காற்றுச் சுழலி

கட்டற்ற கலைக்களஞ்சியமான விக்கிப்பீடியாவில் இருந்து.
தாவிச் செல்லவும்: வழிசெலுத்தல், தேடல்
காற்றுச் சுழலிப் பண்ணை இத்தாலி
காற்றுச் சுழலியின் கூரை அல்லது முகடு

காற்றுச் சுழலி (wind turbine) என்பது காற்றின் ஆற்றலை பொறிமுறை ஆற்றலாக மாற்றும் ஓர் இயந்திரம் அல்லது சாதனமாகும், இச்செய்முறை காற்றுத் திறன் என்றழைக்கப்படுகிறது. இப் பொறிமுறை ஆற்றல், மின்சாரத்தினை தயாரிக்கப் பயன்படுமாயின் இந்த இயந்திரமானது காற்றுச்சுழலி என்றோ அல்லது காற்று மின்சக்தி ஆலை என்றோ அழைக்கப்படும். இவ்வாற்றல் இயந்திரங்களை இயக்க பயன்படுமாயின் இச்சாதனம் காற்றாலை என்றும், மின்கலங்களை மின்னூட்ட பயன்படுத்தினால் காற்று மின்னூட்டி எனவும் அழைக்கப்படும். காற்றுச் சுழலி பல பரிமாணங்களையும், பாரிய தொழினுட்பங்களையும் தன்னகத்தே கொண்டது. காற்றுச் சுழலிகளை அனைத்துப் பிரதேசங்களிலும் பயன்படுத்த இயலாது. ஆனால், இயற்கையாகவும் இலவசமாகவும் கிடைக்கும் காற்றைக் கொண்டு, சூழல் மாசடையாமல் மின் ஆற்றலை உருவாக்கலாம். உலக ஆற்றல் தேவைகள் அதிகரித்துக் கொண்டிருக்கையில், மின் பற்றாக்குறையைத் தீர்ப்பதற்கு இவ்வாற்றல் உதவும். ஆனாலும் முதன்மையான ஒரு ஆற்றல் மூலமாக இதனைக் கருத இயலாது. உலகளவில் அமெரிக்கா, ஐரோப்பிய, ஆசிய, மற்றும் ஆத்திரேலியா நாடுகளில் இதனை ஒரு துணைச் செயற்பாடாகத்தான் செயற்படுத்துகிறார்கள்.

காற்றின் வகைகள்[தொகு]

நேர்க் காற்று[தொகு]

காற்றுச் சுழலியின் திசை மாற்றியபின் தடுப்புக் கருவி

"நேர்க் காற்று" என்பது ஒரே திசையை நோக்கிச் சீரான வேகத்தில் தொடர்ச்சியாகவும் அலைகள் குறைந்தும் வீசும் காற்று ஆகும். புவியமைப்பின் காரணமாகப் பல இடங்களில் நேர்க் காற்று வீசும். இந்த வகைக் காற்று காற்றாலைகளுக்குப் பெரிதும் பயன் உள்ளதாக அமையும். காற்றுச் சுழலிகளுக்கு அதிக காலத்திற்குக் நேர் காற்று தேவைப்படுகிறது என்பதால் இவ்வகைக் காற்று வீசும் இடங்களில் தான் பெரும்பாலான காற்றுச் சுழலிகள் அமைக்கப் படுகின்றன. அதனால் பெருமளவு மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய முடியும்.

அலைக் காற்று[தொகு]

"அலைக் காற்று" நேர்க்காற்றில் இருந்து சற்றுத் துண்டிக்கப்பட்டது. விட்டு விட்டு வீசும் தன்மை கொண்டது. இது ஒரு சில இடங்களில் மட்டுமே காணப்படுகின்றது. உதாரணமாக, சிறிய மலைப் பள்ளத்தாக்குகளைத் தாண்டிவரும் காற்று, அல்லது பெரும் காடு அல்லது வெளிகளில் இருந்து வரும் காற்று, பெரும் கடல் அலைகளில் மோதிவரும் காற்று, சூடான வெப்ப நிலையில் இருந்து குளிரான வெப்ப நிலைக்கு வரும் காற்று ஆகியவற்றைக் கூறலாம். இந்த வகைக் காற்றினால் காற்றாலைகளில் அதிக மின்சாரம் உற்பத்தியினைப் பெற இயலாது. காற்றுச் சுழலியின் பாதுகாப்புக் காரணமாகவும், இக்காற்றின் போது சுழலிகள் சில நேரங்கள் தொழிற்படாமல் நிறுத்தப்படும்.

மேல் காற்று[தொகு]

மேல் காற்று ஆனது அதிகக் காலங்களுக்குக் கிடைக்கக் கூடியதாகும். மேட்டுப் பிரதேசம், அல்லது மலைப்பிரதேசம் அல்லது கடல் நீரில் இருந்து 50 மீற்றர் உயரத்திலும் இவ்வகைக் காற்றைக் காணலாம். அதே வேளை நேர்க் காற்றாக உள்ளதனால் இந்த காற்று, காற்றுச் சுழலி இயந்திரத்துக்கு பெரிதும் உதவியாக உள்ளது. உதாரணத்துக்கு, விளையாட்டுப் பட்டம் மேல் காற்றுக்குச் சென்றடைந்தால் அப் பட்டம் பெரும்பாலும் நிலத்தில் விழாது எனலாம்.

சுழல் காற்று[தொகு]

சுழல் காற்று என்பது பெரும்பாலும் மாரி அல்லது மழைக் காலத்தில், மழையுடன் வரக்கூடிய காற்றாகும். ஒரு சில பிரதேசங்களில் இருக்கும் வெப்பமும் குளிரும் காரணமாகக் காற்றின் தன்மை மாறி ஒரு வகைச் சுழல் காற்றாக மாறுகிறது. அப்போது அதன் வேகமும் அதிகரிக்கும். அதே நேரத்தில் அதன் திசைகளும் மாறும். இதன் காரணமாக, தானியங்கிப் பொறிமுறைகள் அற்ற காற்றுச் சுழலிகளை இயக்குவது ஆபத்தானது என்பதால், இந்தச் சுழற்காற்று வீசும்போது அனைத்துக் காற்றுச் சுழலிகளும் செயல் படுத்துவது நிறுத்தி வைக்கப்படும்.

காற்றின் வேகம்[தொகு]

காற்றுச் சுழலிக்குக் காற்றின் வேகம் ஒரு முக்கியமான பண்பு ஆகும். காற்றுச் சுழலியானது திறம்படச் செயற்பட வேண்டுமாயின் காற்றின் வேகம் ஒரு வினாடிக்கு ஐந்து மீற்றர் தூரத்தில் இருந்து பதினைந்து மீற்றர் வரை இருக்க வேண்டும். அந்நிலையில் காற்றுச் சுழலிகள் உச்சத் திறனோடு செயல்படக்கூடியவை. அதே வேளை காற்றின் வேகம் வினாடிக்கு நான்கு மீற்றர் வேகமாக இருந்தால் காற்றுச் சுழலிகள் தொடர்ந்து செயல்படும் என்றாலும் அவற்றின் திறன் குறைவாகவே இருக்கும். இதன் காரணமாக மின் உற்பத்தியும் குறைவாக இருக்கும். ஒரு வினாடிக்குக் காற்றின் வேகம் நான்கு மீற்றருக்குக் குறைவாக இருப்பின் காற்றுச் சுழலிகள் செயல்படா. அத்தோடு ஒரு காற்றுச் சுழலி செயற்பட்டுக் கொண்டிருக்கும் போது காற்றின் வேகம் ஒரு வினாடிக்குப் பதினைந்து மீற்றருக்கு மேல் சென்றால் காற்றுச் சுழலிகளுக்குப் பேராபத்தைத் தரும் என்பதால் பாதுகாப்பு கருதித் தானியங்கிப் பொறிமுறையைப் பயன்படுத்திக் காற்றுச் சுழலிகள் நிறுத்தப்படுவது இயல்பு.

காற்றாடி[தொகு]

காற்றாடி என்பது காற்றின் அழுத்தம் காரணமாக அசையக் கூடியது அல்லது சுற்றக்கூடியது. இவை பல பரிமாணங்களைக் கொண்டுள்ளன, அவை பின் வருமாறு: ஒற்றைத் தகடு, இரட்டைத் தகடு, மூன்று தகடு, நான்கு தகடு, எட்டுத் தகடு, பன்னிரண்டு தகடுகளை கொண்டனவாகும். ஆரம்ப காலத்தில் பொறிமுறைகள் குறைவாகக் காணப்பட்டதனால், நான்கு, எட்டு, பன்னிரண்டு தகடுகளைக் கொண்ட காற்றுச் சுழலிகளே பயன்படுத்தப்பட்டன. ஆனால் இவ் வகை காற்றுச் சுழலிகள் காற்றின் அழுத்தம் அல்லது வேகம் காரணமாகக் காற்றை எதிர்த்துச் செயல்பட இயலாமையும், ஆபத்துக்களையும் ஏற்படுத்தின. இதன் காரணமாகத் தற்போதைய காலத்தில் மூன்று தகடுகளை கொண்ட காற்றுச் சுழலிகளே செயல்பாட்டுக்குத் தகுந்தவை என்ற முடிவுக்கு இறுதியாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் வந்துள்ளனர். அதே வேளை காற்று சுழலிகளின் தகடுகளின் நீளமும் பல அளவுகளைக் கொண்டுள்ளது. 2012 காலப்பகுதியில் ஒரு தகட்டின் சுற்றின் நடு விட்டம் எடுத்துக்கொண்டால் அதன் நடு விட்டம் நூற்றி இருபது மீற்றர் வரைக்கும் காணப்படும். ஆனால் பெரும்பாலான காற்றுச் சுழலிகள் நாற்பது மீற்றர் முதல் நூறு மீற்றர் வரையே பாவிக்கப்படுகின்றன. காற்றுச் சுழலிகளின் தகடுகளின் நீளம் ஒரு காற்றுச் சுழலியின் கோபுரத்தின் உயரத்தையும் அதில் பொருத்தபட்டு இருக்கும் இயந்திரத்தின் வலுவை பொறுத்தும் மாறுபடும். காற்றுச் சுழலிகளின் அதிகூடிய உயரமாக நூற்றி ஐம்பது மீற்றர் வரை காணப்படுகின்றன.

காற்றாடிகளின் செயல்பாடாக இரண்டு உள்ளன.

  • காற்றின் சக்தியை மாற்றுச் சக்தியாக்கும் திறன் கொண்டது.
  • மாற்றுச் சக்தியினால் காற்றுச் சக்தியை உருவாக்கும் திறன் கூடியது காற்றாடி ஆகும்.

காற்றுச் சுழலி வகைகள்[தொகு]

இவற்றில் இரண்டு பக்கவாட்டில் சுற்றும் காற்றுச் சுழலிகள் ஒன்று மேலும் கீழுமாகச் சுற்றும் காற்றுச் சுழலி

காற்றுச் சுழலி வகைகள் இரண்டாகும்

  • ஒன்று தரையில் இருந்து செங்குத்தாக 90° யில் வானத்தை நோக்கி உள்ள கோபுரத்தில் பக்கவாட்டாக இருக்கும் 0°அல்லது 180° அச்சில் மேலும் கீழும் சுற்றும் காற்றுச் சுழலி(Horizontal) வகை ஒன்று. இந்த வகை காற்றுச் சுழலிகள் மிகவும் உயரமாகக் காணப்படும்.
  • இன்னொன்று தரையில் இருந்து செங்குத்தாக 90°யில் இருக்கும் கோபுரத்தில் செங்குத்தாக இருக்கும் 90° அச்சில் பக்கவாட்டில் சுற்றும் காற்றுச் சுழலி(Vertical) ஆகும். இந்த வகை காற்றுச் சுழலிகள் மிகவும் உயரம் குறைந்தனவாக காணப்படும்.

காற்றாலை[தொகு]

மேலும் கீழும் சுற்றும் காற்றாலை(Horizontal) காற்றாலைகளை ஆரம்ப காலத்தில் நிலத்தடியில் இருக்கும் நீரை மேலே எடுப்பதற்காகவும், வேளாண்மை செய்பவர்கள் தங்கள் அன்றாட நீர்த்தேவையை பூர்த்தி செய்வதற்காகவும், இவ் வகை காற்றாலைகளை பயன்படுத்த ஆரம்பித்தனர். அதன் பின், கோதுமை போன்ற தானியங்களை அரைப்பத்துக்கும் காற்றின் சக்தியை இது போன்ற காற்றாலைகள் மூலம் மாற்று சக்திகளுக்காக பயன் படுத்தப்பட்டது, அதே நேரத்தில் ஆரம்ப காலத்தில் காணப்பட்ட காற்றாலைகளுக்கு பாரிய அளவு இயந்திர போறிமுறைகளோ, அல்லது பாரிய தொழில் நுட்பன்களோ காணப்படவில்லை. அத்தோடு இவைகளின் உயரமும் குறைவாகவே காணப்பட்டன. ஆரம்ப காலத்தில் இந்த வகை காற்றாலைகள் மரம், மரப்பலகை, மற்றும் இரும்புத்தகடுகள் போன்றவற்றினால் உருவாக்கப்பட்டவை. இந்தவகை காற்றாலைகள் நீளம் குறைவானதும், அகலமானதுமாக தகடுகளை கொண்டன. அதே வேளை நீளம் மற்றும் அகலம் குறைவான அதிக எண்ணிக்கையிலான (8,12) தகடுகளை கொண்டவும் காணப்பட்டது, பல காலங்களின் பின் இந்த வகை காற்றாலைகளில் இருந்தும் மின்சார உற்பத்தியும் செய்யப்பட்டன ஆனால் போதுமான அளவோ அல்லது அதிக சக்தி கொண்டா மிஞ்சாரத்தையோ இவைகளால் உற்பத்திசெய்யும் திறன் அற்றவையாகவே காணப்பட்டன. இதன் காரணமாக மின்சார உற்பத்திக்காக புதிய வகை காற்றுச் சுழலிகளை ஆராச்சியாளர்கள் உருவாக்கினார்கள்.

காற்றுச் சுழலி[தொகு]

காற்றுச் சுழலி கோபுரத்தின் உச்சியில் இருக்கும் பாரம் தூக்கி அல்லது சுமைதூக்கி மற்றும் குளிர்சாதன கருவி

மேலும் கீழும் சுற்றும் காற்றுச் சுழலி(Horizontal)

காற்றுச் சுழலி, காற்றாலைகளின் அடுத்த பரிமானமாகும். இவை ஆரம்பத்தில் நீளமான ஒற்றை தகடுகளை கொண்டதும், நூலிழைகளினால் தயாரிக்கபட்ட தகடுகளையும், உயரமான இரும்புத் தகட்டினால் ஆனா கோபுரங்களை கொண்டதுமாக அமைக்கப் பட்டன. ஆனால் இவற்றின் பயன் பாடு குறைந்து காணப்பட்டதனால், நூலிழை கொண்டு தயாரிக்கப்பட்ட இரட்டை தகடுகளை உடைய காற்றுச் சுழலி உருவாகப்பட்டன், இந்த வகை காற்றுச் சுழலிகளில் இருந்தும் அதி சக்தி கொண்டா மின் உற்பத்தியை பெறமுடியாமல் போகவே, ஆராச்சியாளர்கள் மாற்று திட்டத்தை வகுத்து நூலிழைகளை கொண்டு தயாரிக்கப்பட்ட நீளமான மூன்று தகடுகளை உடையதும், அதே வேளை அதிக உயரமானதுமான காற்றுச் சுழலிகளை உருவாக்கி அதில் வெற்றியும் கண்டார்கள். இதன் அடிப்படையில் சீமேன்டினால் ஆனா உயரமான கோபுரங்களை கட்டி அந்த கோபுரத்தின் உச்சியில் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் இயந்திரங்களை பொருத்தி அதன் முன் பக்கத்தில் காற்றுச் சுழலிகளின் காற்றாடித் தகடுகளை இணைத்து அதன் மூலம் பெருமளவு மின்சாரத்தை பெற்றார்கள். ஆனால் இங்கும் ஒரு பாதுகாப்பு பிரச்சனை உருவாகியது காற்றாடிகள் சுற்றும் போது அதன் எதிர் தாக்கம் அந்த சீமேந்து கோபுரங்களை சற்று தாக்க ஆரம்பித்தன இதனால் சீமேந்து கோபுரங்களில் வெடிப்புகள் உருவாக்கி காற்றுச் சுழலியை நீண்ட காலம் செயல்படமுடியாத வகையில் பாதிப்புகளை உருவாக்கியது. அதனால் 2000 ஆண்டு காலத்துக்கு பின் உருவாக்கப்பட்ட பெரும்பாலான கற்றுச் சுழலிகள் (காற்று சுழலிக்கு ஏற்ப) 40, 50, 60, 70,cm தடிப்பு உடைய இரும்புக்குளாய்களை கொண்டு கோபுரங்கள் உருவாக்கப் பட்டன. இந்த வகை கோபுரங்கள் அதிக காலங்களுக்கு பாதிப்புகள் இல்லாது பயன்படகூடியன. அதே நேரத்தில் காற்றுச் சுழலிகளுக்கு பாதுகாப்பாகவும் உள்ளன. இந்த வகை காற்றுச் சுழலிகளுக்கு அதி உச்ச தொழில்நுட்பங்களும் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

பக்கவாட்டில் சுற்றும் காற்றுச் சுழலி(Vertical)

செயல்பாடு[தொகு]

காற்றுச் சுழலியின் கோபுரத்தில் பொருத்தபட்டிருக்கும் இயந்திரங்கள்

காற்றுச் சுழலி என்பது இரு வகைகளாக செயல்படுகின்றன. மேலும் கீழும் சுற்றும் காற்றுச் சுழலி(Horizontal)

  • தானியங்கி செயல்பாடு
  • நேரடி செயல்பாடு பற்சில்லு மூலம் (தானியங்கி செயல்ப்பாடு அற்றவை)

தானியங்கி செயல்பாடு இதில் தானியங்கி செயல்பாடானது, காற்றுச் சுழலியின் காற்றாடிச் தகடுகள் ஒருமுறை சுற்றும் போது (360°) தானியங்கி செலுத்தம் மூலம் மின்னியற்றி 77,4 சுற்றுகளை சுற்றுகின்றன. இதனால் காற்று குறைவாக இருந்தாலும் இந்த வகை காற்றுச் சுழலிகள் செயல்பட கூடியவை ஆகும்.

நேரடி செயல்பாடு இதில் நேரடி செயல்பாடானது காற்றுச் சுழலியின் காற்றாடி ஒரு முறை சுற்றும் போது அச்சில் பொருத்தப்பட்டு இருக்கும் பற்சில்லு உதவியின் மூலம் மின்னியற்றிக்கு தேவையான அளவு சுற்றை மேலதிகமாக கொடுக்கின்றன அதன் மூலம் மின்னியற்றி சுற்றுகின்றன. ஆனால், காற்றில் வேகம் குறைவடையும் போது இதன் மின் உற்பத்தியும் பெருமளவில் குறையும் அல்லது தனது செயல்பாதடை இது நிறுத்திவிடும்.

குறிப்பு:மின்னியற்றியின் செயல்ப்பாட்டுக்கான சுற்றுக்கு ஏற்றவாறே இவை அனைத்தும் செயல் படும்.

காற்றுச் சுழலியின் தகடு காற்றுச் சுழலியின் காற்றாடித் தகடுகளும் தன்னை தானே சுற்ற கூடியவை, அவை காற்றின் வேகத்துக்கு ஏற்றால் போல் தன் பாகை சுற்றுகளை மாற்றி அமைக்கும், இதுவும் தானியங்கி மூலமே இப்போது செயல்படுகின்றன. பொதுவாக இவை 90° சுற்றும் திறன் கொண்டவை. காற்றின் வேகம் அதிகரிக்கும் போது, காற்றின் வேகத்துக்கு ஏற்றால் போல் தனது சுற்று எவ்வளவு இருக்க வேணுமோ அதற்கேற்றால் போல் தன் பாகையை குறைக்கும். காற்றின் வேகம் குறைவாக இருப்பின் தன் பாகை அளவை கூட்டும்.

உதாரணம்: காற்றின் வேகம் ஒரு வினாடிக்கு பத்து மீற்றர் இருக்குமே ஆனால் காற்றாடி தகடுகள் 45° அளவுக்கு அனைத்து தகடுகளும் திரும்பிவிடும், அதே வேளை காற்றின் வேகம் குறைந்து வினாடிக்கு 5 மீற்றர் என்ற அளவில் இருந்தால் காற்றாடி தகடுகள் அனைத்தும் 65° என்ற அளவுக்கு திரும்பிவிடும். அதாவது காற்றின் வேகம் குறையுமே ஆனால் தன் பாகை அளவை கூட்டும், காற்றின் வேகம் அதிகரிக்குமானால் தன் பாகை அளவை குறைக்கும். இவை அனைத்தும் காற்றுச் சுழலி செயல்பாட்டில் இருக்கும் போதே நிகழும்.

காற்றின் திசை காற்றின் திசை மாறுபடுமே ஆனால், காற்றுச் சுழலியின் அனைத்து செயல்பாடுகளும் உடனடியாக தானியக்கி மூலம் நிறுத்தப்பட்டுவிடும். அதேவேளை உடனடியாக காற்றின் திசை அறியப்பட்டு ஒரு மணி நேரத்துக்குள்ளேயே கோபுரத்தில் போருத்தபட்டு இருக்கும் காற்றுச் சுழலி காற்றின் திசையை நோக்கி தானியக்கி பொறிமுறை மூலம் திரும்பும் தன்மை கொண்டதும், இரு பக்கமாக திரும்பக்கூடியது. இது ஒரு பக்கமாக 270° அளவுக்கு திசையை மாற்றும் திறன் கொண்டது. அத்தோடு அனைத்து செயல்பாடும் சரியாக உறுதி படுத்தபட்ட நேரத்தில் மீண்டும் செயல்பட ஆரம்பிக்கும்.

தொழில்நுட்பம்[தொகு]

கற்றுச் சுழலியின் கோபுரத்தினுள் முதலாவது மாடியில் அனைத்து தொழில் நுட்பங்களையும் கவனித்துக்கொண்டு இருக்கும் தானியங்கி கட்டுப்பாட்டு அறை

2012 ஆண்டில் காற்றுச் சுழலிகளில் பயன்படுத்தப்படும் தொழினுட்பங்கள் பின்வருமாறு:

மின்னியக்கி[தொகு]

மின்னியக்கி வகைகள் இரண்டு அவையாவன:

மேலே குறிப்பிடப்பட்ட இரண்டு வகை மின்னியக்கிகள் காற்றுச் சுழலிகளில் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வலுவுடைய மின்னியக்கிகளே காற்றுச் சுழலிகளுக்கு ஏற்ப்புடையனவாக உள்ளன. 4500(kW) கிலோவாட் வரையிலான மின்னியக்கிகள் பொதுவாக பாவிக்கப்பட்டாலும் அதிகூடிய வலுவுடைய 8000(kW) கிலோவாட் கொண்டா மின்னியக்கிகளும் பாவிக்கப்படுகின்றன.

வரலாறு[தொகு]

பயன்படுத்தப்படும் நாடுகள்[தொகு]

இடம் நாடு மெகாவாட்
0 ஐரோப்பிய ஒன்றியம் 93.957
01 சீன மக்கள் குடியரசு 62.733
02 அமெரிக்க ஐக்கிய நாடு 46.919
03 செருமனி 29.060
04 எசுப்பானியா 21.674
05 இந்தியா 16.084
06 பிரான்சு 6.800
07 இத்தாலி 6.747
08 ஐக்கிய இராச்சியம் 6.540
09 கனடா 5.265
10 போர்த்துகல் 4.083
11 டென்மார்க் 3.871
12 சுவீடன் 2.970
13 ஜப்பான் 2.501
14 நெதர்லாந்து 2.328
15 ஆஸ்திரேலியா 2.224
16 துருக்கி 1.799
17 அயர்லாந்து குடியரசு 1.631
18 கிரேக்கம் (நாடு) 1.629
19 போலந்து 1.616
20 பிரேசில் 1.509
மொத்தம் 238.251

வெளியிணைப்புக்கள்[தொகு]

"http://ta.wikipedia.org/w/index.php?title=காற்றுச்_சுழலி&oldid=1388771" இருந்து மீள்விக்கப்பட்டது