छोटे पनबिजली संयंत्र - प्रकार और परियोजनाएं

पनबिजली संयंत्र घटकों का एक समूह है जो आपस में जुड़े हुए हैं और ऊर्जा (गतिज और संभावित) को विद्युत ऊर्जा या इसके विपरीत में परिवर्तित करने के लिए काम करते हैं।

मौजूदा वर्गीकरण के अनुसार, छोटे हैं पनबिजली संयंत्र (एचपीपी) 10-15 मेगावाट तक की बिजली, जिसमें शामिल हैं:

• छोटे जलविद्युत संयंत्र - 1 से 10 मेगावाट तक।

• मिनी-हाइड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट - 0.1 से 1 मेगावाट तक।

• माइक्रो-हाइड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट - 0.1 मेगावाट तक की क्षमता के साथ।

जलविद्युत संयंत्र की क्षमता में प्रवाह और शीर्ष निर्णायक भूमिका निभाते हैं। पानी के ऊपरी हिस्से में पहले से जमा पानी की आपूर्ति का उपयोग करके प्रवाह और दबाव को नियंत्रित किया जाता है। टैंक में जितना अधिक पानी होगा, पानी का दबाव उतना ही अधिक होगा और, तदनुसार, सिर।

जलविद्युत में उपयोग की जाने वाली जलविद्युत क्षमता का स्रोत बड़ी मध्यम और छोटी नदियाँ, सिंचाई और जल आपूर्ति प्रणाली, ग्लेशियरों का ढलान अपवाह और स्थायी हिमपात है।एचपीपी मुख्य रूप से एक दूसरे से भिन्न होते हैं जिस तरह से वे दबाव बनाते हैं, प्रवाह विनियमन की डिग्री, स्थापित मुख्य उपकरण का प्रकार, जल प्रवाह (एकल या बहु-कार्यात्मक), आदि का उपयोग करने की जटिलता।

छोटे पनबिजली संयंत्र (छोटे पनबिजली संयंत्र) बिजली लाइनों से दूर बिखरे हुए स्वायत्त उपभोक्ताओं को बिजली की आपूर्ति करने में विशेष रूप से महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। लेख सामान्य परियोजनाओं पर चर्चा करता है जो छोटी धाराओं की ऊर्जा का उपयोग करते हैं।

वर्तमान परिवेश का उपयोग करने के लिए सेटअप चित्र में दिखाया गया है। 1 ए। यह निम्नानुसार कार्य करता है। जब ऊर्ध्वाधर वैन 1 प्रवाहित माध्यम से प्रभावित होते हैं, तो एक हाइड्रोडायनामिक बल उत्पन्न होता है जो गिट्टी रिम्स को चलाता है। कीनेमेटिक लिंक 3 के माध्यम से, समर्थन टॉर्क को जनरेटर शाफ्ट तक पहुंचाता है, जबकि जनरेटर स्वयं स्थिर रहता है। यह पनबिजली संयंत्र तराई जलमार्गों पर संचालित होता है जिसका आकार और ऊर्जा इसकी क्षमता निर्धारित करती है।

चावल। 1. एक फ्लैट हाइड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट के संचालन की योजनाएँ: ए) फ्लैट हाइड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट, बी) बी) हाइड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट।

जलविद्युत संयंत्र (चित्र 1, बी), चलते समय, प्ररित करनेवाला 6 के माध्यम से तरल की ऊर्जा का उपयोग करता है। प्ररित करनेवाला 1 में एक शाफ्ट और उस पर स्थित वैन होते हैं। स्थापना एक फ्रेम 7 पर लगाई गई है, जो पोंटून 6 पर तय की गई है। ब्लेड, लंबवत रूप से पानी के प्रवाह की दिशा में झुके हुए हैं, पहिया 4 की मदद से अपने अभिविन्यास को प्रवाह में बदलते हैं।

ब्लेड में से एक इंटरलॉकिंग आंतरिक और बाहरी भागों के एक सम्मिश्रण से बना है, जिसमें अनुप्रस्थ कनेक्टर अक्ष पर एक कोण पर स्थित है, और भागों और एक लोचदार कनेक्शन के बीच रखे एक लोचदार पैड से कमजोर होता है।लोचदार कनेक्शन माध्यम के प्रवाह का सामना करने वाली प्लेटों के एक पैकेज के रूप में, चर लंबाई के, ब्लेड का पालन करने और इसके बाहरी हिस्से के संपर्क में बनाया जाता है। डिवाइस एक फ्लैट जल प्रवाह के लिए उन्मुख है। एप्लाइड पावर जनरेटिंग मशीनें सिंक्रोनस और एसिंक्रोनस प्रकार की हो सकती हैं।

अंजीर में दिखाया गया है। 2, नियंत्रण वाल्व 1 से द्रव प्रवाह को वैकल्पिक रूप से कक्ष 2 और 3 में और इसके विपरीत मोड़ दिया जाता है।

चावल। 2. साइफन के प्रवाह पथ में टर्बाइन

कक्षों में तरल के घूर्णी आंदोलन से टरबाइन 5 और इससे जुड़े जनरेटर की सक्रियता के साथ पाइपलाइन 4 और 6 के माध्यम से वायु दोलन और उनका अतिप्रवाह होता है। संपूर्ण डिवाइस की दक्षता में सुधार करने के लिए, इसे साइफन के प्रवाह पथ में स्थापित किया गया है। समस्या-मुक्त संचालन के लिए पूर्वापेक्षा तरल प्रवाहित होती है, बड़े अंशों के बिना साफ होती है। इस स्थापना के लिए एक ट्रैश रैक की आवश्यकता होती है।

16 kW (चित्र 3) की शक्ति के साथ एक फ्लोटिंग वॉटर टरबाइन को प्रवाह की गतिज ऊर्जा को यांत्रिक और फिर विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। टरबाइन सतह पर पेचदार पंखों के साथ प्रकाश (पानी से हल्का) सामग्री से बना एक लम्बा गोलाकार तत्व है। तत्व को दोनों तरफ छड़ से निलंबित कर दिया जाता है जो जनरेटर को टोक़ संचारित करता है।

अंजीर। 3. फ्लोटिंग वॉटर टर्बाइन

हाइड्रोलिक पावर प्लांट (चित्र 4) को एक मिनी-जनरेटर के माध्यम से बिजली उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो एक अंतहीन ड्राइव बेल्ट 1 द्वारा पानी की बाल्टी 2 के साथ रोटेशन में संचालित होता है। बाल्टी 2 के साथ एक बेल्ट 1 एक फ्रेम पर लगाया जाता है 3 लहरों पर ले जाने में सक्षम । फ़्रेम 3 एक समर्थन 4 से जुड़ा हुआ है जिस पर जनरेटर 5 स्थित है।

बाल्टियाँ बेल्ट के बाहर जल प्रवाह की क्षैतिज दिशा की ओर खुली भुजाओं के साथ स्थित होती हैं।जनरेटर के रोटेशन को सुनिश्चित करने के लिए बाल्टी की संख्या शर्त द्वारा निर्धारित की जाती है। संलग्न ब्लेड के साथ "सीढ़ी" प्रकार के उपकरण का उपयोग करने का एक प्रकार संभव है।

चावल। 4. बेल्ट और बाल्टी की असेंबली

प्रवाह की गतिज ऊर्जा का उपयोग करने वाले उपकरण में विपरीत किनारों पर पानी में स्थित ऊर्ध्वाधर सिलेंडर होते हैं, जिस पर एक रोलर रखा जाता है (चित्र 5)।

चावल। 5. माइक्रो डैम की स्थापना

ब्लेड रोलर के ऊपरी और निचले अक्ष के बीच लगे होते हैं। वेन्स और वेलोसिटी वेक्टर के बीच हमले के कोण के कारण, बहता पानी सिलेंडरों को घुमाता है, और रोलर के माध्यम से, एक जनरेटर जो बिजली उत्पन्न करता है।

प्रवाह की ऊर्जा का उपयोग करने के लिए उपकरण में जल प्रवाह में लंबवत स्थित एक प्ररित करनेवाला 1 होता है, जिसमें ऊपरी 1 और निचले 3 रिम्स (चित्र 6) पर हिंग वाले वैन 2 होते हैं। ऊपरी किनारा 1 जनरेटर से जुड़ा हुआ है। वैन 2 की स्थिति प्रवाह द्वारा ही नियंत्रित होती है: सामने के प्रवाह के लंबवत और अपस्ट्रीम आंदोलन के समानांतर।

चावल। 6. एक उपकरण जो जल प्रवाह की ऊर्जा को परिवर्तित करता है

स्लीव माइक्रो-हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट 1 kW (MHES-1) में एक गिलहरी पहिया 1, एक गाइड वेन 2, एक लचीली पाइपलाइन 3 के साथ 150 मिमी के व्यास के साथ एक टरबाइन होता है, एक पानी सक्शन डिवाइस 4, एक जनरेटर 5, एक नियंत्रण इकाई 6 और फ्रेम 7 (चित्र 7)।

चावल। 7. बुशिंग माइक्रो हाइड्रोपावर 1 kW

इस माइक्रोएचपीपी का संचालन निम्नानुसार किया जाता है: पानी का सेवन उपकरण 4 हाइड्रोलिक माध्यम को केंद्रित करता है और पाइपलाइन 3 के माध्यम से ऊपरी जल स्तर और कामकाजी टरबाइन 1 के बीच एक ऊंचाई अंतर प्रदान करता है, हाइड्रोलिक तरल पदार्थ के एक निश्चित दबाव की बातचीत टर्बाइन के साथ बाद में रोटेशन में ड्राइव करता है।टर्बाइन 1 का टॉर्क विद्युत जनरेटर को प्रेषित किया जाता है।

एक साइफन पनबिजली संयंत्र (चित्र 8) का उपयोग किया जाता है जहां बांध से 1.75 मीटर की ऊंचाई पर या प्राकृतिक परिस्थितियों के परिणामस्वरूप हाइड्रोलिक द्रव की एक बूंद होती है।

चावल। 8. साइफन हाइड्रोलिक यूनिट

इन प्रतिष्ठानों का संचालन इस प्रकार है: टरबाइन 1 के माध्यम से हाइड्रोलिक द्रव का मार्ग बांध के शिखर के माध्यम से उगता है, अंजीर। 9, टोक़ को शाफ्ट 2 और बेल्ट गियर 3 के माध्यम से विद्युत जनरेटर 4 में प्रेषित किया जाता है। खर्च किया गया तरल माध्यम विस्तारित जल रेखा के माध्यम से पीछे के पानी में प्रवेश करता है।

एक कम दबाव वाला माइक्रो-हाइड्रोइलेक्ट्रिक इंस्टॉलेशन (चित्र 9) कम से कम एच = 1.5 मीटर के तरल स्तंभ के नाममात्र सिर के साथ संचालित होता है। जैसे-जैसे ड्रॉप घटता है, आउटपुट पावर कम हो जाती है। अनुशंसित ड्रॉप ऊंचाई 1.4-1.6 मीटर है।

चावल। 9. कम दबाव वाला पनबिजली संयंत्र

ऑपरेशन का सिद्धांत हाइड्रोलिक द्रव की संभावित ऊर्जा के साथ बातचीत पर आधारित है, जिसे रोटरी और फिर विद्युत रूप में परिवर्तित किया जाता है। सक्शन डिवाइस 1 में, तरल टर्बाइन 2 में प्रवेश करता है, तरल पूर्व-भंवर होता है और आगे गिरने वाले तरल के कारण शाखा पाइप में प्रवेश करता है, टरबाइन 2 के ब्लेड के साथ संपर्क करता है, तरल की गतिज ऊर्जा को एक में परिवर्तित करता है शाफ्ट 3 पर टोक़, फिर विद्युत जनरेटर के लिए।

पावर पी = 200 डब्ल्यू के साथ लो-प्रेशर स्टेशन का वजन 16 किलो है। प्रोपेलर सेमी-डायरेक्ट हाइड्रोपावर कन्वर्टर में एक प्रेशर पाइपलाइन 1, एक गाइड ग्रिड 2, एक प्रोपेलर टर्बाइन 3, एक गोल आउटलेट चैनल 4, एक टॉर्क होता है। ट्रांसमिशन शाफ्ट 5 और इलेक्ट्रिक जनरेटर 6 (अंजीर। 10)।

चावल। 10. अर्ध-प्रत्यक्ष प्रवाह परिवर्तक

इस डिजाइन की विद्युत शक्ति 1-10 kW की सीमा में है, जिसकी ऊँचाई Nm = 2.2-5.7 m में अंतर है। पानी की खपत QH = 0.05-0.21 m 3m / s। ऊंचाई में अंतर Nm = 2.2-5.7 मीटर टरबाइन के घूमने की गति wn = 1000 rpm होगी।

2PEDV-22-219 इलेक्ट्रिक मोटर (चित्र 11) पर आधारित कैप्सूल हाइड्रोलिक कन्वर्टर पिछले हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट के समान ही काम करता है जिसमें हेड H = 2.5-6.3 m और जल प्रवाह दर Q = 0.005-0.14 m 3 / s है। विद्युत शक्ति 1-5 किलोवाट। पानी के टर्बाइनों का व्यास 0.2 से 0.254 मीटर है हाइड्रोलिक व्हील का व्यास डीके = 0.35-0.4 मीटर है।

चावल। 11. कैप्सूल माइक्रो-हाइड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट

प्रत्यक्ष प्रवाह हाइड्रोलिक कनवर्टर (चित्र। 12) में एक प्रोपेलर टरबाइन 1, एक गाइड ग्रिड 2, एक टॉर्क ट्रांसमिशन शाफ्ट 3, एक इलेक्ट्रिक जनरेटर 4, एक निकास पाइपलाइन 5 शामिल है। यह एक दबाव पाइपलाइन का उपयोग करके काम करता है।

चावल। 12. प्रत्यक्ष प्रवाह हाइड्रोलिक कनवर्टर

हाइड्रोकनवर्टर (चित्र 13) को तेजी से चलने वाले तरल माध्यम की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

चावल। 13. तेज जल प्रवाह के लिए हाइड्रोलिक ऊर्जा कनवर्टर

इसमें एक प्रोपेलर टर्बाइन 1 होता है, जो कैप्सूल 2 में स्थित होता है, और इसे "क्विक करंट" नामक जल धाराओं पर स्थापित किया जाता है। कैप्सूल गाइड वेन 4 में स्थित है, जो द्रव माध्यम के अंदर चढ़ा हुआ है। टरबाइन से टॉर्क को शाफ्ट 5 और फिर इलेक्ट्रिक जनरेटर 6 में प्रेषित किया जाता है।