విద్యుత్ జనరేటర్లను సక్రియం చేసే టర్బైన్లను తిప్పడానికి సాధారణంగా ప్రవాహాలు, నదులు లేదా సరస్సుల నుండి నీటిని తరలించే శక్తిని ఉపయోగించడం ద్వారా ఇది ఉత్పత్తి అవుతుంది.
ఈ శక్తిని ప్రపంచవ్యాప్తంగా పెద్ద ఎత్తున విద్యుదుత్పత్తికి విరివిగా ఉపయోగిస్తున్నారు.

జలాశయం (లేదా జలాశయం) జలవిద్యుత్ కేంద్రాలు :
ఈ ప్లాంట్లలో నీటిని నిల్వ చేయడానికి ఒక ఆనకట్ట మరియు రిజర్వాయర్ ఉన్నాయి. జలాశయం నుంచి పెన్ స్టాక్స్ ద్వారా నీటిని విడుదల చేసి టర్బైన్లను తిప్పి విద్యుదుత్పత్తి చేస్తారు. రిజర్వాయర్ పవర్ ప్లాంట్లు పరిమాణంలో పెద్దవి మరియు సాధారణంగా పెద్ద నీటి నిల్వ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇది డిమాండ్ ప్రకారం విద్యుత్ ఉత్పత్తిని నియంత్రించడానికి అనుమతిస్తుంది.

రన్ ఆఫ్ రివర్ జలవిద్యుత్ కేంద్రాలు :
రిజర్వాయర్ పవర్ ప్లాంట్ల మాదిరిగా కాకుండా, రన్ ఆఫ్ రివర్ పవర్ ప్లాంట్లలో ఆనకట్టలు లేదా రిజర్వాయర్లు లేవు. వాగులు లేదా నదుల సహజ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించుకుని టర్బైన్లను మార్చి విద్యుదుత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ ప్లాంట్లు సాధారణంగా పరిమాణంలో చిన్నవి మరియు వాటి విద్యుత్ ఉత్పత్తి కోసం జల పరిస్థితులపై ఆధారపడతాయి.

పంప్డ్ స్టోరేజ్ జలవిద్యుత్ కేంద్రాలు :
పంప్డ్ స్టోరేజ్ పవర్ ప్లాంట్లు రెండు ట్యాంకులు, ఎగువ ట్యాంక్ మరియు దిగువ ట్యాంక్ ఉపయోగించి శక్తిని నిల్వ చేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి. విద్యుత్ డిమాండ్ తక్కువగా ఉన్న సమయాల్లో, పొటెన్షియల్ ఎనర్జీని నిల్వ చేయడానికి దిగువ జలాశయం నుండి ఎగువ రిజర్వాయర్ కు నీటిని పంప్ చేస్తారు. విద్యుత్ డిమాండ్ ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఎగువ ట్యాంకు నుంచి నీటిని విడుదల చేసి టర్బైన్లను తిప్పి విద్యుదుత్పత్తి చేస్తారు.

సూక్ష్మ జలవిద్యుత్ కేంద్రాలు :
మైక్రో హైడ్రోపవర్ ప్లాంట్లు సాధారణంగా 100 కిలోవాట్ల కంటే తక్కువ సామర్థ్యం కలిగిన చిన్న జలవిద్యుత్ వ్యవస్థాపనలు. మారుమూల కమ్యూనిటీలు లేదా పారిశ్రామిక ప్రదేశాలకు విద్యుత్తును సరఫరా చేయడం వంటి స్థానిక ప్రయోజనాల కోసం వాటిని చిన్న ప్రవాహాలు లేదా నదులపై ఏర్పాటు చేయవచ్చు.

మినీ హైడ్రో ప్లాంట్లు :
మినీ హైడ్రో ప్లాంట్లు మైక్రో పవర్ ప్లాంట్ల కంటే కొంచెం ఎక్కువ ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, సాధారణంగా కొన్ని మెగావాట్ల వరకు. చిన్న పట్టణాలు, పరిశ్రమలు లేదా మారుమూల గ్రామీణ ప్రాంతాలకు శక్తిని అందించడానికి వీటిని తరచుగా ఉపయోగిస్తారు.

గ్రావిటీ ఆధారిత విద్యుత్ ప్లాంట్లు నీటి ప్రవాహాన్ని, స్థాయి వ్యత్యాసాన్ని సద్వినియోగం చేసుకుంటాయి. టర్బైన్ ప్రవాహం మరియు వాటి తల ఎత్తును బట్టి వాటిని వర్గీకరించవచ్చు. మూడు రకాల గురుత్వాకర్షణ ఆధారిత విద్యుత్ ప్లాంట్లు ఉన్నాయి (జలవిద్యుత్ మిశ్రమంలో ప్రాముఖ్యత క్రమంలో ఇక్కడ జాబితా చేయబడింది) :

- రన్-ఆఫ్-రివర్ పవర్ ప్లాంట్లు నది ప్రవాహాన్ని ఉపయోగిస్తాయి మరియు బేస్లోడ్ శక్తిని "రన్-ఆఫ్-రివర్" ఉత్పత్తి చేసి వెంటనే గ్రిడ్లోకి ఇంజెక్ట్ చేస్తాయి. అధిక విద్యుత్ ప్లాంట్ల కంటే చాలా తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన సాధారణ అభివృద్ధి అవసరం : చిన్న మళ్లింపు నిర్మాణాలు, నది నుండి అందుబాటులో ఉన్న ప్రవాహాన్ని పవర్ ప్లాంట్కు మళ్లించడానికి ఉపయోగించే చిన్న ఆనకట్టలు, బహుశా నదీ ప్రవాహం చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఒక చిన్న జలాశయం (2) 2 గంటల కంటే తక్కువ). అవి సాధారణంగా నీటి తీసుకోవడం, సొరంగం లేదా కాలువను కలిగి ఉంటాయి, తరువాత పెన్ స్టాక్ మరియు నది ఒడ్డున ఉన్న జలవిద్యుత్ కేంద్రం ఉంటాయి. సొరంగం లేదా కాలువలో తక్కువ పీడనం తగ్గుదల (3) నదికి సంబంధించి నీరు ఎత్తు పెరగడానికి మరియు అందువల్ల సంభావ్య శక్తిని పొందడానికి అనుమతిస్తుంది;
- రైన్ లేదా రోన్ వంటి సాపేక్షంగా నిటారుగా ఉన్న వాలు ఉన్న పెద్ద నదులలోని విద్యుత్ ప్లాంట్లు, నదిపై ఆనకట్టలు లేదా నదికి సమాంతరంగా కాలువపై ఆనకట్టలు నదికి సమాంతరంగా ఉన్న డైక్ల కారణంగా లోయ మొత్తానికి అంతరాయం కలిగించని డీకామెట్రిక్ జలపాతాల శ్రేణికి కారణమవుతాయి. ఆనకట్టల అడుగున ఏర్పాటు చేసిన జలవిద్యుత్ కేంద్రాలు నదీ జలాలను కలుషితం చేస్తాయి. రెండు ఆనకట్టల మధ్య నిల్వ చేయబడిన నీటిని జాగ్రత్తగా నిర్వహించడం వల్ల బేస్ లోడ్ తో పాటు గరిష్ట శక్తిని అందించడం సాధ్యమవుతుంది;
- సరస్సు-పవర్ ప్లాంట్లు (లేదా హై-హెడ్ పవర్ ప్లాంట్లు) ఆనకట్ట ద్వారా సృష్టించబడిన నీటి జలాశయంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. వాటి పెద్ద జలాశయం (200 గంటల కంటే ఎక్కువ ఖాళీ స్థిరాంకం) కాలానుగుణ నీటి నిల్వ మరియు విద్యుత్ ఉత్పత్తి మాడ్యులేషన్ను అనుమతిస్తుంది : సరస్సు విద్యుత్ ప్లాంట్లను అత్యధిక వినియోగం ఉన్న గంటలలో పిలుస్తారు మరియు శిఖరాలకు ప్రతిస్పందించడం సాధ్యమవుతుంది. వీరిలో చాలా మంది ఫ్రాన్స్ లో ఉన్నారు. ఈ ప్లాంట్ ఆనకట్ట అడుగున లేదా చాలా దిగువన ఉండవచ్చు. ఈ సందర్భంలో, సరస్సుకు బాధ్యత వహించే సొరంగాల ద్వారా నీటిని పవర్ ప్లాంట్ ప్రవేశ ద్వారం వరకు తరలిస్తారు.

పంప్ చేయబడిన శక్తి బదిలీ కేంద్రాలు రెండు బేసిన్లను కలిగి ఉంటాయి, ఎగువ బేసిన్ (ఉదా. అధిక-ఎత్తు సరస్సు) మరియు దిగువ బేసిన్ (ఉదా. కృత్రిమ జలాశయం) వీటి మధ్య హైడ్రాలిక్ భాగానికి పంపు లేదా టర్బైన్ గా మరియు విద్యుత్ భాగానికి మోటారు లేదా ఆల్టర్నేటర్ గా పనిచేయగల రివర్సబుల్ పరికరాన్ని ఉంచుతారు.

ఎగువ బేసిన్ లోని నీటిని విద్యుత్ ఉత్పత్తి చేయడానికి అధిక డిమాండ్ ఉన్న సమయాల్లో టర్బిన్ చేస్తారు. అప్పుడు, ఈ నీటిని దిగువ బేసిన్ నుండి ఎగువ బేసిన్ కు విద్యుత్ చౌకగా లభించే సమయాల్లో పంప్ చేస్తారు. ఈ ప్లాంట్లు పునరుత్పాదక వనరుల నుండి శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి పరిగణించబడవు ఎందుకంటే అవి టర్బైన్ నీటిని తీసుకురావడానికి విద్యుత్తును ఉపయోగిస్తాయి.
ఇవి ఎనర్జీ స్టోరేజ్ ఫెసిలిటీస్.
నెట్వర్క్ అభ్యర్థన మేరకు స్వల్పకాలిక జోక్యాల కోసం మరియు దీర్ఘకాలిక జోక్యాల కోసం (ఇతర జలవిద్యుత్ కేంద్రాల తరువాత) చివరి ప్రయత్నంగా వారు తరచుగా జోక్యం చేసుకుంటారు, ముఖ్యంగా ఎత్తిపోయాల్సిన నీటి ఖర్చు కారణంగా. ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తి మరియు వినియోగించిన శక్తి మధ్య సామర్థ్యం 70% నుండి 80% వరకు ఉంటుంది.
ఆఫ్-పీక్ పీరియడ్స్ (తక్కువ ఖర్చుతో విద్యుత్తును కొనుగోలు చేయడం) మరియు పీక్ పీరియడ్స్ (అధిక-ధర విద్యుత్తును అమ్మడం) మధ్య విద్యుత్ ధరల వ్యత్యాసం గణనీయంగా ఉన్నప్పుడు ఈ ఆపరేషన్ లాభదాయకంగా ఉంటుంది.

జలవిద్యుత్ కేంద్రాలు 2 ప్రధాన యూనిట్లుగా ఉన్నాయి :

- ఒక జలాశయం లేదా నీటి తీసుకోవడం (రన్-ఆఫ్-రివర్ పవర్ ప్లాంట్ల విషయంలో) ఇది ఒక జలపాతాన్ని సృష్టించడం సాధ్యమవుతుంది, సాధారణంగా స్టోరేజ్ ట్యాంకుతో, తద్వారా తక్కువ నీరు ఉన్న సమయాల్లో కూడా పవర్ ప్లాంట్ పనిచేయడం కొనసాగుతుంది.

- ఆనకట్ట చెరువులోకి వచ్చే అదనపు నీటిని మళ్లించడానికి తవ్విన డైవర్షన్ ఛానల్ను ఉపయోగించవచ్చు. స్పిల్ వే వల్ల నది వరదలు నిర్మాణాలకు ప్రమాదం లేకుండా పోతుంది.
పవర్ ప్లాంట్, దీనిని కర్మాగారం అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది జలపాతాన్ని టర్బైన్లను నడపడానికి మరియు తరువాత ఆల్టర్నేటర్ నడపడానికి ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఇప్పటివరకు ఎర్త్ కరకట్టతో నిర్మించిన ఆనకట్టలు లేదా క్వారీలలో బ్లాస్టింగ్ ద్వారా లభించే రిప్రాప్ ఎక్కువగా ఉన్నాయి. వాటర్ ప్రూఫింగ్ అనేది సెంట్రల్ (బంకమట్టి లేదా బిటుమినస్ కాంక్రీట్) లేదా అప్స్ట్రీమ్ ఉపరితలంపై (సిమెంట్ కాంక్రీట్ లేదా బిటుమినస్ కాంక్రీట్) ఉంటుంది. ఈ రకమైన ఆనకట్ట అనేక రకాల భౌగోళిక పరిస్థితులకు అనుగుణంగా ఉంటుంది;
గురుత్వాకర్షణ ఆనకట్టలు మొదట మేస్త్రీలో, తరువాత కాంక్రీట్ లో మరియు ఇటీవల బిసిఆర్ రోలర్ తో కాంపాక్ట్ చేయబడిన కాంక్రీట్ లో నిర్మించబడ్డాయి) ఇది సమయం మరియు డబ్బులో గణనీయమైన ఆదాను అనుమతిస్తుంది. పునాది రాయి మంచి నాణ్యతతో ఉండాలి;
కాంక్రీట్ ఆర్చ్ ఆనకట్టలు సాపేక్షంగా ఇరుకైన లోయలకు అనుగుణంగా ఉన్నాయి మరియు వాటి ఒడ్డులు మంచి నాణ్యమైన రాతితో నిర్మించబడ్డాయి. వాటి ఆకారాల సూక్ష్మత కాంక్రీటు పరిమాణాన్ని తగ్గించడానికి మరియు చౌకైన ఆనకట్టలను నిర్మించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది;
మల్టీ ఆర్చ్ మరియు బట్రెస్ ఆనకట్టలు ఇకపై నిర్మించబడవు. వాటి స్థానంలో బీసీఆర్ గ్రావిటీ ఆనకట్టలు ఉన్నాయి.

ఆల్టర్నేటర్లను నడపడానికి నీటి ప్రవాహం యొక్క శక్తిని యాంత్రిక భ్రమణంగా మార్చే టర్బైన్లను మొక్కలకు అమర్చారు.

ఉపయోగించే టర్బైన్ రకం జలపాతం యొక్క ఎత్తుపై ఆధారపడి ఉంటుంది :
- చాలా తక్కువ తల ఎత్తుకు (1 నుండి 30 మీటర్లు), బల్బ్ టర్బైన్లను ఉపయోగించవచ్చు;
- తక్కువ హెడ్ ఫాల్స్ (5 నుండి 50 మీటర్లు) మరియు అధిక ప్రవాహ రేట్ల కోసం, కప్లాన్ టర్బైన్ ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది : దాని బ్లేడ్లు స్టీరింగ్ చేయగలవు, ఇది మంచి సామర్థ్యాన్ని నిర్వహిస్తూ తల ఎత్తుకు టర్బైన్ యొక్క శక్తిని సర్దుబాటు చేయడం సాధ్యపడుతుంది;
- ఫ్రాన్సిస్ టర్బైన్ మీడియం హెడ్స్ (40 నుండి 600 మీటర్లు) మరియు మీడియం ఫ్లో కోసం ఉపయోగిస్తారు. బ్లేడ్ల అంచుల గుండా నీరు ప్రవేశించి వాటి కేంద్రంలోకి విడుదల అవుతుంది;
- పెల్టన్ టర్బైన్ అధిక జలపాతాలకు (200 నుండి 1,800 మీటర్లు) మరియు తక్కువ ప్రవాహానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఇది ఇంజెక్టర్ (బకెట్ పై నీటి యొక్క డైనమిక్ ప్రభావం) ద్వారా చాలా అధిక పీడనంలో నీటిని అందుకుంటుంది.

చిన్న జలవిద్యుత్ ప్లాంట్ల కొరకు, తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన (మరియు తక్కువ సమర్థవంతమైన) టర్బైన్ లు మరియు సరళమైన భావనలు చిన్న యూనిట్ల స్థాపనకు దోహదపడతాయి.

ఉత్పత్తి యొక్క ఖర్చు-సమర్థత మరియు అంచనా

ఆనకట్టల నిర్మాణం అనేది పతనం యొక్క ఎత్తు మరియు లోయ యొక్క వెడల్పు కంటే ఎక్కువ పెట్టుబడులను కలిగి ఉంటుంది.
ఈ మూలధన వ్యయాలు అభివృద్ధి యొక్క లక్షణాలు మరియు సామాజిక మరియు పర్యావరణ పరిమితులకు సంబంధించిన అనుబంధ ఖర్చులను బట్టి, ముఖ్యంగా స్వాధీనం చేసుకున్న భూమి యొక్క ఖర్చును బట్టి చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి.
విద్యుత్ ఉత్పత్తి యొక్క మాడ్యులేషన్ సామర్థ్యంతో ముడిపడి ఉన్న ఆర్థిక ప్రయోజనాలు ఈ పెట్టుబడులను లాభదాయకంగా మార్చడం సాధ్యమవుతుంది ఎందుకంటే నీటి వనరులు ఉచితం మరియు నిర్వహణ ఖర్చులు తగ్గుతాయి.

ముఖ్యంగా ఆనకట్టలు లేదా ఆనకట్టల ద్వారా పెద్ద రిజర్వాయర్లలో నీటిని నిల్వ చేయడం ద్వారా విద్యుత్ ఉత్పత్తిని సర్దుబాటు చేసే అవసరాలను తీర్చడం సాధ్యపడుతుంది.
అయితే జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తిలో వార్షిక హెచ్చుతగ్గులు గణనీయంగా ఉన్నాయి. ఇవి ప్రధానంగా వర్షపాతానికి సంబంధించినవి. నీటి వనరులు అధికంగా ఉన్న సంవత్సరాల్లో ఉత్పత్తి 15% పెరుగుతుంది మరియు గొప్ప కరువు సంవత్సరాలలో 30% తగ్గుతుంది.

జలవిద్యుత్ కొన్నిసార్లు జనాభా స్థానచలనానికి కారణమవుతుందని విమర్శించబడుతుంది, నదులు మరియు వాగులు గృహాలను ఏర్పాటు చేయడానికి ప్రత్యేక ప్రదేశాలుగా ఉన్నాయి.
ఉదాహరణకు చైనాలోని త్రీ గోర్జెస్ డ్యామ్ వల్ల దాదాపు 20 లక్షల మంది నిరాశ్రయులయ్యారు. సవరించిన నీటి నియంత్రణ కారణంగా, ఆనకట్టల ఎగువ మరియు దిగువ పర్యావరణ వ్యవస్థలు దెబ్బతినవచ్చు (జలచరాల వలసతో సహా) అయినప్పటికీ ఫిష్ వేస్ వంటి పరికరాలు స్థాపించబడ్డాయి.

జలవిద్యుత్తు కొలత[మార్చు]

జలవిద్యుత్ కేంద్రం యొక్క శక్తిని ఈ క్రింది సూత్రం ద్వారా లెక్కించవచ్చు :

P = Q.ρ.H.g.r

తో :

• P : అధికారం (W లో వ్యక్తీకరించబడింది)
  


• ప్ర : సెకనుకు క్యూబిక్ మీటర్లలో కొలిచే సగటు ప్రవాహం
  


• ρ : నీటి సాంద్రత, అంటే 1 000 kg/m3
  


• హెచ్ : మీటర్ల ఎత్తులో పడిపోవడం
  


• g : గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకం, అంటే దాదాపు 9.8 (m/s2)
  


• జ : ప్లాంట్ సామర్థ్యం (0.6 మరియు 0.9 మధ్య)
  

ప్రపంచ వ్యాప్తంగా :

2018 లో ప్రపంచ విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో జలవిద్యుత్ దాదాపు 15.8% (సుమారు 4,193 టిడబ్ల్యుహెచ్ వార్షిక ఉత్పత్తితో);
ఐరోపాలోని నాలుగు దేశాలతో సహా డజను దేశాలు తమ విద్యుత్తులో సగానికి పైగా జలవిద్యుత్ నుండి ఉత్పత్తి చేస్తాయి. బ్రెజిల్, కొలంబియా, ఐస్లాండ్, వెనిజులా, కెనడా, ఆస్ట్రియా, న్యూజిలాండ్, స్విట్జర్లాండ్ తర్వాతి స్థానాల్లో నిలిచాయి.