पहिला ठूलै कुरा गरौँ,पृथ्वीले यसको सतहमा भएका सबैलाई आफुतिर गुरुत्वबल(gravity) ले तानेर राखेको छ,अनि कतै अग्लो ठाँउमा जानुपर्यो भने यो गुरुत्वबलको असर घटाउनलाई काम (work) गर्नुपर्छ। जब माथि पुगिन्छ यो काम त उचाइको स्थितिले गर्दा हुने शक्ति (potential energy) मा परिणत हुन्छ।अर्थात,पृथ्वीको गुरुत्वको कारणले हुने स्थिति शक्ति (potential energy) जति उचाइमा पुग्यो त्यति नै धेरै हुन्छ। फाइदा के त यसरी उचाइमा पुग्नुको भने,पहाडको माथिबाट तल बेसीसम्म बग्ने खोलामा जति उचाइमा गयो त्यति नै पानीको potential energy धेरै हुन्छ। धेरै उचाइमा रहेको पानी कम उचाइमा बग्दा यतिकै जाने शक्तिलाई बदलेर काममा लिने प्रयास परापुर्वकालदेखी नै विभिन्न तरिकाले भइरहेका छन्,नेपालमै पनि गाउँतिर देखिने पानीघट्ट यसको उदाहरण हो। जलविद्युत (hydropower) बनाउने भन्नाले यही उचाइमा रहेको पानीको potential energy लाई कुनै तरिकाबाट तारमा बहने बिजुलीमा लैजानु हो।

बगेको पानीलाई बग्ने इलेक्ट्रोनको रुपमा लैजान सजिलो भने छैन, जति यसको फर्मुला सजिलो देखिन्छ।हामीले देख्ने ६००मेगावाटको बुढीगन्डकी, ४५६ मेगावाट माथिल्लो तामाकोशी प्रकारका तथ्याङ्कमा ती पावर स्टेसनको क्षमतालाई जनाइएको हो,जुन तलको साधारण सुत्रबाट निस्किन्छ।

P=Q*ρ*g*H

(Source:http://hydropower-energy.blogspot.com/2012/08/what-is-hydropower-energy.html )
(Source:http://hydropower-energy.blogspot.com/2012/08/what-is-hydropower-energy.html )


जहाँ     P = जलविद्युत केन्द्रको क्षमता (वाट, W)

    Q= उपलब्ध पानीको बहाव (घनमिटर प्रतिसेकेन्ड वा क्युमेक, m3/s)

        (यसले हरेक सेकेन्ड कति घनमिटर, m3 पानी प्रयोग गर्न सकिन्छ बुझिन्छ)

    ρ= पानीको घनत्व (density of water) (केजि प्रति घनमिटर, kg/m3 )

(१००० केजि प्रति घमि,1000kg/m3)

    g= गुरुत्वाकर्षणले गर्दा हुने प्रवेग (acceleration due to gravity) (मिटर प्रतिसेकेन्ड प्रतिसेकन्ड, m/s2)

        (यसले उचाइबाट कुनै वस्तु तल खस्दा हरेक सेकेन्ड बढ्ने गतिलाई बुझाउँछ, 9.81 m/s2)

    H= जलविद्युत आयोजनाको बाँध र पावरस्टेसन बिचको उचाइको फरक (मिटर, m)

        (यो उचाइलाई प्राविधिकहरु ‘हेड’ भन्छन्)

यसरी हिसाब निस्किने क्षमता (Power) मा पानी पुराउने नहर, टनेल तथा पाइपमा हुने losses तथा टर्बाइन,जेनेरेटर, ट्रान्सफर्मर लगायतको कार्यक्षमता (Efficiency) अनुसार घटाएर प्रोजेक्टको वास्तविक क्षमता निकालिन्छ।

उदाहरणका लागि, कुनै जलविद्युतको बाँध २००० मिटर उचाइमा तथा पावरहाउस १५०० मिटरमा छ भने ‘हेड’ ५०० मिटर हुने भयो, त्यस्तै उपलब्ध पानी १० क्युमेक छ भने बनाउन सकिने प्रोजेक्टको क्षमता (Power) बढीमा १०*१०००*९.८१*५०० ‍=     ४९०५०००० वाट ‍= ४९०५० किलोवाट = ४९.०५ मेगावाट हुन सक्छ। यसमा माथि भनेजस्ता Losses घटाउँदा ४०-४५ मेगावाट सम्मको पावर स्टेसन बन्न सक्ने देखिन्छ।

यसरी पावर स्टेसनको क्षमताको किलोवाट,मेगावाटमा कुरा गर्दा उक्त स्टेसनले १ सेकेन्डमा कति बगेर आउने पानीको शक्तिलाई विद्युत शक्तिमा परिवर्तन गर्यो भन्ने बुझिन्छ भने परिवर्तन भएको शक्तिलाई किलोवाट आवरमा नापिन्छ। (साधारणतया वैज्ञानिक काममा प्रयोग हुने शक्तिको नाप्ने एकाई भने ‘जुल’ हो।) बोलीचालीमा तथा नेपाल विद्युत प्राधिकरणले हामीसित बिजुली प्रयोग गरेको पैसा लिँदा यहि किलोवाट आवर वा युनिटमा खपत भएको परिमाण हेरेर लिने गर्छ।

कुनै १ किलोवाट वा १००० वाट पावर रेटिङ भएको सामान जस्तै पानी तान्ने मोटर,आइरनलाई १ घन्टासम्म चलाउँदा त्यसले खपत गर्ने शक्ति १ किलोवाट आवर वा १ युनिट हो तर साधारण घरमा प्रयोग हुने १० वाटको CFL बत्ती भने त्यही १ युनिट विद्युत शक्तिबाट १०० घन्टा बाल्न सकिन्छ।

विभिन्न कामलाई आवश्यक हुने बिजुलीको माग बढ्दै गएर देशभरिका पावर स्टेसनको उत्पादन क्षमताले माग पुरा गर्न नसक्ने अवस्था भएपछि लोडसेडिङ हुनेगर्छ। यस्तो हुँदा पावर ग्रिड (जुन देशभरिका पावर स्टेसनको संयुक्त नेटवर्क हो) अन्तरगतका क्षेत्रमा दैनिक रुपमा विद्युत कटौति हुने गर्छ।

लोडसेडिङ हिउँदमा बढि किन हुन्छ त?

नेपालका धेरैजसो पावर स्टेसन नदीको बहावमा आधारित (Run of River) छन, अर्थात पावर स्टेसनमा पुग्ने पानी नदीको बहाव कति छ त्यही अनुसार फरक पर्न सक्छ। बहाव फरक परे पनि पावर स्टेसनको क्षमतालाई वर्षभरिको पानीको उपलब्धता, बनाउन लाग्ने खर्च, निश्चित बहाव अनुसार उत्पादन हुने बिजुली र त्यसबाट आउने फाइदा लगायतका तत्वहरु ध्यानमा राखी optimize गरिएको हुन्छ। अहिले नेपालमा प्रचलित बहावमा आधारित Optimization भनेको Q40 वा चालिस प्रति शतांश (Fortieth Percentile)  हो। मौसम अनुसार बहाव फेरिने नेपाली नदीमा वर्षको कम्तिमा ४० प्रतिशत समयसम्म पावर स्टेसनले तोकिएको (Rated) पावर आउटपुट दिने गरि योजना बनाइएको हुन्छ। कम्तिमा ४० प्रतिशत समय कति पानी नदीमा प्राप्त हुन सक्छ भन्ने कुरा नदीको जलाधार क्षेत्रको विशेषता तथा त्यहाँको मौसमी विवरणको जलवैज्ञानिक विश्लेषण (Hydrological Analysis) गरेर पत्ता लगाइन्छ।  यस्तो गरि बनाइएका पावर स्टेसनले बर्सातका नदीमा धेरै पानी हुने बेला तोकिएको क्षमतामा काम गरे पनि कम पानी हुने हिउँदमा नदीबाट प्राप्त हुने बहावका आधारमा कम तोकिएको भन्दा कम उत्पादन गर्छन।माथिकै उदाहरणमा, हिउँदको बेला नदीको बहाव घटेर ३ क्युमेक भयो भने उत्पादन क्षमता पनि घटेर ३*१०००*९.८१*५०० = १४७१५००० वाट= १४७१५ किलोवाट = १४.७१५ मेगावाट मात्र हुन्छ। यसमा पनि Losses घटाउँदा हुन आउने वास्तविक क्षमता तोकिएको भन्दा त सारै नै कम देखिन्छ। यस्तो परिदृश्यले नै प्रस्ट हुन्छ किन हिउँदमा लोडसेडिङ बढ्छ। बर्सातको बेलामा हुने उत्पादनबाट आउने फाइदा हेरेर अहिले Q40 मा नै प्रोजेक्ट बनाउने प्रचलन हो।

जलाशय (Reservoir) युक्त योजनामा के हुन्छ?

जलाशययुक्त प्रोजेक्टमा पनि ‘हेड’ र बहाव हेरेर नै स्टेसनको क्षमता निर्धारित हुने हो, तर यसमा रहने जलाशयमा जम्मा हुने पानी प्रयोग गरेर लामो समयसम्म उही परिमाणको बहाव (Discharge) स्टेसनलाई दिन सकिन्छ, जसले गर्दा उत्पादन क्षमतामा तलमाथि हुन पाउँदैन अनि लोडसेडिङ पनि कम हुन्छ।

(जलविद्युत सम्बन्धि सामान्य जानकारीका लागि सम्बन्धित व्यक्तिसित सल्लाह लिएर तयार पारिएको हो।)

Advertisements