একটি বায়ু টারবাইন কি এত ধীর গতিতে বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে?

কি একটি বায়ু টারবাইন এত ধীর গতিতে বিদ্যুৎ উৎপাদন? বায়ু শক্তি একটি নবায়নযোগ্য এবং পরিষ্কার শক্তির উৎস। মানুষের শক্তির চাহিদা ক্রমাগত বৃদ্ধির সাথে সাথে, মানুষ ধীরে ধীরে বায়ু শক্তির ব্যবহার বৃদ্ধি করছে। বায়ু টারবাইনগুলি প্রায়শই বিস্তীর্ণ তৃণভূমি, পাহাড়ের ঢাল এবং এমনকি সমুদ্রপৃষ্ঠে দেখা যায়, তবে আমরা দেখতে পাচ্ছি যে ঘূর্ণায়মান টারবাইনগুলিতে এই জাতীয় সমস্যা থাকতে পারে। কেন বায়ু টারবাইনের ব্লেড এত ধীরে ঘোরে? এটি কি বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে?

আমরা যা দেখি তার সাথে বায়ু টারবাইনের গতি সামঞ্জস্য করা আসলে অনেকগুলি কারণের সংমিশ্রণ।

উইন্ড টারবাইন ব্লেডের ভর অনেক বেশি এবং ঘোরানোর জন্য অনেক প্রচেষ্টার প্রয়োজন হয়।

অনেকেই মনে করেন যে একটি বায়ু টারবাইন একটি ছোট বায়ুকলের মতো, খুব বড় নয়, বিশেষ করে যখন আমরা দূর থেকে একটি বড় বায়ু টারবাইন দেখি। আমাদের এই অনুভূতি আছে, কিন্তু বাস্তবে, বায়ু টারবাইনগুলিকে বিশাল বলা যেতে পারে। একটি বায়ু টারবাইনের ব্লেডগুলি 60 মিটার পর্যন্ত লম্বা হয়। এটা জানা যায় যে একটি মাঝারি আকারের যাত্রীবাহী বিমানের ডানার বিস্তার প্রায় ৩০ মিটার, আর একটি সাধারণ বৃহৎ যাত্রীবাহী বিমানের ডানার বিস্তার খুব কমই ৬০ মিটারে পৌঁছাতে পারে। যদিও এই ধরনের বৃহৎ ব্লেডগুলিতে উচ্চ-শক্তি এবং কম ঘনত্বের উপকরণ ব্যবহার করা হয়, তবে তাদের ভর খুব কম নয়, সাধারণত দশ টনেরও বেশি ওজনের হয়। এরকম তিনটি উচ্চমানের ব্লেড ঘোরানো স্বাভাবিকভাবেই কঠিন।

কিছু লোক হয়তো তাই ভাবতে পারে। যেহেতু এত বড় পাখা ঘোরানো কঠিন, তাহলে কেন এটি ছোট করা হবে না? এটি জেনারেটরের বাতাসমুখী এলাকার সাথে সম্পর্কিত। যখন ব্লেডগুলি খুব ছোট হয়, তখন বাতাসের দিকের এলাকা স্বাভাবিকভাবেই খুব ছোট হয়, এবং ব্লেডগুলিতে বাতাসের প্রবাহ কমতে থাকে, তখন একটি একক জেনারেটর দ্বারা উৎপাদিত বিদ্যুৎ কমতে থাকে। জেনারেটরের সংখ্যা বৃদ্ধি পেলে কি এর ক্ষতিপূরণ পাওয়া যাবে? আসলে, পরিমাণ বৃদ্ধির ফলে নির্মাণ খরচও বৃদ্ধি পায়। সাধারণভাবে বলতে গেলে, একই শক্তির উৎস ব্যবহার করা হলে, একটি ছোট ব্লেড জেনারেটরের খরচ বেশি হবে। তবে, পাখাটি খুব বড় হতে পারবে না। একদিকে, এটি উপকরণ দ্বারা সীমাবদ্ধ, এবং অন্যদিকে, ইনস্টলেশন আরও কঠিন হবে। ব্যাপক বিবেচনার পর, আমরা এখন বিভিন্ন আকারের পাখা ব্যবহার করেছি।

উচ্চ ঘূর্ণন গতির অর্থ অগত্যা আরও বেশি বিদ্যুৎ উৎপাদন নয়।

যখন একটি উইন্ড টারবাইনের ব্লেডগুলি ঘোরে, তখন এটি একটি বিশাল অভ্যন্তরীণ গিয়ারকে একসাথে ঘোরানোর জন্য চালিত করে এবং যখন বড় গিয়ারটি ছোট গিয়ারটিকে চালিত করে, তখন ঘূর্ণনের গতিও উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। এই কাঠামোটি সবচেয়ে পরিচিত উপায়ে প্রকাশ করা হয়েছে, একটি গিয়ারবক্সের সমতুল্য। আমরা দেখতে পাই যে ব্লেডগুলি ধীরে ধীরে ঘোরে, কিন্তু ফ্যানটি আসলে জেনারেটরটিকে একটি গিয়ারবক্সের মাধ্যমে উচ্চ গতিতে ঘোরানোর জন্য চালিত করে।

অবশ্যই, বায়ু টারবাইনের বিদ্যুৎ উৎপাদন কেবল গতির সাথেই নয়, টর্কের সাথেও সম্পর্কিত। শক্তি = টর্ক গতি K, যা একটি ধ্রুবক। যখন গতি কম থাকে, তখন টর্ক বৃদ্ধি করলে আউটপুট পাওয়ারও বৃদ্ধি পেতে পারে। অতএব, বায়ু টারবাইনের স্থায়িত্ব দীর্ঘায়িত করার জন্য, ব্লেডগুলি সাধারণত খুব দ্রুত ঘোরানো হয় না, কারণ বায়ু টারবাইনের ব্লেডগুলি বিশাল এবং উচ্চ-গতির ঘূর্ণনের কেন্দ্রাতিগ বলও বড়। দীর্ঘমেয়াদী উচ্চ-তীব্রতা কেন্দ্রাতিগ গতি ব্লেডের জীবনকেও ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে এবং সরাসরি গুরুতর ক্ষতি হতে পারে। অতএব, যখন উইন্ড টারবাইনটি প্রবল বাতাসের মুখোমুখি হয়, তখন এটি সুরক্ষা মোড চালু করে এবং ফ্যানকে রক্ষা করার জন্য বিদ্যুৎ উৎপাদন বন্ধ করে দেয়।

অতিরিক্ত গতি বিদ্যুৎ উৎপাদনের দক্ষতাকেও প্রভাবিত করতে পারে।

আসলে, যখন পাখার ব্লেডগুলি ঘোরে, তখন তারা বাতাসের চলাচলেও বাধা সৃষ্টি করে। গতি যত দ্রুত হবে, বাধা তত শক্তিশালী হবে। যখন একটি নির্দিষ্ট মান পৌঁছাবে, তখন বায়ু শক্তির ব্যবহারের হারও কমতে শুরু করবে। সকলের বোঝার সুবিধার্থে, আমরা দুটি চরম উদাহরণ কল্পনা করতে পারি। যদি পাখার গতি অসীমের কাছাকাছি চলে যায়, তাহলে ব্লেডের ঘূর্ণন সরাসরি একটি সিলিং প্লেট তৈরির সমতুল্য, যা বায়ুপ্রবাহকে বাধা দেয়। এই মুহুর্তে, বাতাসকে অবশ্যই একটি পথ বেছে নিতে হবে, তাই স্বাভাবিকভাবেই এই বায়ু শক্তির সদ্ব্যবহার করা সম্ভব নয়। এই মুহুর্তে, বায়ু শক্তির ব্যবহারের হার শূন্যের সমান। আরেকটি দৃশ্যকল্প হল যখন ফ্যানের গতি সরাসরি শূন্য থাকে। এই মুহুর্তে, বায়ু শক্তি মোটেও ব্যবহার করা হয়নি। সর্বোচ্চ বায়ু শক্তি ব্যবহারের হারের গতি শূন্য গতি এবং অসীম গতির সীমার মধ্যে বিদ্যমান। এই গতি অনেক কারণের সাথে সম্পর্কিত। আমরা এখানে অনেক আলোচনা করেছি। অতএব, আমরা যে ফ্যানের গতি দেখতে পাই তা তাত্ত্বিক সর্বোত্তম গতির থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা নয়। সর্বোত্তম গতির সাথে সামঞ্জস্য করে, বায়ু শক্তি ব্যবহারের হারও এই সময়ে সর্বোচ্চ।

সারসংক্ষেপ করা

অতএব, বায়ু টারবাইনগুলি ধীর গতির বলে মনে হয়, যখন প্রকৃত বডি দক্ষতার সাথে বিদ্যুৎ উৎপাদন করছে। আপাতদৃষ্টিতে সহজ ফ্যান জেনারেটর, আসলে, নকশার শুরুতে ফ্যান বিদ্যুৎ উৎপাদনের দক্ষতাকে প্রভাবিত করার জন্য বিভিন্ন বিষয় বিবেচনা করা হয়েছিল। এই সরল ঘটনার পেছনে, জটিল এবং কঠোর বৈজ্ঞানিক সত্য লুকিয়ে আছে।