ہائیڈرو ہائیڈرو پاور پروجیکٹ کے لیے واٹر وہیل ڈیزائن

ہائیڈرو انرجی کے لیے واٹر وہیل ڈیزائن
ہائیڈرو انرجی آئیکن ہائیڈرو انرجی ایک ایسی ٹیکنالوجی ہے جو حرکت پذیر پانی کی حرکی توانائی کو مکینیکل یا برقی توانائی میں تبدیل کرتی ہے، اور حرکت پذیر پانی کی توانائی کو قابل استعمال کام میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہونے والے ابتدائی آلات میں سے ایک واٹر وہیل ڈیزائن تھا۔
پانی کے پہیے کا ڈیزائن وقت کے ساتھ ساتھ کچھ پانی کے پہیے عمودی طور پر، کچھ افقی طور پر اور کچھ میں وسیع پللیاں اور گیئرز کے ساتھ تیار ہوا ہے، لیکن وہ سب ایک ہی کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں اور وہ بھی، "چلتے ہوئے پانی کی لکیری حرکت کو اس میں تبدیل کریں۔ ایک روٹری موشن جسے گھومنے والی شافٹ کے ذریعے اس سے جڑی مشینری کے کسی بھی ٹکڑے کو چلانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

عام واٹر وہیل ڈیزائن
ابتدائی واٹر وہیل ڈیزائن کافی قدیم اور سادہ مشینیں تھیں جن میں لکڑی کے عمودی پہیے پر مشتمل لکڑی کے بلیڈ یا بالٹیاں ان کے طواف کے ارد گرد یکساں طور پر لگائی جاتی تھیں جو ایک افقی شافٹ پر سہارا دیتی تھیں اور اس کے نیچے بہنے والے پانی کی طاقت کے ساتھ وہیل کو بلیڈ کے خلاف ٹینجینٹل سمت میں دھکیلتے تھے۔ .
یہ عمودی واٹر وہیل قدیم یونانیوں اور مصریوں کے پہلے افقی واٹر وہیل کے ڈیزائن سے بہت زیادہ برتر تھے، کیونکہ یہ حرکت پذیر پانی کی رفتار کو طاقت میں تبدیل کرنے کے لیے زیادہ مؤثر طریقے سے کام کر سکتے تھے۔پلیز اور گیئرنگ کو پھر واٹر وہیل کے ساتھ جوڑ دیا گیا جس سے چکی کے پتھروں، لکڑیوں کو کچلنے، کچلنے والی دھات، سٹیمپنگ اور کٹنگ وغیرہ کو چلانے کے لیے افقی سے عمودی طرف گھومنے والی شافٹ کی سمت میں تبدیلی کی اجازت دی گئی۔

واٹر وہیل ڈیزائن کی اقسام
زیادہ تر واٹر وہیلز جنہیں واٹر ملز یا صرف واٹر وہیل بھی کہا جاتا ہے، عمودی طور پر نصب پہیے ہوتے ہیں جو افقی ایکسل کے گرد گھومتے ہیں، اور اس قسم کے واٹر وہیلز کی درجہ بندی اس طریقے سے کی جاتی ہے جس میں وہیل پر پانی لگایا جاتا ہے، وہیل کے ایکسل کی نسبت۔جیسا کہ آپ توقع کر سکتے ہیں، واٹر وہیل نسبتاً بڑی مشینیں ہیں جو کم زاویہ کی رفتار سے گھومتی ہیں، اور ان کی کارکردگی کم ہوتی ہے، رگڑ سے ہونے والے نقصانات اور بالٹیوں کے نامکمل بھرنے وغیرہ کی وجہ سے۔
پہیوں کی بالٹیوں یا پیڈلوں کے خلاف پانی کو دھکیلنے کے عمل سے ایکسل پر ٹارک پیدا ہوتا ہے لیکن ان پیڈلوں اور بالٹیوں پر پانی کو وہیل پر مختلف پوزیشنوں سے ڈائریکٹ کر کے گھومنے کی رفتار اور اس کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔واٹر وہیل ڈیزائن کی دو سب سے عام قسمیں "انڈر شاٹ واٹر وہیل" اور "اوور شاٹ واٹر وہیل" ہیں۔

انڈر شاٹ واٹر وہیل ڈیزائن
انڈر شاٹ واٹر وہیل ڈیزائن، جسے "اسٹریم وہیل" بھی کہا جاتا ہے، قدیم یونانیوں اور رومیوں کی طرف سے ڈیزائن کردہ واٹر وہیل کی سب سے زیادہ استعمال شدہ قسم تھی کیونکہ یہ سب سے آسان، سب سے سستا اور سب سے آسان قسم کا پہیہ ہے۔
اس قسم کے واٹر وہیل ڈیزائن میں، وہیل کو سیدھے تیز بہنے والے دریا میں رکھا جاتا ہے اور اوپر سے سہارا دیا جاتا ہے۔نیچے پانی کی حرکت پہیے کے نچلے حصے پر ڈوبے ہوئے پیڈلوں کے خلاف ایک دھکیلنے والی کارروائی پیدا کرتی ہے جس سے یہ پانی کے بہاؤ کی سمت سے متعلق صرف ایک سمت میں گھوم سکتا ہے۔
اس قسم کا واٹر وہیل ڈیزائن عام طور پر ایسے فلیٹ علاقوں میں استعمال ہوتا ہے جہاں زمین کی قدرتی ڈھلوان نہ ہو یا جہاں پانی کا بہاؤ کافی تیزی سے چل رہا ہو۔واٹر وہیل کے دیگر ڈیزائنوں کے مقابلے میں، اس قسم کا ڈیزائن بہت غیر موثر ہے، جس میں پانی کی ممکنہ توانائی کا 20% سے بھی کم حصہ وہیل کو گھمانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔نیز پانی کی توانائی صرف ایک بار پہیے کو گھمانے کے لیے استعمال کی جاتی ہے، جس کے بعد یہ باقی پانی کے ساتھ بہہ جاتی ہے۔
انڈر شاٹ واٹر وہیل کا ایک اور نقصان یہ ہے کہ اسے رفتار سے چلنے کے لیے بڑی مقدار میں پانی کی ضرورت ہوتی ہے۔لہذا، انڈر شاٹ واٹر وہیلز عام طور پر ندیوں کے کناروں پر واقع ہوتے ہیں کیونکہ چھوٹی ندیوں یا ندیوں میں چلتے ہوئے پانی میں کافی ممکنہ توانائی نہیں ہوتی ہے۔
انڈر شاٹ واٹر وہیل کی کارکردگی کو قدرے بہتر کرنے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ دریا میں موجود پانی کو ایک تنگ چینل یا ڈکٹ کے ساتھ موڑ دیا جائے تاکہ 100% پانی کا رخ وہیل کو گھمانے کے لیے کیا جائے۔اس کو حاصل کرنے کے لیے انڈر شاٹ وہیل کو تنگ ہونا چاہیے اور چینل کے اندر بہت درست طریقے سے فٹ ہونا چاہیے تاکہ پانی کو اطراف سے نکلنے سے روکا جا سکے یا پیڈلوں کی تعداد یا سائز میں اضافہ ہو سکے۔

اوور شاٹ واٹر وہیل ڈیزائن
اوور شاٹ واٹر وہیل ڈیزائن واٹر وہیل ڈیزائن کی سب سے عام قسم ہے۔اوور شاٹ واٹر وہیل اپنی تعمیر اور ڈیزائن میں پچھلے انڈر شاٹ واٹر وہیل کی نسبت زیادہ پیچیدہ ہے کیونکہ یہ پانی کو پکڑنے اور پکڑنے کے لیے بالٹی یا چھوٹے کمپارٹمنٹ کا استعمال کرتا ہے۔
یہ بالٹیاں پہیے کے اوپری حصے میں بہنے والے پانی سے بھرتی ہیں۔پوری بالٹیوں میں پانی کا کشش ثقل کا وزن پہیے کو اپنے مرکزی محور کے گرد گھومنے کا سبب بنتا ہے کیونکہ وہیل کے دوسری طرف کی خالی بالٹیاں ہلکی ہو جاتی ہیں۔
اس قسم کا واٹر وہیل کشش ثقل کا استعمال کرتا ہے تاکہ پیداوار کے ساتھ ساتھ خود پانی کو بھی بہتر بنایا جا سکے، اس طرح اوور شاٹ واٹر وہیل انڈر شاٹ ڈیزائن کے مقابلے میں بہت زیادہ کارآمد ہیں کیونکہ تقریباً تمام پانی اور اس کا وزن آؤٹ پٹ پاور پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا رہا ہے۔تاہم پہلے کی طرح، پانی کی توانائی صرف ایک بار پہیے کو گھمانے کے لیے استعمال کی جاتی ہے، جس کے بعد یہ باقی پانی کے ساتھ بہہ جاتی ہے۔
اوور شاٹ واٹر وہیل ایک دریا یا ندی کے اوپر معلق ہوتے ہیں اور عام طور پر پہاڑیوں کے اطراف میں بنائے جاتے ہیں جو اوپر سے پانی کی سپلائی فراہم کرتے ہیں جس سے اوپر سے پانی کی فراہمی ہوتی ہے (اوپر سے پانی اور نیچے دریا یا ندی کے درمیان عمودی فاصلہ) 5 سے -20 میٹر۔ایک چھوٹا ڈیم یا میڑ بنایا جا سکتا ہے اور اسے دونوں چینل کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے اور پانی کی رفتار کو وہیل کے اوپری حصے تک بڑھا کر اسے زیادہ توانائی فراہم کی جا سکتی ہے لیکن یہ اس کی رفتار کے بجائے پانی کا حجم ہے جو پہیے کو گھمانے میں مدد کرتا ہے۔

عام طور پر، اوور شاٹ واٹر وہیلز زیادہ سے زیادہ بڑے بنائے جاتے ہیں تاکہ وہیل کو گھومنے کے لیے پانی کے کشش ثقل کے وزن کے لیے سر کا ممکنہ فاصلہ دے سکیں۔تاہم، بڑے قطر والے واٹر وہیلز زیادہ پیچیدہ اور مہنگے ہوتے ہیں جن کی تعمیر پہیے اور پانی کے وزن کی وجہ سے ہوتی ہے۔
جب انفرادی بالٹیاں پانی سے بھری ہوتی ہیں، تو پانی کی کشش ثقل کے وزن کی وجہ سے وہیل پانی کے بہاؤ کی سمت میں گھومتی ہے۔جیسے جیسے گردش کا زاویہ پہیے کے نچلے حصے کے قریب آتا جاتا ہے، بالٹی کے اندر کا پانی نیچے دریا یا ندی میں خالی ہوجاتا ہے، لیکن اس کے پیچھے گھومنے والی بالٹیوں کا وزن پہیہ کو اپنی گردش کی رفتار کے ساتھ جاری رکھنے کا سبب بنتا ہے۔خالی بالٹی گھومنے والے پہیے کے گرد اس وقت تک جاری رہتی ہے جب تک کہ یہ دوبارہ اوپر کی طرف واپس نہ آجائے اور زیادہ پانی سے بھرنے کے لیے تیار ہو جائے اور سائیکل دہرایا جائے۔اوور شاٹ واٹر وہیل ڈیزائن کے نقصانات میں سے ایک یہ ہے کہ پانی صرف ایک بار استعمال ہوتا ہے جب یہ وہیل پر بہتا ہے۔

پچ بیک واٹر وہیل ڈیزائن
پِچ بیک واٹر وہیل ڈیزائن پچھلے اوور شاٹ واٹر وہیل پر ایک تغیر ہے کیونکہ یہ پہیے کو گھمانے میں مدد کے لیے پانی کے کشش ثقل کا وزن بھی استعمال کرتا ہے، لیکن یہ اضافی دھکا دینے کے لیے اپنے نیچے فضلے کے پانی کے بہاؤ کو بھی استعمال کرتا ہے۔اس قسم کے واٹر وہیل ڈیزائن میں کم سر والے انفیڈ سسٹم کا استعمال کیا جاتا ہے جو اوپر والے پینٹرو سے وہیل کے اوپری حصے کے قریب پانی فراہم کرتا ہے۔
اوور شاٹ واٹر وہیل کے برعکس جو پانی کو براہ راست پہیے کے اوپر لے جاتا ہے جس کی وجہ سے یہ پانی کے بہاؤ کی سمت میں گھومتا ہے، پِچ بیک واٹر وہیل پانی کو عمودی طور پر نیچے کی طرف فینل کے ذریعے اور نیچے کی بالٹی میں ڈالتا ہے جس کی وجہ سے وہیل الٹی طرف گھومتا ہے۔ اوپر پانی کے بہاؤ کی سمت۔
پچھلے اوور شاٹ واٹر وہیل کی طرح، بالٹیوں میں پانی کا کشش ثقل کا وزن پہیے کو گھومنے کا سبب بنتا ہے لیکن گھڑی کی مخالف سمت میں۔جیسے جیسے گھماؤ کا زاویہ پہیے کے نچلے حصے کے قریب آتا ہے، بالٹیوں کے اندر پھنسا پانی نیچے سے خالی ہو جاتا ہے۔چونکہ خالی بالٹی پہیے کے ساتھ منسلک ہوتی ہے، یہ پہلے کی طرح پہیے کے ساتھ گھومتی رہتی ہے جب تک کہ یہ دوبارہ اوپر کی طرف واپس نہ آجائے اور زیادہ پانی سے بھرنے کے لیے تیار ہو جائے اور سائیکل دہرایا جائے۔
اس بار فرق یہ ہے کہ گھومنے والی بالٹی سے خارج ہونے والا فضلہ پانی گھومنے والے پہیے کی سمت بہتا ہے (کیونکہ اس کے پاس جانے کے لیے کہیں اور نہیں ہے)، جیسا کہ انڈر شاٹ واٹر وہیل پرنسپل ہے۔اس طرح پِچ بیک واٹر وہیل کا سب سے بڑا فائدہ یہ ہے کہ یہ پہیے کو اپنے مرکزی محور کے گرد گھمانے کے لیے پانی کی توانائی کو دو بار استعمال کرتا ہے، ایک بار اوپر سے اور ایک بار نیچے سے۔
نتیجہ یہ ہے کہ واٹر وہیل ڈیزائن کی کارکردگی پانی کی توانائی کے 80% سے زیادہ ہو گئی ہے کیونکہ یہ آنے والے پانی کے کشش ثقل کے وزن اور اوپر سے بالٹیوں میں آنے والے پانی کی قوت یا دباؤ دونوں سے چلتی ہے۔ بالٹیوں کے خلاف دھکیلنے کے ساتھ ساتھ نیچے فضلے کے پانی کا بہاؤ۔اگرچہ ایک پِچ بیک واٹر وہیل کا نقصان یہ ہے کہ اسے پانی کی فراہمی کا تھوڑا سا پیچیدہ انتظام درکار ہوتا ہے جو وہیل کے بالکل اوپر چوٹ اور پینٹرو کے ساتھ ہوتا ہے۔

بریسٹ شاٹ واٹر وہیل ڈیزائن
بریسٹ شاٹ واٹر وہیل ڈیزائن ایک اور عمودی طور پر نصب واٹر وہیل ڈیزائن ہے جہاں پانی بالٹیوں میں آدھے راستے سے ایکسل کی اونچائی پر، یا اس کے بالکل اوپر داخل ہوتا ہے، اور پھر پہیوں کی گردش کی سمت میں نیچے کی طرف بہہ جاتا ہے۔عام طور پر، بریسٹ شاٹ واٹر وہیل ان حالات میں استعمال کیا جاتا ہے جب پانی کا سر اوپر سے اوور شاٹ یا پچ بیک واٹر وہیل ڈیزائن کو پاور کرنے کے لیے ناکافی ہو۔
یہاں نقصان یہ ہے کہ پانی کی کشش ثقل کا وزن صرف ایک چوتھائی گردش کے لیے استعمال کیا جاتا ہے اس کے برعکس جو پہلے نصف گردش کے لیے تھا۔اس کم سر کی اونچائی پر قابو پانے کے لیے، پانی سے ممکنہ توانائی کی مطلوبہ مقدار نکالنے کے لیے واٹر وہیلز کی بالٹیاں چوڑی کی جاتی ہیں۔
بریسٹ شاٹ واٹر وہیل پہیے کو گھمانے کے لیے پانی کے اسی کشش ثقل کے وزن کا استعمال کرتے ہیں لیکن چونکہ پانی کے سر کی اونچائی عام اوور شاٹ واٹر وہیل کے مقابلے نصف ہوتی ہے، اس لیے بالٹیاں پانی کے حجم کو بڑھانے کے لیے پچھلے واٹر وہیل کے ڈیزائن سے بہت زیادہ چوڑی ہوتی ہیں۔ بالٹیوں میں پکڑے گئے.اس قسم کے ڈیزائن کا نقصان ہر بالٹی کے ذریعے لے جانے والے پانی کی چوڑائی اور وزن میں اضافہ ہے۔پِچ بیک ڈیزائن کی طرح، بریسٹ شاٹ وہیل پانی کی توانائی کو دو بار استعمال کرتا ہے کیونکہ واٹر وہیل کو پانی میں بیٹھنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جس سے گندے پانی کو وہیل کی گردش میں مدد ملتی ہے کیونکہ یہ نیچے کی طرف بہتا ہے۔

واٹر وہیل کا استعمال کرتے ہوئے بجلی پیدا کریں۔
تاریخی طور پر پانی کے پہیے آٹے، اناج اور اس طرح کے دیگر میکانکی کاموں کے لیے استعمال ہوتے رہے ہیں۔لیکن پانی کے پہیوں کو بجلی کی پیداوار کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، جسے ہائیڈرو پاور سسٹم کہا جاتا ہے۔بجلی کے جنریٹر کو واٹر وہیلز گھومنے والی شافٹ سے جوڑ کر، براہ راست یا بالواسطہ طور پر ڈرائیو بیلٹ اور پللیوں کا استعمال کرتے ہوئے، واٹر وہیلز کو شمسی توانائی کے برعکس دن میں 24 گھنٹے مسلسل بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔اگر واٹر وہیل کو صحیح طریقے سے ڈیزائن کیا گیا ہے، تو ایک چھوٹا یا "مائیکرو" ہائیڈرو الیکٹرک سسٹم اوسط گھر میں بجلی کی روشنی اور/یا برقی آلات کے لیے کافی بجلی پیدا کر سکتا ہے۔
واٹر وہیل جنریٹرز کو تلاش کریں جو نسبتاً کم رفتار پر اپنی بہترین پیداوار پیدا کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔چھوٹے پراجیکٹس کے لیے، ایک چھوٹی ڈی سی موٹر کو کم رفتار جنریٹر یا آٹوموٹیو الٹرنیٹر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے لیکن یہ بہت زیادہ رفتار پر کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں اس لیے کچھ قسم کے گیئرنگ کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ونڈ ٹربائن جنریٹر ایک مثالی واٹر وہیل جنریٹر بناتا ہے کیونکہ یہ کم رفتار، زیادہ آؤٹ پٹ آپریشن کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
اگر آپ کے گھر یا باغ کے قریب کافی تیز بہنے والا دریا یا ندی ہے جسے آپ استعمال کر سکتے ہیں، تو ایک چھوٹے پیمانے پر ہائیڈرو پاور سسٹم قابل تجدید توانائی کے دیگر ذرائع جیسے "ونڈ انرجی" یا "سولر انرجی" کا بہتر متبادل ہو سکتا ہے۔ جیسا کہ اس کا بصری اثر بہت کم ہے۔نیز ہوا اور شمسی توانائی کی طرح، مقامی یوٹیلیٹی گرڈ سے منسلک گرڈ سے منسلک چھوٹے پیمانے پر واٹر وہیل کے ڈیزائن کردہ جنریٹنگ سسٹم کے ساتھ، جو بھی بجلی آپ پیدا کرتے ہیں لیکن استعمال نہیں کرتے ہیں وہ بجلی کمپنی کو واپس فروخت کی جا سکتی ہے۔
ہائیڈرو انرجی کے بارے میں اگلے ٹیوٹوریل میں، ہم دستیاب ٹربائنز کی مختلف اقسام کو دیکھیں گے جنہیں ہم ہائیڈرو پاور جنریشن کے لیے اپنے واٹر وہیل ڈیزائن کے ساتھ منسلک کر سکتے ہیں۔واٹر وہیل ڈیزائن کے بارے میں مزید معلومات کے لیے اور پانی کی طاقت کا استعمال کرتے ہوئے اپنی بجلی کیسے پیدا کی جائے، یا دستیاب مختلف واٹر وہیل ڈیزائنز کے بارے میں مزید ہائیڈرو انرجی کی معلومات حاصل کریں، یا ہائیڈرو انرجی کے فوائد اور نقصانات کو دریافت کرنے کے لیے، پھر اپنی کاپی آرڈر کرنے کے لیے یہاں کلک کریں۔ ایمیزون سے آج واٹر وہیلز کے اصولوں اور تعمیر کے بارے میں جو بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔