पेल्टन व्हील ने हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्रोडक्शन को कैसे सक्षम किया?

लेस्टर पेल्टन ने एक प्रकार के फ्री-जेट वाटर टर्बाइन का आविष्कार किया जिसे पेल्टन व्हील या पेल्टन टर्बाइन कहा जाता है। इस टरबाइन का उपयोग के लिए किया जाता है पनबिजली विद्युत उत्पादन. यह मूल हरित प्रौद्योगिकियों में से एक है, जो गिरते पानी की शक्ति के साथ कोयले या लकड़ी की जगह लेती है।

लेस्टर पेल्टन का जन्म 1829 में ओहियो के वर्मिलियन में हुआ था। 1850 में, वह के समय के दौरान कैलिफोर्निया में आकर बस गए स्वर्णिम भाग - दौड़. पेल्टन ने बढ़ई और चक्की चलाने वाले के रूप में अपना जीवन यापन किया।

उस समय विस्तारित सोने की खदानों के लिए आवश्यक मशीनरी और मिलों को चलाने के लिए नए बिजली स्रोतों की बहुत मांग थी। कई खदानें भाप के इंजनों पर निर्भर थीं, लेकिन उन्हें लकड़ी या कोयले की पूरी आपूर्ति की आवश्यकता थी। जो प्रचुर मात्रा में था वह था तेजी से भागते पहाड़ की खाड़ियों और झरनों से पानी की शक्ति।

पानी का पहिया आटा मिलों को बिजली देने के लिए इस्तेमाल किया गया था, जो बड़ी नदियों पर सबसे अच्छा काम करता था और तेज गति से चलने वाली और कम मात्रा में पहाड़ी खाड़ियों और झरनों में अच्छी तरह से काम नहीं करता था। नए पानी के टर्बाइन जो काम करते थे वे फ्लैट पैनल के बजाय कप के साथ पहियों का इस्तेमाल करते थे। जल टर्बाइनों में एक मील का पत्थर डिजाइन अत्यधिक कुशल पेल्टन व्हील था।

डब्ल्यू एफ। स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के डूरंड ने 1939 में लिखा था कि पेल्टन ने अपनी खोज तब की जब उन्होंने एक गलत संरेखित पानी टरबाइन जहां पानी का जेट कप के बीच के बजाय किनारे के पास से टकराता है प्याला। टर्बाइन तेजी से आगे बढ़ा। पेल्टन ने इसे अपने डिजाइन में शामिल किया, एक डबल कप के बीच में एक पच्चर के आकार का विभक्त, जेट को विभाजित करते हुए। अब स्प्लिट कप के दोनों हिस्सों से निकाला जा रहा पानी पहिया को तेजी से चलाने का काम करता है। उन्होंने 1877 और 1878 में अपने डिजाइनों का परीक्षण किया, पेटेंट प्राप्त करना 1880 में।

1883 में, पेल्टन टर्बाइन ने कैलिफोर्निया के ग्रास वैली की इडाहो माइनिंग कंपनी द्वारा आयोजित सबसे कुशल जल पहिया टरबाइन के लिए एक प्रतियोगिता जीती। पेल्टन की टर्बाइन 90.2% कुशल साबित हुई, और उनके निकटतम प्रतिद्वंद्वी की टर्बाइन केवल 76.5% कुशल थी। 1888 में, लेस्टर पेल्टन ने सैन फ्रांसिस्को में पेल्टन वाटर व्हील कंपनी का गठन किया और अपनी नई जल टरबाइन का बड़े पैमाने पर निर्माण शुरू किया।

पेल्टन वाटर व्हील टर्बाइन ने मानक निर्धारित किया जब तक कि 1920 में एरिक क्रूडसन द्वारा टर्गो इंपल्स व्हील का आविष्कार नहीं किया गया था। हालांकि, पेल्टन टर्बाइन पर आधारित टर्गो इम्पल्स व्हील एक बेहतर डिजाइन था। टर्गो पेल्टन से छोटी थी और निर्माण के लिए सस्ती थी। दो अन्य महत्वपूर्ण जलविद्युत प्रणालियों में टायसन टर्बाइन और बांकी टर्बाइन (जिसे मिशेल टर्बाइन भी कहा जाता है) शामिल हैं।

दुनिया भर में जलविद्युत सुविधाओं में विद्युत शक्ति प्रदान करने के लिए पेल्टन पहियों का उपयोग किया जाता था। नेवादा शहर में एक में 60 वर्षों के लिए 18000 अश्वशक्ति बिजली का उत्पादन किया गया था। सबसे बड़ी इकाइयाँ 400 मेगावाट से अधिक का उत्पादन कर सकती हैं।

जलविद्युत बहते पानी की ऊर्जा को बिजली या जलविद्युत में परिवर्तित करता है। उत्पन्न बिजली की मात्रा बांध द्वारा बनाए गए पानी की मात्रा और "हेड" (पावरप्लांट में टर्बाइन से पानी की सतह तक की ऊंचाई) की मात्रा से निर्धारित होती है। प्रवाह और सिर जितना अधिक होगा, उतनी ही अधिक बिजली का उत्पादन होगा।

गिरते पानी की यांत्रिक शक्ति सदियों पुराना उपकरण है। सबका पुनःप्राप्य उर्जा स्रोत जो बिजली उत्पन्न करते हैं, जल विद्युत का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। यह ऊर्जा के सबसे पुराने स्रोतों में से एक है और इसका उपयोग हजारों साल पहले अनाज पीसने जैसे उद्देश्यों के लिए पैडल व्हील को चालू करने के लिए किया जाता था। 1700 के दशक में, यांत्रिक जलविद्युत का व्यापक रूप से मिलिंग और पंपिंग के लिए उपयोग किया जाता था।

बिजली पैदा करने के लिए जलविद्युत का पहला औद्योगिक उपयोग 1880 में हुआ, जब ग्रैंड रैपिड्स, मिशिगन में वूल्वरिन चेयर फैक्ट्री में 16 ब्रश-आर्क लैंप को पानी के टरबाइन का उपयोग करके संचालित किया गया था। पहला यू.एस. हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट 30 सितंबर, 1882 को एपलटन, विस्कॉन्सिन के पास फॉक्स नदी पर खोला गया। उस समय तक, बिजली उत्पादन के लिए कोयला ही एकमात्र ईंधन था। प्रारंभिक जलविद्युत संयंत्र लगभग 1880 से 1895 की अवधि के दौरान बिजली चाप और गरमागरम प्रकाश व्यवस्था के लिए बनाए गए प्रत्यक्ष वर्तमान स्टेशन थे।

चूंकि जल विद्युत का स्रोत जल है, इसलिए जल विद्युत संयंत्र जल स्रोत पर स्थित होने चाहिए। इसलिए, यह तब तक नहीं था बिजली संचारित करने की तकनीक लंबी दूरी पर विकसित किया गया था कि जल विद्युत का व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा। 1900 के दशक की शुरुआत तक, संयुक्त राज्य अमेरिका की बिजली की आपूर्ति में पनबिजली शक्ति का हिस्सा 40 प्रतिशत से अधिक था।

1895 से 1915 के वर्षों में जलविद्युत डिजाइन में तेजी से बदलाव हुए और विभिन्न प्रकार की पौधों की शैलियों का निर्माण हुआ। जलविद्युत संयंत्र डिजाइन काफी अच्छी तरह से मानकीकृत हो गया पहला विश्व युद्ध 1920 और 1930 के दशक में अधिकांश विकास थर्मल प्लांट और ट्रांसमिशन और वितरण से संबंधित थे।