энергия мегирад.
2. Теғҳо/сатилҳо: унсурҳое, ки мустақиман бо ҷараёни об ҳамкорӣ мекунанд.
3. Меҳвар: гардиши турбинаро ба генератор интиқол медиҳад.
4. Флангҳои роҳнамо/дарвозаҳои викет: самт ва миқдори ҷараёни обро ба роутер танзим мекунанд, ки барои назорати қувва ва устуворӣ муҳим аст.
5. Қуттӣ: корпуси турбина, ки ҷараёнро равона мекунад ва фишорро нигоҳ медорад (махсусан барои турбинаҳои реактивӣ).
6. Найчаи обкашӣ: найчаи диффузор дар тарафи баромади роутер (одатан дар турбинаҳои реаксия), ки ба барқарор кардани фишор ва баланд бардоштани самаранокӣ мусоидат мекунад.
Ҳамоҳангӣ байни ин ҷузъҳо кори турбинаро ҳам дар шароити сарбории авҷ ва ҳам дар шароити сарбории қисман муайян мекунад.
Омилҳои муайянкунандаи интихоби турбина
Ҳангоми интихоби турбинаи гидроэнергетикӣ, тарҳрезии нерӯгоҳи барқӣ якчанд омилҳои асосиро ба назар мегирад:
– Сари самаранок: фарқияти воқеии баландии боркунӣ пас аз тарҳ кардани талафоти соиш дар қубур.
– Рафъи мавҷуда: партови миёнаи солона ва тағйироти мавсимӣ.
– Суръати гардиши дилхоҳ: вобаста ба ҳамоҳангсозии генератор ва басомади системаи барқӣ.
– Шароити об: таркиби таҳшин, қум ё маводи абразивӣ, ки метавонад фарсудашавиро суръат бахшад.
– Хароҷоти сармоягузорӣ ва нигоҳдорӣ: аз ҷумла мавҷудияти қисмҳои эҳтиётӣ ва осонии нигоҳдорӣ.
Масалан, турбинаи Каплан аз ҷиҳати чандирии суръати ҷараён бартарӣ дорад, аммо механизми он мураккабтар аст. Пелтон аз баъзе ҷиҳат соддатар аст, аммо барои сарфакор будан, фишори баландро талаб мекунад.
Самаранокии амалиётӣ ва мушкилот
Самаранокии турбина параметри муҳим аст, зеро он мустақиман ба миқдори нерӯи барқе, ки метавонад тавлид шавад, таъсир мерасонад. Турбинаҳои муосир метавонанд самаранокии баландро ба даст оранд, ҳатто дар шароити тарҳрезӣ аз 90% зиёдтар. Аммо, кори воқеӣ аксар вақт бо мушкилоте ба монанди:
– Кавитатсия: пайдоиши ҳубобчаҳои буғ дар натиҷаи паст шудани фишори маҳаллӣ, ки метавонад ба сатҳи теғ зарар расонад.
– Фарсудашавии таҳшинҳо: зарраҳои рег ва лой, махсусан дар дарёҳое, ки таҳшинҳои зиёд доранд, гардишкунандаҳо ва васлкунакҳои роҳнаморо фарсуда мекунанд.
– Тағйирёбии сарборӣ: тағйирот дар талабот ба нерӯи барқ турбинаро маҷбур мекунад, ки берун аз нуқтаи самаранокии оптималӣ кор кунад.
– Ларзиш ва фарсудашавии подшипникҳо: агар назорат карда нашавад, метавонад эътимоднокиро коҳиш диҳад.
Аз ин рӯ, нерӯгоҳҳои барқи обии муосир одатан бо системаҳои назорат ва мониторинги ҳолат муҷаҳҳаз шудаанд, то аномалияҳоро барвақт муайян кунанд.
Саҳми гидротурбинаҳо дар энергияи устувор
Турбинаҳои гидроэнергетикӣ нисбат ба нерӯгоҳҳои барқии бо сӯзишвории истихроҷшаванда истеҳсолшаванда ба таъмини нерӯи барқ бо партовҳои камтари амалиётӣ мусоидат мекунанд. Ғайр аз ин, гидроэнергетика метавонад ҳамчун стабилизатори шабака амал кунад, зеро он метавонад ба тағирёбии сарборӣ зуд вокуниш нишон диҳад. Дар баъзе системаҳо, гидроэнергетика инчунин бо схемаҳои нигоҳдории насосӣ барои нигоҳдории энергия якҷоя карда мешавад, ки ин турбинҳоро ба омили калидӣ дар дастгирии ҳамгироии энергияи офтобӣ ва бодӣ табдил медиҳад.
Аммо, инчунин ба назар гирифтани таъсири экологӣ ва иҷтимоии инфрасохтори сарбандҳо, аз қабили тағйирот дар экосистемаҳои дарёӣ ва кӯчонидани ҷамоатҳо, муҳим аст. Аз ин рӯ, интихоби макон, тарҳрезии турбинаҳо ва идоракунии ҷараёни об бояд бомасъулият анҷом дода шавад.
Penutup
Турбинаҳои обӣ қалби нерӯгоҳҳои барқи обӣ мебошанд, ки энергияи обро ба гардиши механикӣ табдил медиҳанд, ки сипас нерӯи барқ тавлид мекунад. Навъи турбинаҳо - Пелтон, Франсис, Каплан ва дигарон - дар асоси фишор ва суръати ҷараён, инчунин мулоҳизаҳои техникӣ ва иқтисодӣ интихоб карда мешавад. Бо тарҳрезии дуруст, турбинаҳои обӣ метавонанд хеле самаранок ва боэътимод кор кунанд ва таъминоти дарозмуддати нерӯи барқро дастгирӣ кунанд. Дар шароити талаботи ҷаҳонӣ ба энергияи тоза, турбинаҳои обӣ як технологияи муҳим боқӣ мемонанд, ки ҳам аз ҷиҳати самаранокӣ, устувории мавод ва ҳам қобилияти кор дар шароити гуногун таҳаввул меёбад.
