বায়ু টারবাইন: নীতি, অপারেশন এবং প্রকার

বায়ু শক্তি বিশ্বের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ নবায়নযোগ্য শক্তি। গ্রিনহাউস গ্যাস উৎপাদন না করেই পরিষ্কার শক্তি উৎপন্ন করার ক্ষমতার কারণে এটি ক্রমবর্ধমানভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। অতএব, এটির ক্রিয়াকলাপ এবং বিশেষত, বায়ু টারবাইনগুলি জানা অপরিহার্য। এখানে, আমরা তারা কীভাবে কাজ করে এবং তাদের মূল বৈশিষ্ট্যগুলি গভীরভাবে কভার করব।

একটি বায়ু টারবাইন, যা একটি বায়ু টারবাইন নামেও পরিচিত, এই ধরনের শক্তির মৌলিক উপাদানগুলির মধ্যে একটি। যদিও সাধারণভাবে সমস্ত টারবাইন একই দিকগুলি ভাগ করে, তবে বায়ু খামার বা ইনস্টলেশনের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন প্রকার রয়েছে। তদ্ব্যতীত, টারবাইনগুলি তাদের প্রথম মডেল থেকে বিবর্তিত হয়েছে, যা আমাদেরকে ক্রমবর্ধমান দক্ষ উপায়ে শক্তি প্রাপ্ত করার অনুমতি দেয়।

এই নিবন্ধে, আমরা আপনাকে বায়ু টারবাইন, তাদের বৈশিষ্ট্য এবং তারা কীভাবে কাজ করে, সেইসাথে বায়ু খামারগুলির গঠন সম্পর্কে অতিরিক্ত বিবরণ সম্পর্কে আপনার যা জানা দরকার তা বলব।

একটি বায়ু টারবাইন কি

একটি বায়ু টারবাইন একটি যান্ত্রিক যন্ত্র যা বায়ু শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে। এটি রটার ব্লেডের নড়াচড়ার মাধ্যমে বায়ুর গতিশক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা পরবর্তীতে একটি জেনারেটরের জন্য বিদ্যুতে রূপান্তরিত হয়।

একটি বায়ু টারবাইন পরিচালনার মূল নীতিটি পদার্থবিজ্ঞানের তিনটি মৌলিক আইনের উপর ভিত্তি করে:

• টারবাইন দ্বারা উত্পাদিত শক্তি বাতাসের গতির বর্গের সমানুপাতিক। অর্থাৎ বাতাসের গতি দ্বিগুণ হলে উৎপাদিত শক্তি চার গুণ বেড়ে যায়।
• উপলব্ধ শক্তি ব্লেড দ্বারা প্রবাহিত এলাকার সমানুপাতিক, যার মানে হল যে ব্লেড যত বড় হবে, শক্তির পরিমাণ তত বেশি হবে।
• একটি বায়ু টারবাইনের সর্বাধিক তাত্ত্বিক দক্ষতা 59%, যা বেটজ সীমা হিসাবে পরিচিত।

পুরানো উইন্ডমিলের বিপরীতে, যেগুলি সরাসরি বায়ু থ্রাস্ট দ্বারা চালিত হত, আধুনিক টারবাইনগুলি যতটা সম্ভব শক্তি ক্যাপচার করতে আরও জটিল অ্যারোডাইনামিক নীতিগুলি ব্যবহার করে, যেমন Venturi প্রভাব।

বায়ু জেনারেটরের অভ্যন্তর

একটি বায়ু টারবাইনের ভিতরে, আমরা বেশ কয়েকটি মূল উপাদান খুঁজে পাই যা বায়ুর গতিশক্তিকে বিদ্যুতে রূপান্তরিত করার অনুমতি দেয়। ব্লেড দিয়ে তৈরি রটারটি বাতাসের শক্তি ক্যাপচার করার জন্য এবং এটিকে তার অক্ষের চারপাশে ঘোরানোর জন্য দায়ী।

এই ঘূর্ণন গতি একটি পাওয়ার ট্রেন সিস্টেমের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক জেনারেটরে প্রেরণ করা হয়, যার মধ্যে গিয়ারবক্স রয়েছে যা জেনারেটরের জন্য উপযুক্ত স্তরে ঘূর্ণন গতি বৃদ্ধি করে। জেনারেটরটি ফ্যারাডে আইনের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, যা বলে যে কীভাবে ঘূর্ণন যান্ত্রিক শক্তি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

এটি করার জন্য, সিস্টেমটিতে অল্টারনেটরের সাথে সংযুক্ত একটি রটার অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা যান্ত্রিক আন্দোলনকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। উৎপাদিত বিদ্যুৎ সরাসরি ব্যবহার করা যেতে পারে বা পরবর্তীতে ব্যবহারের জন্য ব্যাটারিতে সংরক্ষণ করা যায়।

একটি বায়ু টারবাইনের উপাদান

একটি বায়ু টারবাইন বিভিন্ন উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত যা টারবাইনের সর্বোত্তম অপারেশন এবং বায়ু শক্তিকে বিদ্যুতে কার্যকরী রূপান্তর নিশ্চিত করতে একসাথে কাজ করে। এগুলি হল প্রধান উপাদান:

• রটার: রটার হল সেই উপাদান যা বায়ু শক্তি সংগ্রহ করে। এটি ব্লেড দিয়ে তৈরি, যা কম বাতাসের গতিতেও ঘোরে, তাদের অ্যারোডাইনামিক ডিজাইনের জন্য ধন্যবাদ।
• কাপলিং সিস্টেম: এটি মেকানিজমের সেট যা ঘূর্ণন আন্দোলন স্থানান্তর করতে জেনারেটরের রটারের সাথে ব্লেডগুলিকে সংযুক্ত করে।
• গুণক বা গিয়ারবক্স: এই সিস্টেমটি রটারের আনুমানিক 10-40 RPM থেকে বিদ্যুত উৎপাদনের জন্য জেনারেটরে প্রয়োজনীয় 1.500 RPM পর্যন্ত ঘূর্ণন গতি বাড়ায়।
• জেনারেটর: জেনারেটর যান্ত্রিক শক্তিকে বিদ্যুতে রূপান্তর করে। টারবাইনের উপর নির্ভর করে, সর্বশেষ মডেলগুলিতে এর শক্তি 5kW থেকে 10 MW পর্যন্ত পরিবর্তিত হতে পারে।
• ওরিয়েন্টেশন মোটর: এটি ন্যাসেল এবং রটারকে সর্বদা প্রচলিত বাতাসের দিকের মুখোমুখি হতে ঘোরানোর অনুমতি দেয়।
• সাপোর্ট মাস্ট: এটি এমন একটি কাঠামো যা জেনারেটর এবং রটারকে সমর্থন করে। টারবাইন যত বড় হবে, ন্যাসেলটি তত বেশি উচ্চতায় অবস্থিত।
• ব্লেড এবং অ্যানিমোমিটার: অ্যানিমোমিটার বাতাসের গতি পরিমাপ করে, যখন সেন্সরগুলি ব্লেডগুলিকে ব্রেক করে যখন বাতাস নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করে, টারবাইনের ক্ষতি রোধ করে।

বায়ু টারবাইনের প্রকারভেদ

দুটি প্রধান ধরণের বায়ু টারবাইন রয়েছে, যা রটার অক্ষের অভিযোজন দ্বারা পৃথক করা হয়:

• অনুভূমিক অক্ষ টারবাইন: এগুলি হল বায়ু খামারগুলিতে ব্যবহৃত ঐতিহ্যবাহী, যার ঘূর্ণনের অক্ষ মাটির সমান্তরাল। এই প্রকারটি সুইপ্ট পৃষ্ঠ দ্বারা বন্দী শক্তির ক্ষেত্রে সবচেয়ে দক্ষ।
• উল্লম্ব অক্ষ টারবাইন: এই টারবাইনগুলির নিজেদেরকে পুনর্বিন্যাস না করে যে কোনও দিকের বাতাসকে ক্যাপচার করার সুবিধা রয়েছে, যদিও তাদের কার্যক্ষমতা সাধারণত অনুভূমিক অক্ষের তুলনায় কম থাকে।

এছাড়াও, নতুন উদীয়মান ডিজাইন রয়েছে, যেমন ব্লেডবিহীন উইন্ড টারবাইন, যা বিদ্যুৎ উৎপন্ন করার জন্য বাতাসের দোলনের সুবিধা নেয়, যদিও সেগুলি এখনও উন্নয়নের পর্যায়ে রয়েছে।

একটি বায়ু খামার অপারেশন

একটি বায়ু খামার বেশ কয়েকটি বায়ু টারবাইন দ্বারা গঠিত যা কৌশলগতভাবে এলাকায় বিদ্যমান বাতাসের সর্বাধিক ব্যবহার করতে অবস্থিত। টারবাইনের সেট একটি অভ্যন্তরীণ নেটওয়ার্কের মাধ্যমে উত্পন্ন বিদ্যুতকে সংযুক্ত করে যা এটিকে একটি সাবস্টেশনে পরিবহন করে, যেখানে বিদ্যুৎ বিতরণের জন্য উপযুক্ত একটি ভোল্টেজে রূপান্তরিত হয়।

পার্কের ক্রমাগত ক্রিয়াকলাপ এবং দক্ষতা নিশ্চিত করার জন্য, নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ব্যবহার করা হয় যা বাতাসের গতি, ন্যাসেলসের অভিযোজন এবং টারবাইনের অবস্থা পর্যবেক্ষণ করে। এটি বিদ্যুত উৎপাদনকে সর্বাধিক করার অনুমতি দেয় এবং খুব শক্তিশালী বাতাসের ক্ষেত্রে ক্ষতি এড়ানো যায়।

উপরন্তু, কিছু সুবিধা অফশোর উইন্ড টারবাইন ব্যবহার করে (সমুদ্রতীরাতিক্রান্ত) যা, যদিও ইনস্টল করা আরও ব্যয়বহুল, সমুদ্রে আরও ধ্রুবক এবং শক্তিশালী বাতাসের সুবিধা নেওয়ার সম্ভাবনা অফার করে।

বায়ু শক্তির সুবিধা এবং অসুবিধা

অন্যান্য শক্তির উত্সগুলির মতো, বায়ু শক্তির সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে:

Ventajas:

• এটি শক্তির উৎস নবায়নযোগ্য, অক্ষয় এবং গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গত করে না।
• এটা করতে পারবেন নির্ভরতা কমানো জীবাশ্ম জ্বালানীর।
• বায়ু খামারগুলি সহ বিভিন্ন স্থানে ইনস্টল করা যেতে পারে সামুদ্রিক এলাকা এবং কৃষি জমি তাদের ব্যবহার প্রভাবিত না করে।
• Su কার্বন পদচিহ্ন সর্বনিম্ন অন্যান্য শক্তি প্রযুক্তির তুলনায়।

অসুবিধেও:

• কার্যক্ষমতা বাতাসের প্রাপ্যতার উপর নির্ভর করে, যা এটি একটি করে বিরতিহীন উত্স শক্তির।
• বায়ু খামারগুলির চাক্ষুষ এবং শব্দ প্রভাব কিছু এলাকায় একটি অসুবিধা হতে পারে।
• বড় টারবাইনগুলি বন্যপ্রাণী, বিশেষ করে পাখিদের প্রভাবিত করতে পারে, তাই অবস্থান নির্বাচন করার সময় এই কারণগুলি বিবেচনায় নেওয়া দরকার।
• প্রাথমিক ইনস্টলেশন খরচ বেশি, যদিও এটি দীর্ঘমেয়াদে নিজের জন্য অর্থ প্রদান করে।

বায়ু শক্তি আরও টেকসই এবং পরিবেশ বান্ধব শক্তি উৎপাদনের জন্য সর্বোত্তম বিকল্পগুলির মধ্যে একটি হতে চলেছে। ক্রমাগত প্রযুক্তিগত অগ্রগতির সাথে, বায়ু টারবাইনগুলি কেবল দক্ষতার ক্ষেত্রেই উন্নতি করছে না, বরং দৃশ্যমান এবং শব্দের ক্ষেত্রে আরও অ্যাক্সেসযোগ্য এবং কম অনুপ্রবেশকারী হয়ে উঠছে, যা তাদের বিশ্বব্যাপী শক্তির ভবিষ্যতের জন্য একটি কার্যকর বিকল্প করে তুলেছে৷