નાના હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ્સ - પ્રકારો અને પ્રોજેક્ટ્સ

હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ્સ એવા ઘટકોનો સમૂહ છે જે એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે અને ઊર્જા (ગતિ અને સંભવિત)ને વિદ્યુત ઊર્જામાં અથવા ઊલટું રૂપાંતરિત કરે છે.

હાલના વર્ગીકરણ મુજબ, નાના છે હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટ્સ (HPP) 10-15 મેગાવોટ સુધી પાવર, આ સહિત:

• નાના હાઇડ્રોપાવર પ્લાન્ટ્સ - 1 થી 10 મેગાવોટ સુધી.

• મિની-હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ્સ - 0.1 થી 1 મેગાવોટ સુધી.

• માઇક્રો-હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ - 0.1 મેગાવોટ સુધીની ક્ષમતા સાથે.

હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટની ક્ષમતામાં પ્રવાહ અને માથું નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. પાણીના ઉપરના ભાગમાં પૂર્વ સંચિત પાણી પુરવઠાનો ઉપયોગ કરીને પ્રવાહ અને દબાણનું નિયમન કરવામાં આવે છે. ટાંકીમાં વધુ પાણી, ઉચ્ચ દબાણવાળા પાણીનું સ્તર અને, તે મુજબ, માથું.

હાઈડ્રોપાવરમાં વપરાતી હાઈડ્રોપાવર સંભવિતતાનો સ્ત્રોત મોટી મધ્યમ અને નાની નદીઓ, સિંચાઈ અને પાણી પુરવઠા પ્રણાલીઓ, હિમનદીઓનો ઢોળાવ અને કાયમી બરફ છે.એચપીપી મુખ્યત્વે દબાણ બનાવવાની રીત, પ્રવાહ નિયમનની ડિગ્રી, સ્થાપિત મુખ્ય સાધનોનો પ્રકાર, પાણીના પ્રવાહના ઉપયોગની જટિલતા (સિંગલ અથવા મલ્ટિ-ફંક્શનલ) વગેરેમાં એકબીજાથી અલગ પડે છે.

નાના હાઇડ્રોપાવર પ્લાન્ટ્સ (નાના હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ્સ) પાવર લાઇનથી દૂર પથરાયેલા સ્વાયત્ત ગ્રાહકોને વીજળી સપ્લાય કરવામાં ખાસ મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. લેખ સામાન્ય પ્રોજેક્ટ્સની ચર્ચા કરે છે જે નાના પ્રવાહોની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે.

વર્તમાન પર્યાવરણનો ઉપયોગ કરવા માટેનું સેટઅપ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 1 એ. તે નીચે મુજબ કાર્ય કરે છે. જ્યારે વર્ટિકલ વેન્સ 1 વહેતા માધ્યમથી પ્રભાવિત થાય છે, ત્યારે એક હાઇડ્રોડાયનેમિક બળ ઉત્પન્ન થાય છે જે બેલાસ્ટ રિમ્સને ચલાવે છે. કાઇનેમેટિક લિંક 3 દ્વારા, સપોર્ટ જનરેટર શાફ્ટમાં ટોર્ક પ્રસારિત કરે છે, જ્યારે જનરેટર પોતે સ્થિર રહે છે. આ હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ નીચાણવાળા વોટરકોર્સ પર ચાલે છે જેનું કદ અને ઊર્જા તેની ક્ષમતા નક્કી કરે છે.

ચોખા. 1. ફ્લેટ હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટના સંચાલનની યોજનાઓ: a) ફ્લેટ હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ, b) b) હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ.

હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ (ફિગ. 1, b), જ્યારે હલનચલન કરે છે, ત્યારે ઇમ્પેલર 6 દ્વારા પ્રવાહીની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. ઇમ્પેલર 1 તેના પર સ્થિત શાફ્ટ અને વેન ધરાવે છે. પોન્ટૂન્સ 6 પર નિશ્ચિત ફ્રેમ 7 પર ઇન્સ્ટોલેશન માઉન્ટ થયેલ છે. બ્લેડ, પાણીના પ્રવાહની દિશા તરફ કાટખૂણે વળેલું છે, વ્હીલ 4 ની મદદથી પ્રવાહ તરફ તેમની દિશા બદલી દે છે.

બ્લેડમાંથી એક આંતરિક અને બાહ્ય ભાગોને એકબીજા સાથે જોડતા સંયુક્તથી બનેલું હોય છે, જેમાં અક્ષના ખૂણા પર સ્થિત ટ્રાંસવર્સ કનેક્ટર હોય છે, અને ભાગો અને સ્થિતિસ્થાપક જોડાણ વચ્ચે સ્થિત સ્થિતિસ્થાપક પેડ દ્વારા નબળી પડી જાય છે.સ્થિતિસ્થાપક કનેક્શન માધ્યમના પ્રવાહનો સામનો કરતી પ્લેટોના પેકેજના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે, ચલ લંબાઈ, બ્લેડને વળગી રહે છે અને તેના બાહ્ય ભાગ સાથે સંપર્કમાં આવે છે. ઉપકરણ સપાટ પાણીના પ્રવાહ માટે લક્ષી છે. એપ્લાઇડ પાવર જનરેટીંગ મશીનો સિંક્રનસ અને અસિંક્રોનસ પ્રકારના હોઈ શકે છે.

ફિગ માં બતાવ્યા પ્રમાણે. 2, કંટ્રોલ વાલ્વ 1 માંથી પ્રવાહીનો પ્રવાહ વૈકલ્પિક રીતે ચેમ્બર 2 અને 3 માં અને ઊલટું વાળવામાં આવે છે.

ચોખા. 2. સાઇફનના પ્રવાહના માર્ગમાં ટર્બાઇન

ચેમ્બરમાં પ્રવાહીની રોટેશનલ હિલચાલને કારણે ટર્બાઇન 5 અને તેની સાથે જોડાયેલા જનરેટરના સક્રિયકરણ સાથે પાઈપલાઈન 4 અને 6 દ્વારા હવાના ઓસિલેશન અને તેમના ઓવરફ્લો થાય છે. સમગ્ર ઉપકરણની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે, તે સાઇફનના પ્રવાહ માર્ગમાં સ્થાપિત થયેલ છે. સમસ્યા-મુક્ત કામગીરી માટેની પૂર્વજરૂરીયાતો એ વહેતું પ્રવાહી છે, મોટા અપૂર્ણાંકો વિના સ્વચ્છ. આ ઇન્સ્ટોલેશન માટે ટ્રેશ રેક જરૂરી છે.

16 કેડબલ્યુ (ફિગ. 3) ની શક્તિ સાથે ફ્લોટિંગ વોટર ટર્બાઇન પ્રવાહની ગતિ ઊર્જાને યાંત્રિક અને પછી વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે રચાયેલ છે. ટર્બાઇન એ સપાટી પર હેલિકલ ફિન્સ સાથે પ્રકાશ (પાણી કરતાં હળવા) સામગ્રીથી બનેલું વિસ્તરેલ ગોળ તત્વ છે. તત્વને સળિયા દ્વારા બંને બાજુએ સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે જે જનરેટરમાં ટોર્ક પ્રસારિત કરે છે.

ફિગ. 3. ફ્લોટિંગ વોટર ટર્બાઇન

હાઇડ્રોલિક પાવર પ્લાન્ટ (ફિગ. 4) એ મિની-જનરેટર દ્વારા વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે રચાયેલ છે, જે એક અનંત ડ્રાઇવ બેલ્ટ 1 દ્વારા પરિભ્રમણમાં ચાલે છે જેમાં પાણીની ડોલ 2 હોય છે. એક બેલ્ટ 1 ડોલ 2 સાથે ફ્રેમ પર માઉન્ટ થયેલ છે. 3 મોજા પર લઈ જવા માટે સક્ષમ. ફ્રેમ 3 એ સપોર્ટ 4 સાથે જોડાયેલ છે જેના પર જનરેટર 5 સ્થિત છે.

ડોલ બેલ્ટની બહારની બાજુએ સ્થિત છે અને ખુલ્લી બાજુઓ પાણીના પ્રવાહની આડી દિશા તરફ છે.જનરેટરના પરિભ્રમણને સુનિશ્ચિત કરવા માટેની સ્થિતિ દ્વારા ડોલની સંખ્યા નક્કી કરવામાં આવે છે. જોડાયેલ બ્લેડ સાથે "નિસરણી" પ્રકારના ઉપકરણનો ઉપયોગ કરવાનો એક પ્રકાર શક્ય છે.

ચોખા. 4. બેલ્ટ અને બકેટની એસેમ્બલી

પ્રવાહની ગતિ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરવા માટેના ઉપકરણમાં વિરુદ્ધ કાંઠે પાણીમાં સ્થિત ઊભી સિલિન્ડરોનો સમાવેશ થાય છે, જેના પર રોલર મૂકવામાં આવે છે (ફિગ. 5).

ચોખા. 5. માઇક્રો ડેમની સ્થાપના

બ્લેડ રોલરના ઉપલા અને નીચલા અક્ષ વચ્ચે માઉન્ટ થયેલ છે. વેન અને વેલોસિટી વેક્ટર વચ્ચેના હુમલાના કોણને કારણે, વહેતું પાણી સિલિન્ડરોને પરિભ્રમણમાં ચલાવે છે, અને રોલર દ્વારા, એક જનરેટર જે વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.

પ્રવાહની ઉર્જાનો ઉપયોગ કરવા માટેના ઉપકરણમાં પાણીના પ્રવાહમાં ઊભી રીતે સ્થિત ઇમ્પેલર 1 નો સમાવેશ થાય છે, ઉપરના 1 પર હિન્જ્ડ વેન્સ 2 અને નીચલા 3 રિમ્સ (ફિગ. 6) સાથે. ઉપરની ધાર 1 જનરેટર 4 સાથે જોડાયેલ છે. વેન 2 ની સ્થિતિ પ્રવાહ દ્વારા જ નિયંત્રિત થાય છે: આગળના પ્રવાહને લંબરૂપ અને અપસ્ટ્રીમ ચળવળની સમાંતર.

ચોખા. 6. એક ઉપકરણ જે પાણીના પ્રવાહની ઊર્જાને રૂપાંતરિત કરે છે

સ્લીવ માઇક્રો-હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટ 1 kW (MHES-1) માં ખિસકોલી વ્હીલ 1, માર્ગદર્શિકા વેન 2, 150 મીમીના વ્યાસ સાથે લવચીક પાઇપલાઇન 3, વોટર સક્શન ડિવાઇસ 4, એક ના રૂપમાં ટર્બાઇનનો સમાવેશ થાય છે. જનરેટર 5, કંટ્રોલ યુનિટ 6 અને ફ્રેમ 7 (ફિગ. 7).

ચોખા. 7. બુશિંગ માઇક્રો હાઇડ્રોપાવર 1 kW

આ માઇક્રોએચપીપીનું સંચાલન નીચે મુજબ કરવામાં આવે છે: પાણી લેવાનું ઉપકરણ 4 હાઇડ્રોલિક માધ્યમને કેન્દ્રિત કરે છે અને પાઇપલાઇન 3 દ્વારા પાણીના ઉપલા સ્તર અને કાર્યકારી ટર્બાઇન 1 વચ્ચેની ઊંચાઈનો તફાવત પ્રદાન કરે છે, હાઇડ્રોલિક પ્રવાહીના ચોક્કસ દબાણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. ટર્બાઇન સાથે બાદમાં રોટેશનમાં ચલાવે છે.ટર્બાઇન 1 નો ટોર્ક ઇલેક્ટ્રિક જનરેટરમાં પ્રસારિત થાય છે.

સાઇફન હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ (ફિગ. 8) નો ઉપયોગ થાય છે જ્યાં ડેમથી 1.75 મીટરની ઊંચાઇએ અથવા કુદરતી પરિસ્થિતિઓના પરિણામે હાઇડ્રોલિક પ્રવાહીનું ટીપું હોય.

ચોખા. 8. સાઇફન હાઇડ્રોલિક એકમ

આ સ્થાપનોની કામગીરી નીચે મુજબ છે: ટર્બાઇન 1 દ્વારા હાઇડ્રોલિક પ્રવાહીનું પેસેજ ડેમની ટોચ પરથી વધે છે, ફિગ. 9, ટોર્ક શાફ્ટ 2 અને બેલ્ટ ગિયર 3 દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર 4 દ્વારા પ્રસારિત થાય છે. વિસ્તરતી પાણીની લાઇન દ્વારા ખર્ચવામાં આવેલ પ્રવાહી માધ્યમ પાછળના પાણીમાં પ્રવેશ કરે છે.

લો-પ્રેશર માઇક્રો-હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક ઇન્સ્ટોલેશન (ફિગ. 9) ઓછામાં ઓછા H = 1.5 મીટરના પ્રવાહી સ્તંભના નજીવા હેડ સાથે કાર્ય કરે છે. જેમ જેમ ડ્રોપ ઘટે છે, આઉટપુટ પાવર ઘટે છે. ડ્રોપની ભલામણ કરેલ ઊંચાઈ 1.4-1.6 મીટર છે.

ચોખા. 9. ઓછા દબાણનો હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ

ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત સંભવિત ઉર્જા સાથે હાઇડ્રોલિક પ્રવાહીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે, જે રોટરીમાં અને પછી વિદ્યુત સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત થાય છે. સક્શન ઉપકરણ 1 માં, પ્રવાહી ટર્બાઇન 2 માં પ્રવેશ કરે છે, પ્રવાહી પૂર્વ-વર્ટેક્સ્ડ હોય છે અને, ઘટી રહેલા પ્રવાહીને કારણે શાખા પાઇપમાં વધુ ઘૂસી જાય છે, ટર્બાઇન 2 ના બ્લેડ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, પ્રવાહીની ગતિ ઊર્જાને રૂપાંતરિત કરે છે. શાફ્ટ 3 પર ટોર્ક, પછી ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર પર.

લો-પ્રેશર સ્ટેશનનું વજન P = 200 W સાથે 16 કિલો છે. પ્રોપેલર સેમી-ડાયરેક્ટ હાઇડ્રોપાવર કન્વર્ટરમાં પ્રેશર પાઇપલાઇન 1, ગાઇડ ગ્રીડ 2, પ્રોપેલર ટર્બાઇન 3, ગોળાકાર આઉટલેટ ચેનલ 4, ટોર્કનો સમાવેશ થાય છે. ટ્રાન્સમિશન શાફ્ટ 5 અને ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર 6 (અંજીર 10).

ચોખા. 10. અર્ધ-પ્રત્યક્ષ પ્રવાહ કન્વર્ટર

આ ડિઝાઇનની વિદ્યુત શક્તિ ઊંચાઈ Nm = 2.2-5.7 મીટરના તફાવત સાથે 1-10 kW ની રેન્જમાં છે. પાણીનો વપરાશ QH = 0.05-0.21 m 3m/s. ઊંચાઈ Nm = 2.2-5.7 મીટરમાં તફાવત. ટર્બાઇનના પરિભ્રમણની ઝડપ wn = 1000 rpm હશે.

2PEDV-22-219 ઇલેક્ટ્રિક મોટર (ફિગ. 11) પર આધારિત કેપ્સ્યુલ હાઇડ્રોલિક કન્વર્ટર અગાઉના હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટની જેમ જ H = 2.5-6.3 મીટર અને પાણીનો પ્રવાહ દર Q = 0.005-0.14 m 3 / s સાથે કામ કરે છે. ઇલેક્ટ્રિક પાવર 1-5 kW. વોટર ટર્બાઇન્સનો વ્યાસ 0.2 થી 0.254 મીટર છે. હાઇડ્રોલિક વ્હીલનો વ્યાસ Dk = 0.35-0.4 મીટર છે.

ચોખા. 11. કેપ્સ્યુલ માઇક્રો-હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ

ડાયરેક્ટ ફ્લો હાઇડ્રોલિક કન્વર્ટર (ફિગ. 12)માં પ્રોપેલર ટર્બાઇન 1, ગાઇડ ગ્રીડ 2, ટોર્ક ટ્રાન્સમિશન શાફ્ટ 3, ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર 4, એક્ઝોસ્ટ પાઇપલાઇન 5 હોય છે. તે પ્રેશર પાઇપલાઇનનો ઉપયોગ કરીને કામ કરે છે.

ચોખા. 12. ડાયરેક્ટ ફ્લો હાઇડ્રોલિક કન્વર્ટર

હાઇડ્રોકોન્વર્ટર (ફિગ. 13) એ ઝડપી ગતિશીલ પ્રવાહી માધ્યમની ઊર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે રચાયેલ છે.

ચોખા. 13. ઝડપી પાણીના પ્રવાહ માટે હાઇડ્રોલિક એનર્જી કન્વર્ટર

તેમાં પ્રોપેલર ટર્બાઇન 1 નો સમાવેશ થાય છે, જે કેપ્સ્યુલ 2 માં સ્થિત છે, અને તે "ક્વિક કરંટ" તરીકે ઓળખાતા પાણીના પ્રવાહો પર સ્થાપિત થયેલ છે. કેપ્સ્યુલ માર્ગદર્શિકા વેન 4 માં સ્થિત છે, જે પ્રવાહી માધ્યમની અંદર માઉન્ટ થયેલ છે. ટર્બાઇનમાંથી ટોર્ક શાફ્ટ 5 અને પછી ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર 6 પર પ્રસારિત થાય છે.