વોટર ટર્બાઇન રનર્સ: પ્રકારો અને ટેકનિકલ વિશિષ્ટતાઓ

જળવિદ્યુત પ્રણાલીઓમાં પાણીની ટર્બાઇન મુખ્ય ઘટકો છે, જે વહેતા અથવા પડતા પાણીની ઊર્જાને યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ પ્રક્રિયાના હૃદયમાં રહેલું છેદોડવીર, ટર્બાઇનનો ફરતો ભાગ જે પાણીના પ્રવાહ સાથે સીધો સંપર્ક કરે છે. રનરની ડિઝાઇન, પ્રકાર અને ટેકનિકલ વિશિષ્ટતાઓ ટર્બાઇનની કાર્યક્ષમતા, ઓપરેશનલ હેડ રેન્જ અને એપ્લિકેશન દૃશ્યો નક્કી કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

૧. વોટર ટર્બાઇન રનર્સનું વર્ગીકરણ

વોટર ટર્બાઇન રનર્સને સામાન્ય રીતે તેઓ જે પ્રકારના પાણીના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે તેના આધારે ત્રણ મુખ્ય શ્રેણીઓમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

A. ઇમ્પલ્સ દોડવીરો

ઇમ્પલ્સ ટર્બાઇન વાતાવરણીય દબાણમાં રનર બ્લેડને અથડાતા ઉચ્ચ-વેગવાળા વોટર જેટ સાથે કાર્ય કરે છે. આ રનર્સ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છેઉચ્ચ-માર્ગ, ઓછી-પ્રવાહઅરજીઓ.

• પેલ્ટન રનર:

  • માળખું: ચક્રની પરિઘ પર લગાવેલી ચમચી આકારની ડોલ.

  • હેડ રેન્જ: ૧૦૦–૧૮૦૦ મીટર.

  • ઝડપ: ઓછી પરિભ્રમણ ગતિ; ઘણીવાર ગતિ વધારવા માટે ઉપકરણોની જરૂર પડે છે.

  • અરજીઓ: પર્વતીય વિસ્તારો, ગ્રીડની બહાર સૂક્ષ્મ જળવિદ્યુત.

B. રિએક્શન રનર્સ

રિએક્શન ટર્બાઇન રનરમાંથી પસાર થતાં પાણીના દબાણમાં ધીમે ધીમે ફેરફાર સાથે કાર્ય કરે છે. આ રનર્સ પાણીમાં ડૂબી જાય છે અને પાણીના દબાણ હેઠળ કાર્ય કરે છે.

• ફ્રાન્સિસ રનર:

  • માળખું: અંદરની તરફ રેડિયલ અને અક્ષીય ગતિ સાથે મિશ્ર પ્રવાહ.

  • હેડ રેન્જ: ૨૦-૩૦૦ મીટર.

  • કાર્યક્ષમતા: ઊંચું, સામાન્ય રીતે 90% થી ઉપર.

  • અરજીઓ: મધ્યમ-મુખ્ય હાઇડ્રો સ્ટેશનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

• કેપલાન રનર:

  • માળખું: એડજસ્ટેબલ બ્લેડ સાથે અક્ષીય પ્રવાહ રનર.

  • હેડ રેન્જ: ૨–૩૦ મીટર.

  • સુવિધાઓ: એડજસ્ટેબલ બ્લેડ વિવિધ ભાર હેઠળ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા માટે પરવાનગી આપે છે.

  • અરજીઓ: નીચા-માર્ગ, ઊંચા-પ્રવાહવાળી નદીઓ અને ભરતી-ઓટના ઉપયોગો.

• પ્રોપેલર રનર:

  • માળખું: કેપલાન જેવું જ પરંતુ નિશ્ચિત બ્લેડ સાથે.

  • કાર્યક્ષમતા: ફક્ત સતત પ્રવાહની સ્થિતિમાં જ શ્રેષ્ઠ.

  • અરજીઓ: સ્થિર પ્રવાહ અને પાણી પુરવઠા સાથે નાના હાઇડ્રો સાઇટ્સ.

C. અન્ય દોડવીરોના પ્રકારો

• ટર્ગો રનર:

  • માળખું: પાણીના જેટ દોડવીરને એક ખૂણા પર અથડાવે છે.

  • હેડ રેન્જ: ૫૦–૨૫૦ મીટર.

  • ફાયદો: પેલ્ટન કરતાં વધુ પરિભ્રમણ ગતિ, સરળ બાંધકામ.

  • અરજીઓ: નાના-થી-મધ્યમ જળવિદ્યુત મથકો.

• ક્રોસ-ફ્લો રનર (બાંકી-માઇકલ ટર્બાઇન):

  • માળખું: પાણી રનરમાંથી બે વાર આડા વહે છે.

  • હેડ રેન્જ: ૨–૧૦૦ મીટર.

  • સુવિધાઓ: નાના જળવિદ્યુત અને પરિવર્તનશીલ પ્રવાહ માટે સારું.

  • અરજીઓ: ઓફ-ગ્રીડ સિસ્ટમ્સ, મીની હાઇડ્રો.

2. દોડવીરોની મુખ્ય ટેકનિકલ વિશિષ્ટતાઓ

શ્રેષ્ઠ કામગીરી સુનિશ્ચિત કરવા માટે વિવિધ પ્રકારના દોડવીરોને તેમના ટેકનિકલ પરિમાણો પર કાળજીપૂર્વક ધ્યાન આપવાની જરૂર છે:

3. પસંદગીના માપદંડ

દોડવીરનો પ્રકાર પસંદ કરતી વખતે, ઇજનેરોએ ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ:

• હેડ એન્ડ ફ્લો: આવેગ કે પ્રતિક્રિયા પસંદ કરવી તે નક્કી કરે છે.

• સાઇટની શરતો: નદીમાં પરિવર્તનશીલતા, કાંપનો ભાર, ઋતુગત ફેરફારો.

• ઓપરેશનલ સુગમતા: બ્લેડ ગોઠવણ અથવા પ્રવાહ અનુકૂલનની જરૂર.

• ખર્ચ અને જાળવણી: પેલ્ટન અથવા પ્રોપેલર જેવા સરળ દોડવીરો જાળવણીમાં સરળ હોય છે.

4. ભવિષ્યના વલણો

કોમ્પ્યુટેશનલ ફ્લુઇડ ડાયનેમિક્સ (CFD) અને 3D મેટલ પ્રિન્ટિંગમાં પ્રગતિ સાથે, ટર્બાઇન રનર ડિઝાઇન આ તરફ વિકસી રહી છે:

• ચલ પ્રવાહોમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા

• ચોક્કસ સાઇટ પરિસ્થિતિઓ માટે કસ્ટમાઇઝ્ડ દોડવીરો

• હળવા અને કાટ-પ્રતિરોધક બ્લેડ માટે સંયુક્ત સામગ્રીનો ઉપયોગ

નિષ્કર્ષ

વોટર ટર્બાઇન રનર્સ હાઇડ્રોપાવર એનર્જી કન્વર્ઝનનો પાયો છે. યોગ્ય રનર પ્રકાર પસંદ કરીને અને તેના ટેકનિકલ પરિમાણોને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને, હાઇડ્રોપાવર પ્લાન્ટ્સ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, લાંબી સેવા જીવન અને પર્યાવરણીય અસર ઘટાડી શકે છે. નાના પાયે ગ્રામીણ વીજળીકરણ હોય કે મોટા ગ્રીડ-કનેક્ટેડ પ્લાન્ટ્સ, રનર હાઇડ્રોપાવરની સંપૂર્ણ ક્ષમતાને અનલૉક કરવાની ચાવી રહે છે.