लगभग हर कोई कल्पना करता हैपनबिजली बिजली संयंत्रों का उद्देश्य, हालांकि, केवल कुछ ही पनबिजली बिजली संयंत्रों के संचालन के सिद्धांत को मज़बूती से समझते हैं। लोगों के लिए मुख्य रहस्य यह है कि यह पूरा विशाल बांध बिना किसी ईंधन के विद्युत ऊर्जा कैसे उत्पन्न करता है। आइए इस बारे में बात करते हैं।
एक जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र एक जटिल परिसर है,विभिन्न संरचनाओं और विशेष उपकरणों से मिलकर। नदियों पर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट बनाए जा रहे हैं जहां बांध और जलाशय को भरने के लिए पानी की लगातार आवक होती है। हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट के निर्माण के दौरान बनाई गई ऐसी संरचनाएं (बांध), पानी के निरंतर प्रवाह को केंद्रित करने के लिए आवश्यक हैं, जो एक हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन के लिए विशेष उपकरणों की मदद से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
ध्यान दें कि दक्षता के मामले में एक महत्वपूर्ण भूमिकाहाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन का काम निर्माण के लिए साइट की पसंद से खेला जाता है। दो शर्तों की आवश्यकता है: पानी की एक गारंटीकृत अटूट आपूर्ति और नदी का एक उच्च ढलान।
हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट का संचालन काफी सरल है।खड़ी हाइड्रोलिक संरचनाएं एक स्थिर पानी का दबाव प्रदान करती हैं, जो टरबाइन ब्लेड को आपूर्ति की जाती है। जोर टरबाइन को गति में सेट करता है, जिसके परिणामस्वरूप यह जनरेटर को घुमाता है। बाद में बिजली उत्पन्न होती है, जिसे बाद में हाई-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों के माध्यम से उपभोक्ता तक पहुंचाया जाता है।
ऐसी संरचना की मुख्य कठिनाई हैएक निरंतर पानी का दबाव सुनिश्चित करना, जो एक बांध बनाकर हासिल किया जाता है। इसके लिए धन्यवाद, पानी की एक बड़ी मात्रा एक ही स्थान पर केंद्रित होती है। कुछ मामलों में, पानी के प्राकृतिक प्रवाह का उपयोग किया जाता है, और कभी-कभी एक बांध और एक व्युत्पत्ति (प्राकृतिक प्रवाह) का एक साथ उपयोग किया जाता है।
इमारत में ही जलविद्युत पावर स्टेशन के लिए उपकरण हैं,जिसका मुख्य कार्य पानी की गति की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलना है। यह कार्य जनरेटर को सौंपा गया है। साथ ही, स्टेशन, वितरण उपकरणों और ट्रांसफार्मर स्टेशनों के संचालन को नियंत्रित करने के लिए अतिरिक्त उपकरणों का उपयोग किया जाता है।
नीचे दिया गया चित्र एक पनबिजली स्टेशन का एक योजनाबद्ध आरेख दिखाता है।
जैसा कि आप देख सकते हैं, पानी का प्रवाह जनरेटर के टरबाइन को घुमाता है, जो ऊर्जा उत्पन्न करता है, इसे रूपांतरण के लिए ट्रांसफार्मर को खिलाता है, जिसके बाद इसे बिजली लाइन के साथ आपूर्तिकर्ता तक पहुँचाया जाता है।
विभिन्न पनबिजली संयंत्र हैं, जिन्हें उत्पन्न शक्ति के अनुसार विभाजित किया जा सकता है:
हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन की शक्ति मुख्य रूप से निर्भर करती हैपानी का प्रवाह और स्वयं जनरेटर की दक्षता, जिसका उपयोग उस पर किया जाता है। लेकिन यहां तक कि सबसे कुशल स्थापना भी कम पानी के दबाव के साथ बड़ी मात्रा में बिजली का उत्पादन करने में सक्षम नहीं होगी। यह भी ध्यान में रखा जाना चाहिए कि हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन की क्षमता स्थिर नहीं है। प्राकृतिक कारणों से बांध में जल स्तर बढ़ या घट सकता है। यह सब उत्पादित बिजली की मात्रा पर प्रभाव डालता है।
सबसे जटिल, सबसे बड़ा और आम तौर पर मुख्य तत्वकोई भी पनबिजली स्टेशन एक बांध है। बांध के संचालन के सार को समझे बिना यह समझना असंभव है कि हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन क्या है। वे विशाल पुल हैं जो पानी के प्रवाह को रोकते हैं। डिजाइन के आधार पर, वे भिन्न हो सकते हैं: गुरुत्वाकर्षण, धनुषाकार और अन्य संरचनाएं हैं, लेकिन उनका उद्देश्य हमेशा एक ही होता है - पानी की एक बड़ी मात्रा को बनाए रखना। यह बांध के लिए धन्यवाद है कि पानी के एक स्थिर और शक्तिशाली प्रवाह को केंद्रित करना संभव है, इसे टरबाइन के ब्लेड पर निर्देशित करना, जो जनरेटर को घुमाता है। वह बदले में, विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करता है।
जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन के संचालन का सिद्धांत किस पर आधारित हैगिरते पानी की यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग करते हुए, जिसे बाद में टरबाइन और जनरेटर की मदद से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। टर्बाइन स्वयं या तो बांध में या उसके पास स्थापित किए जा सकते हैं। कुछ मामलों में, एक पाइपलाइन का उपयोग किया जाता है जिसके माध्यम से बांध के स्तर से नीचे का पानी उच्च दबाव में गुजरता है।
किसी भी पनबिजली स्टेशन की शक्ति के कई संकेतक हैं:जल प्रवाह और हाइड्रोस्टेटिक सिर। अंतिम संकेतक पानी के मुक्त गिरने के शुरुआती और अंत बिंदु के बीच की ऊंचाई के अंतर से निर्धारित होता है। प्रोजेक्ट बनाते समय, स्टेशन इन संकेतकों में से एक पर आधारित होता है, पूरी संरचना आधारित होती है।
आज ज्ञात उत्पादन प्रौद्योगिकियांयांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते समय बिजली आपको उच्च दक्षता प्राप्त करने की अनुमति देती है। कभी-कभी यह ताप विद्युत संयंत्रों की तुलना में कई गुना अधिक होता है। हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन पर उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के कारण ऐसी उच्च दक्षता हासिल की जाती है। यह विश्वसनीय और उपयोग में अपेक्षाकृत आसान है। इसके अलावा, ईंधन की कमी और बड़ी मात्रा में तापीय ऊर्जा की रिहाई के कारण, ऐसे उपकरणों का सेवा जीवन काफी लंबा है। यहां ब्रेकडाउन अत्यंत दुर्लभ हैं। यह माना जाता है कि सामान्य रूप से सेट और संरचनाओं को उत्पन्न करने का न्यूनतम सेवा जीवन लगभग 50 वर्ष है। हालांकि, वास्तव में, आज भी, पनबिजली संयंत्र, जो पिछली शताब्दी के तीसवें दशक में बनाए गए थे, काफी सफलतापूर्वक काम कर रहे हैं।
आज रूस के क्षेत्र मेंलगभग 100 जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र हैं। बेशक, उनकी क्षमता अलग है, और उनमें से ज्यादातर 10 मेगावाट तक की स्थापित क्षमता वाले संयंत्र हैं। पिरोगोव्स्काया या अकुलोव्स्काया जैसे स्टेशन भी हैं, जिन्हें 1937 में वापस चालू किया गया था, और उनकी क्षमता केवल 0.28 मेगावाट है।
सबसे बड़े क्रमशः 6400 और 6000 मेगावाट की क्षमता वाले सायानो-शुशेंस्काया और क्रास्नोयार्स्काया एचपीपी हैं। उनका अनुसरण स्टेशनों द्वारा किया जाता है:
ऐसे स्टेशनों की बड़ी संख्या के बावजूद, वे केवल 47,700 मेगावाट उत्पन्न करते हैं, जो रूस में उत्पादित सभी ऊर्जा की कुल मात्रा का 20% के बराबर है।
अब आप हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन के संचालन के सिद्धांत को समझते हैं,जल प्रवाह की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना। ऊर्जा उत्पन्न करने के अपेक्षाकृत सरल विचार के बावजूद, उपकरणों का परिसर और नई प्रौद्योगिकियां ऐसी संरचनाओं को जटिल बनाती हैं। हालांकि, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में, वे वास्तव में आदिम हैं।
