जलविद्युत

सेंट एंथोनी Falls, संयुक्त राज्य अमेरिका.

जलविद्युत, हाइड्रोलिक बिजुली, हाइड्रोकाइनेटिक शक्ति या पानी को शक्ति बिजुलीको विकास भन्दा पहिले सिंचाईको लागि प्रयोग भएको थियो र पनचक्कीको रूपमा विभिन्न मिसिनहरूको सञ्चालन, कपडा मिसिनहरु, चीरघर एस, गोदी क्रेन एस, र घरेलू लिफ्टहरु।

पानीको बहावमा रहेको गति शक्तिलाई प्रयोग गरी उत्पादन गरिने विद्युतलाई जलविद्युत भनिन्छ। यो सर्वाधिक प्रयोगमा रहेको उर्जाको एउटा नविकरणीय स्रोत हो। साधारणतया पानीलाई उच्च स्थानबाट कम उचाइ भएको स्थानमा खसालेर त्यसको शक्तिले टर्बाइन घुमाइ जलविद्युत निकालिन्छ।यो प्रक्रियामा गुरुत्विय(gravitational) यान्त्रिक शक्ति विद्युत शक्तिमा रुपान्तर हुन्छ। हाल संसारको करिब २० प्रतिशत उर्जाको माग जलविद्युतले आपूर्ति गर्दै आएको छ। जल विज्ञानमा, जलविद्युत पानीको बलमा नदी र नदीको तटमा प्रकट हुन्छ। यो विशेष रूप ले शक्तिशाली छ।

इतिहास

Waterpower मेसोपोटामिया र प्राचीन मिस्र, जहां सिंचाई ६ ई.पू. सहस्राब्दी पानी र घडी पछि देखि प्रयोग गरिएको छ गर्नको लागि फिर्ताको तारीखको प्रारंभिकको उपयोग गर्दछ जल्दी २ सहस्राब्दी ई.पू. पछि देखि प्रयोग भएको थियो। पानी बिजुलीको अन्य जल्दी उदाहरण प्राचीन फारसमा Qanat प्रणाली र प्राचीन चीनमा Turpan पानीको व्यवस्था शामिल छन्।

Waterwheels र मिलहरु

जलविद्युत सैकडों वर्ष देखि प्रयोग गरिदै आएको छ। भारतमा पानी पाङ्ग्रा र पनचक्की बनाइयो थियो, इंपीरियल रोम मा, पानी संचालित मिलों अनाज देखि आटाको उत्पादन, र पनि काटन कार्य काठ र पत्थरको लागि प्रयोग गरियो, चीन मा, watermills हान राजवंश पछि देखि व्यापक रूप ले प्रयोग गरियो। hushingको रूपमा जाना जाता एक विधिमा एक टैंक देखि जारी पानीको एक लहरको शक्ति धातु अयस्कहरूलाई निकासीको लागि प्रयोग भएको थियो। विधि पहिले Dolaucothi वेल्समा सोनेको खानमा ७५ ई. पछि देखि प्रयोग भएको थियो, तर थियो स्पेनमा लास Medulas जस्तै खानहरूलाई विकसित गरिएको छ। Hushing पनि व्यापक रूप देखि ब्रिटेनमा मध्यकालीन अझ पछिको समयमा प्रयोगएरनेको लागि सीसा र टिन अयस्क निकालन का. यो पछिमा हाइड्रोलिक खननमा विकसित जब क्यालिफोर्निया सोनेको भीडको समयमा प्रयोग गर्यो।

पंप चीन र सुदूर पूर्व, hydraulically संचालित "बर्तन पाङ्ग्रा"को बाकी भागहरूमा सिंचाई नहरहरूमा पानी उठाया. ब्रिटेनमा औद्योगिक क्रांतिको शुरुवात मा, पानी रिचर्ड 'Arkwright पानी फ्रेमको रूपमा नयाँ आविष्कारको लागि शक्तिको मुख्य स्रोत ३] हुनत पानीको शक्तिको उपयोग ठूलो मिलों र कारखानहरूलाई धेरैमा भापको शक्तिको लागि रास्ता दिए, यो अझै पनि साना ब्लास्ट फर्नेसमा धौंकनी ड्राइविंगको रूपमा धेरै साना आपरेशन,को लागि १८ औँ र १९ औँ शताब्दिहरूको समयमा प्रयोग गरेगएको थियो (Dyfi फर्नेस जस्तै ) र सेंट एंथोनी Falls, जुन मिसिसिपी नदीमा ५० फुट (१५ मीटर) ड्रपको उपयोग गर्दछमा बनाया उनको रूपमा gristmills.

१८३०s मा, नहर निर्माण युगको चरम मा, जलविद्युत बजरा यातायात परिवहनमा प्रयोग भएको थियो र तल खडी पहाडीहरु इच्छुक विमान रेल एसको उपयोग

हाइड्रोलिक पावर पाइप

हाइड्रोलिक पावर नेटवर्क पनि ​​अस्तित्वमा छ, दबाव तरल पदार्थ लैजानको लागि एक पंपको रूपमा एक शक्तिको स्रोत ले यान्त्रिक शक्ति सञ्चारित गर्नको लागि उपयोगकर्ताहरु अन्त पाइपको उपयोग . यिनिहरू यूनाइटेड किंगडममा विक्टोरियन शहरहरूमा व्यापक थिए। एक हाइड्रोलिक बिजुली नेटवर्क जेनेभा, स्विट्जरलैंडमा उपयोगमा पनि थियो। विश्व प्रसिद्ध जेट d'Eau मूल रूप ले नै यस नेटवर्कको दबाव वाल्वमा गरे

संपीडित हावा जलविद्युत

जहां पानीको बहुतायत छ टाउको चलती भागहरूको बिना सीधा संपीडित हावा उत्पन्न गरिन सक्छ . पानीको गिरने स्तंभ इनलेटमा अशांतिको माध्यम ले उत्पन्न हावा बुलबुलेसँग मिलाईन्छ। यो गर्नको लागि तल एक भूमिगत कक्ष छ जहाँ हावा, पानी भन्दा अलगमा एक शाफ्ट गिर गर्ने अनुमति दिएको छ। गिरते पानीको वजन कक्षको माथि हावामा compresses. कक्ष भन्दा एक जलमग्न आउटलेट पानीको सेवन भन्दा एक कम ऊंचाईमा सतहको प्रवाहको लागि अनुमति दिइन्छ। कक्षको छतमा एक दोकानको सतहको संपीडित हावाको आपूर्ति छ। यस प्राचार्यमा एक सुविधा कोबाल्ट, ओंटारियोको नजिकै 1910मा प्रचंड Shutesमा मन्ट्रियल नदीमा बनाइयो थियो र नजिकै खानों देखि 5,000 हर्स पावरको आपूर्ति ]

आधुनिक उपयोग

वहाँको उपयोग गर्नुहोस या विकासमा वर्तमानमा पानी, बिजुलीको धेरै रूपहरु छन्। केही विशुद्ध रूप ले यान्त्रिक छ, तर धेरै मुख्य रूप ले बिजुली उत्पन्न गर्दै छन्। व्यापक श्रेणिहरूमा शामिल हैं:

जलविद्युत

एक पारंपरिक सुविधा अवरुद्ध जलविद्युत जलविद्युत बांध जलविद्युत उत्पादनको सबै भन्दा साधारण प्रकार छ।

• परम्परागत, जलविद्युत, जलविद्युत बांधोंको चर्चा गरदै .
• रन - नदी जलविद्युत, जुन नदिहरु या नदिहरूमा गतिज ऊर्जा, बांधहरूलाई उपयोगको बिना कब्जा .
• पंप - भंडारण जलविद्युत, पानी पंप गर्नको लागि, र आफ्नो टाउकोको उपयोग गर्नको लागि मांगको समयमा उत्पन्न.
• ज्वारीय शक्ति, जुन क्षैतिज दिशामा ज्वार ऊर्जा देखि कब्जा छ .
  • ज्वारीय धारा शक्ति, धारा जनरेटरको उपयोग, केही हद सम्म कि एक पवन टरबाइनको समान.
  • ज्वारीय बौछार शक्ति, एक ज्वारीय बांधको उपयोग.
  • गतिशील ज्वारीय शक्ति, ठूलो क्षेत्रहरूको उपयोग गर्नेको लागि टाउको उत्पन्न.

जलविद्युत क्षमता

P=Q*g*h*η
जहाँ,
P=जलविद्युत क्षमता
Q=पानीको बहाव
g=गुरत्विय प्रवेग
h=उचाइको फरक(पानीको मुहान र टर्बाइनको एक्सिसको)
η= मेसिनहरूको कार्यक्षमता

समुद्री ऊर्जा

यूरोपीय समुद्री ऊर्जा केंद्र (EMEC), ओर्कनेय, स्कटल्यान्डमा परीक्षणको अंतर्गत एक Pelamis लहर डिभाइस.

• समुद्री वर्तमान शक्ति छ, जुन समुद्री धाराहरु देखि गतिज ऊर्जा कब्जा.
• आसमाटिक शक्ति, जुन एक कंटेनरमा एक अर्द्ध पारगम्य झिल्लीको द्वारा समुद्रको पानी भन्दा अलग च्यानलहरु नदीको पानी .
• महासागर तापीय ऊर्जा छ, जुन गहिरो र उथले पानीको तापमानको बीच अंतरको लाभ उठाते.
• ज्वारीय शक्ति, जुन क्षैतिज दिशामा ज्वार ऊर्जा देखि कब्जा छ . यसको वाहेक जलविद्युत उत्पादनको एक लोकप्रिय रूप हो .
  • ज्वारीय धारा शक्ति, धारा जनरेटरको उपयोग, केही हद सम्म कि एक पवन टरबाइनको समान.
  • ज्वारीय बौछार शक्ति, एक ज्वारीय बांधको उपयोग.
  • गतिशील ज्वारीय शक्ति, ठूलो क्षेत्रहरूको उपयोग गर्नेको लागि टाउको उत्पन्न.
• तरङ्ग शक्ति, उपयोग समुद्रको सतह तरङ्गहरूको लागि बिजुली उत्पन्न.

उपलब्ध बिजुलीको राशिको गणना

एक जलविद्युत संसाधन उपलब्ध छ, बिजुली, या प्रति एकाइ समय ऊर्जाको राशिको अनुसार नापन सकिन्छ . ठूलो जलाशयहरूमा उपलब्ध बिजुली साधारण तरिकामा केवल हाइड्रोलिक टाउको र द्रवको प्रवाहको दरको एक समारोह छ। एक जलाशय मा, टाउको छुट्टी पछि आफ्नो ऊंचाईको सापेक्ष जलाशयमा पानीको ऊंचाई छ। पानीको प्रत्येक एकाइ आफ्नो वजन टाउको पल्ट बराबर कामको राशि गर्न सक्छन्ं।

ऊर्जा, ई,को राशि जारीको छ जब मास मीटरको एक वस्तु तागतको एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रमा एक ऊंचाई ज बूँदें ] द्वारा दिइन्छ

$E=mgh$

जलविद्युत बांधहरूको लागि उपलब्ध ऊर्जा छ ऊर्जा छ कि एक नियन्त्रित तरिका देखि पानीको कम देखि मुक्त गरिन सक्छ। यिनी स्थितिहरु मा, बिजुली जन प्रवाहको दर देखि सम्बन्धित छ।

$\frac{E}{t}=\frac{m}{t}gh$

को लागि पी स्थानापन्न ढाँचा:Frac र व्यक्त ढाँचा:Frac तरलको मात्रा प्रति एकाइ समय ले गइयो र पानीको घनत्व (द्रव प्रवाह, φको दर)को सन्दर्भ मा, हामी यस अभिव्यक्तिको सामान्य रूपमा पहुंचें:

$P=\rho \varphi gh$

या

एक जलविद्युत संयंत्रमा बिजुली उत्पादन approximatingको लागि एक सरल फार्मूला छ:

पी = hrgk

जहां पी किलोवाटमा शक्ति हो, घन्टा मीटरमा ऊंचाई छ, अनुसन्धान क्यूबिक मीटर प्रति लेकंडमा प्रवाह दर छ, जी m/s२ ९.८को गुरुत्वाकर्षणको कारण त्वरण छ, र कश्मीर दक्षताको गुणांक ० देखि १ देखि लिएर छ। क्षमता प्राय ठूलो अझ अधिक आधुनिक टर्बाइनहरूसँग अधिक छ।

पानी पाङ्ग्राको रूपमा केही जल विद्युत प्रणाली जरूरी उनको ऊंचाईको बदलनको बिना पानीको एक शरीरको प्रवाह देखि बिजुली आकर्षित गर्न सक्छन्। यस मामलामा उपलब्ध बिजुली पानी बहिनीहरूको गतिज ऊर्जा छ।

$P=\frac{1}{2}\rho \varphi v^2$

जहां v पानीको गति संग, या

$\varphi =Av$

जहां एक क्षेत्रको माध्यम ले जुन पानी गुजरता छ,

$P=\frac{1}{2}\rho A{v}^3$

अधिक शट पानी पाङ्ग्राहरू कुशलतापूर्वक ऊर्जाको दुवै प्रकारमा कब्जा गर्न सक्छन्।

अरु पनि हेर्नुहोस

• गहिरो पानीको स्रोत चिसो
• इन्टरनेशनल हाइड्रो पावर एसोसिएशन

बाहिरी लिङ्कहरु

• इन्टरनेशनल हाइड्रो पावर एसोसिएशन
• जलविद्युतको लागि इन्टरनेशनल सेंटर (आईसीएच ) र धेरै दुनिया भरमा जल विद्युत देखि सम्बन्धित सङ्गठनहरूको लागि लिंकसँग जलविद्युत पोर्टल
• प्रैक्टिकल एक्शन (ITDG) ढाँचा:Webarchive ब्रिटेनको एक सूक्ष्म जल विद्युतको विकास र व्यापक प्राविधिक दस्तावेज दे दान .
• $ ११ मिलियन जल विद्युत अनुसन्धानको लागि समर्पित ढाँचा:Webarchive छ .
• लघु जल विद्युत ढाँचा:Webarchive , एडम हार्वे, २००४, मध्यवर्ती प्राविधिक विकास समूह, १ जनवरी २००५को पुनः प्राप्त ढाँचा:Webarchive देखि ITDG.org
• Microhydropower सिस्टम्स , अमेरिकी ऊर्जा विभाग, ऊर्जा दक्षता र नवीकरणीय ऊर्जा, २००५
• एलन. १८ अप्रिल, २००८. सब देखि जल व्हील.बाट लिइएको Builditsolar.com
• शान्नोन, १९९७ आर. जल व्हील अभियान्त्रिकी.बाट लिइएको Permaculturewest.org.au ढाँचा:Webarchive