M

MLOG

தமிழ்

புனல்மின் அணை வடிவமைப்பு, நீர் ஓட்ட மேலாண்மை ஆகியவற்றின் நுணுக்கங்களையும், உலகளாவிய நிலையான ஆற்றல் உற்பத்தியில் புனல்மின்சாரத்தின் பங்கையும் ஆராயுங்கள்.

நீரின் சக்தியைப் பயன்படுத்துதல்: புனல்மின் அணை வடிவமைப்பு மற்றும் நீர் ஓட்ட இயக்கவியல்

புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலின் மூலக்கல்லான புனல்மின்சாரம், நீரின் நிலை ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த செயல்முறை எளிமையானதாகத் தோன்றினாலும், அணை வடிவமைப்பு மற்றும் துல்லியமான நீர் ஓட்ட மேலாண்மை தொடர்பான சிக்கலான பொறியியல் கொள்கைகளை உள்ளடக்கியது. இந்த வலைப்பதிவு இந்த அம்சங்களின் நுணுக்கங்களை ஆராய்ந்து, புனல்மின் அணைகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன மற்றும் உலகளவில் ஒரு நிலையான ஆற்றல் எதிர்காலத்திற்கு எவ்வாறு பங்களிக்கின்றன என்பது பற்றிய விரிவான புரிதலை வழங்குகிறது.

புனல்மின் உற்பத்தி அடிப்படைகள்

அடிப்படையில், புனல்மின் உற்பத்தியானது உயர்ந்த இடத்தில் சேமிக்கப்பட்ட நீரின் நிலை ஆற்றலை, அது கீழ்நோக்கிப் பாயும்போது இயக்க ஆற்றலாக மாற்றுவதை நம்பியுள்ளது. இந்த இயக்க ஆற்றல் விசையாழிகளை இயக்குகிறது, அவை மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய ஜெனரேட்டர்களுக்கு ஆற்றலை வழங்குகின்றன. ஒரு புனல்மின் நிலையத்தின் முக்கிய கூறுகள் பின்வருமாறு:

அணை வடிவமைப்பு: பொறியியல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பரிசீலனைகளின் ஒரு சிம்பொனி

ஒரு புனல்மின் அணையின் வடிவமைப்பு ஒரு பன்முகப் பணியாகும், இதற்கு புவியியல் காரணிகள், நீரியல் தரவுகள், கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாடு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பு ஆகியவற்றைக் கவனமாகக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். வெவ்வேறு தள நிலைமைகள் மற்றும் நோக்கங்களுக்காக வெவ்வேறு அணை வகைகள் பொருத்தமானவை. பொதுவான அணை வகைகளின் ஒரு கண்ணோட்டம் இங்கே:

ஈர்ப்பு அணைகள்

ஈர்ப்பு அணைகள் நீரின் கிடைமட்ட அழுத்தத்தை எதிர்க்க தங்கள் எடையை நம்பியிருக்கும் பாரிய கட்டமைப்புகள் ஆகும். அவை பொதுவாக கான்கிரீட்டால் கட்டப்பட்டு, வலுவான பாறை அடித்தளங்களைக் கொண்ட தளங்களுக்கு ஏற்றவை. பிரேசில் மற்றும் பராகுவே இடையே ஒரு கூட்டுத் திட்டமான இடைப்பு அணை, ஒரு பெரிய ஈர்ப்பு அணைக்கு ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு. இது உலகின் மிகப்பெரிய புனல்மின் நிலையங்களில் ஒன்றாகும் மற்றும் ஈர்ப்பு அணைகள் எப்படி மிகப்பெரிய நீர் அளவின் சக்தியைப் பயன்படுத்த முடியும் என்பதை எடுத்துக்காட்டுகிறது.

வளைவு அணைகள்

வளைவு அணைகள் வளைந்த கட்டமைப்புகள் ஆகும், அவை வளைவு நடவடிக்கை மூலம் நீரின் விசையை பள்ளத்தாக்கின் பக்கங்களுக்கு மாற்றுகின்றன. அவை வலுவான பாறை சுவர்களைக் கொண்ட குறுகிய பள்ளத்தாக்குகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை. அமெரிக்காவில் உள்ள ஹூவர் அணை, ஒரு வளைவு அணையின் ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு, இது ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட இடத்தில் மிகப்பெரிய அழுத்தத்தைத் தாங்கும் திறனை வெளிப்படுத்துகிறது. வளைவு அணைகளுக்கு ஈர்ப்பு அணைகளை விட குறைவான கான்கிரீட் தேவைப்படுகிறது, இது சில சூழ்நிலைகளில் அவற்றை மிகவும் சிக்கனமான விருப்பமாக மாற்றுகிறது.

தாங்குசுவர் அணைகள்

தாங்குசுவர் அணைகள் ஒப்பீட்டளவில் மெல்லிய, சாய்வான முகப்பைக் கொண்டுள்ளன, இது கீழ்நோக்கிய பக்கத்தில் தொடர்ச்சியான தாங்குசுவர்களால் ஆதரிக்கப்படுகிறது. இந்த அணைகள் பொதுவாக வலுவூட்டப்பட்ட கான்கிரீட்டால் ஆனவை மற்றும் ஈர்ப்பு அல்லது வளைவு அணைகளுக்குத் தேவைப்படுவதை விட குறைவான நிலையான அடித்தளங்களைக் கொண்ட தளங்களுக்கு ஏற்றவை. கனடாவில் உள்ள டேனியல்-ஜான்சன் அணை, பல வளைவு தாங்குசுவர் அணைக்கு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க எடுத்துக்காட்டு ஆகும்.

கரைகள் கொண்ட அணைகள்

கரைகள் கொண்ட அணைகள் மண் அல்லது பாறை நிரப்புப் பொருட்களால் கட்டப்படுகின்றன. அவை மிகவும் பொதுவான அணை வகையாகும் மற்றும் பரந்த அளவிலான தள நிலைமைகளுக்கு ஏற்றவை. கரைகள் கொண்ட அணைகள் கான்கிரீட் அணைகளை விட கட்டுவதற்கு குறைந்த செலவாகும், ஆனால் அவற்றுக்கு அதிக பராமரிப்பு தேவைப்படுகிறது. கரைகள் கொண்ட அணைகளில் இரண்டு முக்கிய வகைகள் உள்ளன: மண் நிரப்பு அணைகள் மற்றும் பாறை நிரப்பு அணைகள். பாகிஸ்தானில் உள்ள தர்பேலா அணை, உலகின் மிகப்பெரிய மண் நிரப்பு அணைகளில் ஒன்றாகும், இது நீர்ப்பாசன நீர் மற்றும் புனல்மின்சாரத்தின் ஒரு முக்கிய ஆதாரத்தை வழங்குகிறது.

அணை வடிவமைப்பைப் பாதிக்கும் காரணிகள்

பல முக்கியமான காரணிகள் ஒரு அணையின் தேர்வு மற்றும் வடிவமைப்பைப் பாதிக்கின்றன:

நீர் ஓட்ட மேலாண்மை: செயல்திறனை மேம்படுத்துதல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பைக் குறைத்தல்

புனல்மின் உற்பத்தி செயல்திறனை அதிகரிக்கவும் அதன் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பைக் குறைக்கவும் திறமையான நீர் ஓட்ட மேலாண்மை அவசியம். இது அணை, விசையாழி மற்றும் வெளியேற்று கால்வாய் வழியாக நீரின் ஓட்டத்தை கவனமாகக் கட்டுப்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது. நீர் ஓட்ட மேலாண்மையின் முக்கிய அம்சங்கள் பின்வருமாறு:

நீர்த்தேக்க மேலாண்மை

நீர்த்தேக்க மேலாண்மை என்பது மின் உற்பத்தி, நீர்ப்பாசனம், வெள்ளக் கட்டுப்பாடு மற்றும் பொழுதுபோக்கு ஆகியவற்றின் போட்டித் தேவைகளை சமநிலைப்படுத்த நீர்த்தேக்கத்தில் நீர் மட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்துவதை உள்ளடக்கியது. இதற்கு உள்வரவு மற்றும் வெளிச்செல்லும் விகிதங்களை கவனமாகக் கண்காணிப்பதும், எதிர்கால நீர் மட்டங்களைத் துல்லியமாகக் கணிப்பதும் தேவைப்படுகிறது. மழை மற்றும் பனி உருகுதலில் ஏற்படும் பருவகால மாறுபாடுகள் நீர்த்தேக்க இயக்க விதிகளை சரிசெய்ய வேண்டிய அவசியத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

விசையாழி செயல்பாடு

ஒரு புனல்மின் விசையாழியின் செயல்திறன் அதன் வழியாகச் செல்லும் நீரின் ஓட்ட விகிதம் மற்றும் உயரத்தைப் பொறுத்தது. விசையாழி செயல்பாடு, விசையாழி கத்திகளை சேதப்படுத்தும் குழிவுறுதல் (cavitation) என்ற நிகழ்வைக் குறைக்கும் அதே வேளையில், மின் உற்பத்தியை அதிகரிக்க உகந்ததாக இருக்க வேண்டும். வெவ்வேறு வகையான விசையாழிகள் வெவ்வேறு உயரம் மற்றும் ஓட்ட நிலைமைகளுக்குப் பொருத்தமானவை. எடுத்துக்காட்டாக, பெல்டன் விசையாழிகள் பொதுவாக அதிக உயரம், குறைந்த ஓட்ட பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் கப்லான் விசையாழிகள் குறைந்த உயரம், அதிக ஓட்டப் பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மதகு செயல்பாடு

வெள்ளம் போன்ற அதிக நீர்வரத்து காலங்களில் நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து உபரி நீரை வெளியேற்ற மதகு பயன்படுத்தப்படுகிறது. கீழ்நிலை பகுதிகளில் அரிப்பு மற்றும் சேதத்தைத் தடுக்க மதகு செயல்பாடு கவனமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும். அணையின் அளவு மற்றும் வகையைப் பொறுத்து வெவ்வேறு வகையான மதகுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதில் ஓஜி மதகுகள், சரிவு மதகுகள் மற்றும் பக்கவாட்டு கால்வாய் மதகுகள் அடங்கும். நவீன மதகுகளில் பெரும்பாலும் நீரை வெளியிடுவதை துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்த தானியங்கி கேட் அமைப்புகள் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

சுற்றுச்சூழல் ஓட்டங்கள்

சுற்றுச்சூழல் ஓட்டங்கள் என்பது கீழ்நிலை ஆறுகள் மற்றும் ஓடைகளின் சூழலியல் ஆரோக்கியத்தைப் பராமரிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு அணையிலிருந்து நீர் வெளியீடுகளைக் குறிக்கிறது. இந்த ஓட்டங்கள் நீர்வாழ் உயிரினங்களை ஆதரிப்பதற்கும், நீரின் தரத்தைப் பராமரிப்பதற்கும், ஆற்றங்கரை வாழ்விடங்களைப் பாதுகாப்பதற்கும் அவசியமானவை. பொருத்தமான சுற்றுச்சூழல் ஓட்ட முறையைத் தீர்மானிப்பதற்கு ஆற்று அமைப்பின் சூழலியல் தேவைகளைக் கவனமாகக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். இது பெரும்பாலும் அணை இயக்குபவர்கள், சுற்றுச்சூழல் முகமைகள் மற்றும் உள்ளூர் சமூகங்களுக்கு இடையே ஒத்துழைப்பை உள்ளடக்கியது.

நீரியல் மாதிரியாக்கம்

நீரியல் மாதிரியாக்கம் என்பது புனல்மின் அணைகளுக்கு உள்ளேயும் சுற்றியும் உள்ள நீர் ஓட்ட முறைகளைப் பகுப்பாய்வு செய்வதற்கான ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகும். இந்த மாதிரிகள் வெவ்வேறு அணை வடிவமைப்புகளின் செயல்திறனைக் கணிக்கவும், விசையாழி செயல்பாட்டை மேம்படுத்தவும், நீர் வெளியீடுகளின் சுற்றுச்சூழல் தாக்கத்தை மதிப்பிடவும் பயன்படுத்தப்படலாம். நீரியல் மாதிரிகள் எளிய பகுப்பாய்வு மாதிரிகள் முதல் சிக்கலான முப்பரிமாண கணக்கீட்டு திரவ இயக்கவியல் (CFD) மாதிரிகள் வரை இருக்கலாம். இந்த மாதிரிகள் இந்த பிரம்மாண்டமான கட்டமைப்புகளைச் சுற்றியுள்ள நீர் ஓட்டத்தைப் பாதிக்கும் சக்திகளின் சிக்கலான தொடர்புகளைப் புரிந்துகொள்ளவும் நிர்வகிக்கவும் பொறியாளர்களுக்கு உதவுகின்றன.

விசையாழி தொழில்நுட்பம்: நீர் சக்தியை மின்சாரமாக மாற்றுதல்

ஒரு புனல்மின் நிலையத்தின் இதயம் விசையாழி ஆகும், இது பாயும் நீரின் இயக்க ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. வெவ்வேறு விசையாழி வடிவமைப்புகள் மாறுபட்ட நீர் உயரம் மற்றும் ஓட்ட நிலைமைகளுக்கு ஏற்றவை:

பிரான்சிஸ் விசையாழிகள்

பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் நடுத்தர உயரம் மற்றும் நடுத்தர ஓட்டப் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்ற ஒரு பல்துறை தேர்வாகும். அவை சுழல் உறையைக் கொண்டுள்ளன, இது நீரை சமமாக சுழலி மீது செலுத்துகிறது, இது வளைந்த கத்திகளைக் கொண்ட ஒரு சுழலும் கூறு ஆகும். நீர் சுழலி வழியாக ஆரையாக உள்நோக்கிப் பாய்கிறது, அதன் ஆற்றலை சுழலும் தண்டுக்கு மாற்றுகிறது. பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் அவற்றின் செயல்திறன் மற்றும் தகவமைப்புத் தன்மை காரணமாக உலகெங்கிலும் உள்ள புனல்மின் நிலையங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

கப்லான் விசையாழிகள்

கப்லான் விசையாழிகள் குறைந்த உயரம் மற்றும் அதிக ஓட்ட நிலைமைகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. அவை கப்பல் உந்திகளைப் போலவே இருக்கின்றன, சரிசெய்யக்கூடிய கத்திகளுடன் பரந்த அளவிலான ஓட்ட விகிதங்களில் திறமையான செயல்பாட்டை அனுமதிக்கின்றன. கப்லான் விசையாழிகள் குறிப்பாக ஓடும் ஆற்று புனல்மின் திட்டங்களுக்கு ஏற்றவை, அங்கு நீர் ஓட்டம் ஒப்பீட்டளவில் சீராக இருக்கும். சரிசெய்யக்கூடிய கத்திகள் நீர் மட்டம் ஏற்ற இறக்கமாக இருக்கும்போதும் ஆற்றல் பிடிப்பை அதிகரிக்கின்றன.

பெல்டன் விசையாழிகள்

பெல்டன் விசையாழிகள் அதிக உயரம் மற்றும் குறைந்த ஓட்டப் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றவை. அவை ஒரு சுழலும் சக்கரத்தில் பொருத்தப்பட்ட தொடர்ச்சியான கரண்டி வடிவ வாளிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. நீர் முனைகள் வழியாக வாளிகள் மீது செலுத்தப்படுகிறது, இது நீரின் நிலை ஆற்றலை இயக்க ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. பெல்டன் விசையாழிகள் பொதுவாக செங்குத்தான சரிவுகள் மற்றும் குறைந்த நீர் இருப்பு உள்ள மலைப்பாங்கான பகுதிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வாளிகள் மீது நீர் தாரையின் தாக்கம் விசையாழியின் சுழற்சியை இயக்குகிறது.

புனல்மின் நிலையங்களின் உலகளாவிய எடுத்துக்காட்டுகள்

புனல்மின்சாரம் உலகின் பல நாடுகளின் ஆற்றல் கலவையில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பங்கைக் கொண்டுள்ளது. இதோ சில குறிப்பிடத்தக்க எடுத்துக்காட்டுகள்:

புனல்மின்சாரத்தின் சுற்றுச்சூழல் பரிசீலனைகள்

புனல்மின்சாரம் ஒரு புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலமாக இருந்தாலும், அதன் சாத்தியமான சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகளை ஏற்றுக்கொண்டு அவற்றைத் தீர்ப்பது முக்கியம். இந்த பாதிப்புகளில் பின்வருவன அடங்கும்:

புனல்மின்சாரத்தின் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகளைக் குறைக்க தணிப்பு நடவடிக்கைகள் செயல்படுத்தப்படலாம், அவை:

புனல்மின்சாரத்தின் எதிர்காலம்

நாடுகள் மிகவும் நிலையான ஆற்றல் எதிர்காலத்திற்கு மாற முயற்சிக்கும்போது, புனல்மின்சாரம் உலகளாவிய ஆற்றல் கலவையில் தொடர்ந்து ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பங்கைக் கொண்டிருக்கும். அணை வடிவமைப்பு மற்றும் விசையாழி தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்படும் முன்னேற்றங்கள், புனல்மின் நிலையங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்துகின்றன மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பைக் குறைக்கின்றன. உந்தப்பட்ட சேமிப்பு நீர்மின்சாரம், குறைந்த மின்சாரத் தேவையின்போது கீழ் நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து மேல் நீர்த்தேக்கத்திற்கு நீரை பம்ப் செய்து, அதிக தேவையின்போது மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய மீண்டும் கீழே விடுவதை உள்ளடக்கியது, இது சூரிய மற்றும் காற்றாலை போன்ற இடைப்பட்ட புதுப்பிக்கத்தக்க மூலங்களிலிருந்து ஆற்றலைச் சேமிப்பதற்கான ஒரு வழியாகவும் பிரபலமடைந்து வருகிறது. தொலைதூரப் பகுதிகளிலும், வளரும் நாடுகளிலும் பயன்படுத்தக்கூடிய சிறிய மற்றும் நுண்-நீர் திட்டங்களின் வளர்ச்சி, தூய்மையான ஆற்றலுக்கான அணுகலை விரிவுபடுத்துகிறது. மேலும், தற்போதைய மற்றும் எதிர்கால புனல்மின் வசதிகளின் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகளைக் குறைப்பதில் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு முயற்சிகள் கவனம் செலுத்துகின்றன. மீன்களுக்கு ஏற்ற விசையாழிகளை இணைத்தல், நீர்த்தேக்க மேலாண்மை நடைமுறைகளை மேம்படுத்துதல் மற்றும் பயனுள்ள சுற்றுச்சூழல் ஓட்ட முறைகளைச் செயல்படுத்துதல் ஆகியவை முக்கிய கவனம் செலுத்தும் பகுதிகளாகும். நாம் மிகவும் நிலையான ஆற்றல் எதிர்காலத்தை நோக்கிச் செல்லும்போது, புனல்மின்சாரம் தொடர்ந்து ஒரு மதிப்புமிக்க வளமாக இருக்கும், அதன் சுற்றுச்சூழல் தடம் குறைத்து தூய்மையான மற்றும் நம்பகமான மின்சாரத்தை வழங்கும். சூரிய மற்றும் காற்று போன்ற பிற புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களுடன் புனல்மின்சாரத்தை ஒருங்கிணைப்பது, ஒரு மீள்திறன் மற்றும் பல்வகைப்பட்ட ஆற்றல் அமைப்பை உருவாக்குவதற்கு முக்கியமானது. அதன் முழு திறனை உணர்ந்து அனைவருக்கும் ஒரு நிலையான ஆற்றல் எதிர்காலத்தை உறுதிப்படுத்த, புனல்மின் உள்கட்டமைப்பில் கொள்கை ஆதரவும் முதலீடும் அவசியம்.

தொழில் வல்லுநர்களுக்கான செயல் நுண்ணறிவுகள்

பொறியாளர்கள், கொள்கை வகுப்பாளர்கள் மற்றும் புனல்மின் திட்டங்களில் ஈடுபட்டுள்ள ஆற்றல் வல்லுநர்களுக்கான சில செயல் நுண்ணறிவுகள் இங்கே:

முடிவுரை

புனல்மின்சாரம், அதன் நீண்ட வரலாறு மற்றும் தொடர்ச்சியான பொருத்தத்துடன், உலகளாவிய ஆற்றல் நிலப்பரப்பின் ஒரு முக்கிய அங்கமாக உள்ளது. அணை வடிவமைப்பு, நீர் ஓட்ட மேலாண்மை மற்றும் விசையாழி தொழில்நுட்பத்தின் நுணுக்கங்களைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலமும், நீர்மின்சக்தியுடன் தொடர்புடைய சுற்றுச்சூழல் பரிசீலனைகளை நிவர்த்தி செய்வதன் மூலமும், வரும் தலைமுறைகளுக்கு மிகவும் நிலையான மற்றும் பாதுகாப்பான ஆற்றல் எதிர்காலத்தை உருவாக்க நாம் நீரின் சக்தியைப் பயன்படுத்தலாம். தொடர்ச்சியான கண்டுபிடிப்பு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பொறுப்புணர்வுக்கான அர்ப்பணிப்பு ஆகியவை கிரகத்தின் மீதான அதன் தாக்கத்தைக் குறைக்கும் அதே வேளையில் புனல்மின்சாரத்தின் நன்மைகளை அதிகரிப்பதற்கு அவசியமானவை.