திண்ணை

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear), கனடா

---

செம்பரிதி நெற்றிக் கனலில் கடல்நீர் ஆவியாகும்!

வெங்கரு மேகம் திரண்டு பேய்மழை பெய்யும்!

ஆற்று வெள்ளம் கரை புரண்டோடும்!

அணைக் கட்டு ஏரியில் நீர்மட்டம் ஏறும்!

கதவுகள் திறக்க நீரோடும்! சுழலிகள் சுற்றி இசைபாடும்!

கம்பத்தில் மாயமாய் மின்சக்தி பாய்ந்தோடும்!

முன்னுரை: 5000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு சைனாவில் காந்தசக்தி [Magetic Energy] கண்டுபிடிக்கப் பட்டதாக அறியப்படுகிறது! பல நூற்றாண்டுகளாக காந்தக் கருவி கப்பல் மாலுமிகளுக்குத் திசைகாட்டும் வழிகாட்டியாய்ப் பயன்பட்டு வருகிறது! மேலும் காந்தசக்தி இரும்புச் சாதனங்களைக் கவர்ந்திழுக்க உபயோகமாகிறது. 3200 ஆண்டுகளுக்கு முன்பாகப் பசிபிக் கடல் தீரத்தில் ஹவாயி போன்ற பாலினேசியா [Polynesia] தீவுச் செம்படவர் தமது பாய்மரப் படகுகளைத் தள்ள காற்றடிப்பைப் பயன்படுத்தி வந்ததாகத் தெரிகிறது. 2500 ஆண்டுகளூக்கு முன்பு வடிவக் கணிதத்தைக் [Geometry] கண்டுபிடித்த கிரேக்க வேதாந்தி தேல்ஸ் [Thales] என்பவர் மின்சக்தியைப் பற்றி முதலில் கூறியதாக வரலாறுகளில் அறியப்படுகிறது! வெப்ப உராய்வால் இரு பண்டங்களிடையே [Rubbing Fur against Amber] ஏற்படும் கவர்ச்சி நிலைச் சக்தியைப் [Electrostatic Force] பற்றி தேல்ஸ் விளக்கி யிருக்கிறார்! மூவாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன் சைனா மக்கள் நிலக்கரியை முதன்முதல் எரிக்கரியாகப் பயன்படுத்தியுள்ளனர். மிகச் சிறந்த எரிச்சக்தி எருவான நிலக்கரி மரக்கொப்புகளை விட மெதுவாக, ஆனால் நீண்ட நேரம் எரிந்து வெப்பம் தந்தது! கி.பி.1275 இல் மார்கோ போலோ (1254-1324) சைனாவிலிருந்து இத்தாலிக்குத் திரும்பியதும் மேற்றிசை நாடுகளுக்கு நிலக்கரியின் மகிமையைப் பற்றி அறிமுகப் படுத்தினார்!

பதினெட்டாம் நூற்றாண்டின் இறுதி, பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் துவக்க காலத்துக்கு இடையில் தோன்றிய தொழிற்புரட்சி யுகத்திற்குப் பிறகு யந்திரங்களை ஓட்ட யந்திர சக்தியும், யந்திர சக்தியைப் பெற, நீர்ச்சக்தியோ, நீராவியை உண்டாக்க வெப்ப சக்தியோ, விளக்குகளுக்கு ஒளியூட்ட மின்சக்தியோ தேவைப் பட்டன! 1765 இல் ஸ்காட்டிஷ் எஞ்சினியர் ஜேம்ஸ் வாட் [James Watt (1736-1819)] முன்னும், பின்னும் நகரும் பிஸ்டன் உள்ள நீராவி எஞ்சினைப் [Reciprocating Steam Engine] படைத்து நெம்புகோல் மூலம் [Crank Rod] சக்கரங்களைச் சுழல வைத்தார். எரிசக்திக்குத் தேவையான எருக்கள் நிலக்கரி, எரிவாயு, எரிஆயில் ஓரளவு பூமியிலே கிடைத்தாலும், மிக மலிவான நீர்ச்சக்தியைப் பயன்படுத்தி மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யும் முயற்சிகள் 1880 ஆண்டுகளில்தான் தலைதூக்கத் துவங்கின! உலகில் எரிசக்தி உற்பத்திக்கு இயற்கையாக கிடைக்கும் பரிதி ஒளி, காற்றடிப்பு, நீரழுத்தம், அலை நகர்ச்சி, பூதள வெப்பம், சாணம், நிலக்கரி, எரிஆயில், எரி வாயு, யுரேனியம் [Solar, Wind, Water, Waves, Geothermal, Biomass, Coal, Oil, Natural Gas, Urenium] ஆகிய எருக்கள் இருந்தாலும், எல்லாவற்றிலும் தூய்மையான, மாசற்ற சூழலில் ‘மீள்பிறப்பு சக்தியாய் ‘ [Renewable Energy] மனிதருக்குப் பலன் தருவது, நீர்ச்சக்தி ஒன்றே! அந்தப் பண்பாட்டில் பிறந்து நயாகார நீர்வீழ்ச்சிப் பள்ளத்தாக்கில் கட்டப்பட்ட கனடா, அமெரிக்க நாடுகளுக்குச் சொந்தமான 4300 MW ஆற்றல் கொண்ட நீரழுத்த மின்சக்தி நிலையங்கள் உலகத்திலே பெரிய நீர்ச்சக்தி நிலையங்களாகக் கருதப்படுகின்றன!

பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் பிறந்த மின்சக்தி யுகம்

போக்கு சக்தியை யந்திர மூலம் ஆக்க சக்தியாய் மாற்றுவது [Conversion of Kinetic Energy into Mechanical Energy] ஒன்றும் புதிதாகக் கண்டுபிடிக்கப் பட்டப் பொறியியல் நுணுக்கத் துறை யன்று! 2000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பாகவே, புராதன கிரேக்கர் மரச்சக்கரத்தை உருட்டி நீரிறைத்த [Wooden Waterwheel] வரலாறு பண்டைய நூல்களில் படிக்க முடிகிறது! பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டு இறுதியில் [1880] அமெரிக்கா முதன்முதல் மிச்சிகன், கிராண்டு ராபிட்ஸில் [Grand Rapids, Michigan] ஓர் நீரோட்ட டர்பைனைப் [Water Turbine] படைத்து இயக்கியது. 1882 செப்டம்பர் 30 இல் அமெரிக்காவின் முதல் நீரழுத்த மின்சக்தி நிலையம் ஃபாக்ஸ் நதியில், ஆப்பிள்டன் [Fox River, Appleton, Wisconsin] நகருக்கு அருகே நிறுவப் பட்டது. அதுவரை நிலக்கரியே மின்சக்தி உற்பத்திக்கு எருவாக உபயோகப்பட்டு வந்தது! 2001 இல் அமெரிக்காவில் 42% ‘மீள்பிறப்புச் சக்தி சுரபியாக ‘ [Renewable Energy Sources] நீர்ச்சக்தி [Hydropower] பயன்பட்டு, 6% மின்சக்தி உற்பத்தியாக இருந்து வருகிறது.

போக்கு சக்தியை யந்திர மூலம் ஆக்க சக்தியாய் மாற்றுவது [Conversion of Kinetic Energy into Mechanical Energy] ஒன்றும் புதிதாகக் கண்டுபிடிக்கப் பட்டப் பொறியியல் நுணுக்கத் துறை யன்று! 2000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பாகவே, புராதன கிரேக்கர் மரச்சக்கரத்தை உருட்டி நீரிறைத்த [Wooden Waterwheel] வரலாறு பண்டைய நூல்களில் படிக்க முடிகிறது! போட்டி ஒன்றில் வென்று முதன்முதல் நீரோட்ட டர்பைனை [Water Turbine] இயக்கிக் காட்டிய பிரென்ச் இள எஞ்சினியர், பெனாய் ஃபோர்னிரான் [Benoit Fourneyron]. அவர் டிசைன் செய்த ஆண்டு 1830! அவர் ஆக்கிய டர்பைன் ஆற்றல் 220 HP [Horse Power]. ஆனால் பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் உலக மின்சக்தி யுகத்தைத் [Age of Electricity] துவக்கி வைத்தவர், அமெரிக்க ஆக்க மேதை தாமஸ் ஆல்வா எடிஸன்! 1880 புத்தாண்டுக்கு முந்திய தினத்தில் எடிஸன், தான் படைத்த 50 மின் குமிழிகளை [Electric Bulbs] தனது மென்லோ பூங்கா ஆய்வுக் கூடத்தில் [Menlo Park Laboratory] வரிசையாக இணைத்து, ஆயிரக் கணக்கான மக்கள் முன்பாக முதன்முதல் ஒளியூட்டிக் காட்டினார்! 1882 செப்டம்பர் 4 ஆம் தேதி நியூ யார்க் கீழ் மன்ஹாட்டனில் 85 இல்லாத்தார்களுக்கு மின்விளக்குகளை மாட்டி, முதன்முதல் தெருக்கம்பங்களில் நீராவி ஜனனிகளின் மின்சக்தியைப் பரிமாறிக் காட்டினார்! அதற்காக எடிஸன் ஒவ்வொன்றும் 100 kw ஆற்றல் கொண்ட ஆறு அதிவேக நீராவி ஜனனிகளை வாங்கி, பெர்ள் வீதிப் பழைய கிட்டங்கியை மின்சக்தி இல்லமாக [Old Warehouse in Pearl Street converted into a Power House] மாற்றினார்.

1880 ஆண்டுகளில் எஞ்சினியர்களுக்கு நீர்ச்சக்தியின் மீது ஆர்வம் மிகுந்து, பூத நீர்வீழ்ச்சி விழுந்து வீணாக ஓடும் நயாகரா நதியில் மில்லியன் கணக்கான மெகாவாட் மின்சக்தி உற்பத்தி செய்ய முற்பட்டனர்! பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டு இறுதியில் [1880] அமெரிக்கா முதன்முதல் மிச்சிகன், கிராண்டு ராபிட்ஸில் [Grand Rapids, Michigan] ஓர் நீரோட்ட டர்பைனைப் [Water Turbine] படைத்து இயக்கியது. 1882 செப்டம்பர் 30 இல் அமெரிக்காவின் முதல் நீரழுத்த மின்சக்தி நிலையம் ஃபாக்ஸ் நதியில், ஆப்பிள்டன் [Fox River, Appleton, Wisconsin] நகருக்கு அருகே நிறுவப் பட்டது. அதுவரை நிலக்கரியே மின்சக்தி உற்பத்திக்கு எருவாக உபயோகப்பட்டு வந்தது! 2001 இல் அமெரிக்காவில் 42% ‘மீள்பிறப்புச் சக்தி சுரபியாக ‘ [Renewable Energy Sources] நீர்ச்சக்தி [Hydropower] பயன்பட்டு, 6% மின்சக்தி உற்பத்தியாக இருந்து வருகிறது. நயாகரா நீர்வீழ்ச்சி நதியின் 5000 HP கொண்ட முதல் டர்பைன் ஜனனி 1895 ஏப்ரலில் இயங்கத் துவங்கியது!

மின்சக்தி உற்பத்தி செய்ய முப்பெரும் மூலதனங்களான நிலக்கரி, எரி ஆயில், எரிவாயு போன்ற இயற்கை தாதுக்கனிகள் [Fossil Fuels (Coal, Oil, Natural Gas)], நீர், யுரேனியம் ஆகியவைப் பூமியில் இயற்கையாகவே கிடைக்கின்றன. மின்சார ஜனனியைச் சுற்ற வைக்க டர்பைன் சுழலிகள் முதலில் சுழல வேண்டும். டர்பைன் சுழலியைத் தொடர்ந்து சுற்ற வைக்க ஒன்று நீரழுத்தம் [Water Pressure] வேண்டும். அல்லது நீராவி அழுத்தம் [Steam Pressure] தேவைப்படும். அணையைக் கட்டி ஏரியில் நீர் மட்டத்தை உயரமாக்க முடிந்தால், டர்பைன் சுழலியைச் சுற்றத் தேவையான நீரழுத்தம் உண்டாகிறது. நீராவி உற்பத்திக்கு வெப்பம் உண்டாக்க நிலக்கரி, எரிவாயு, எரிஆயில் ஆகிய மூன்றில் ஏதாவது ஓர் எரித்தாது பயன்படுத்தப் படலாம். அல்லது யுரேனிய அணுவை நியூட்ரான் கணைகளால் பிளந்து எழும் அணு வெப்பசக்தியை நீராவி உண்டாக்க உபயோகிக்கலாம்.

நீர்மின்சக்தி உண்டாக்க மேட்டிலிருந்து பள்ளத்தில் ஆண்டு முழுவதும் ஓடும் ஓர் ஆறோட்டம் இயற்கையாக அமைந்திருக்க வேண்டும். அவ்விதம் ஓடும் ஆறோட்டத்தில் பெரும்பகுதி நீர் திருப்பப்பட்டு அணை மூலம் செயற்கை ஏரியில் சேமிக்கப் படவேண்டும். அணையின் அடித்தளத்தில் மின்சக்தி நிலையம் அமைக்கப் படும். ஏரியின் நீர் ‘நீர்புகுத்தி பைப்புகள் ‘ [Penstock Pipes] வழியாகத் திறந்துவிடப் பட்டு, டர்பைன் சுழலிகள் சுழல்கின்றன. டர்பைன் சுழிலியின் சுழற்சி, ஜனனியின் காந்தசக்தியில் மின்சாரமாக மாற்றப் படுகிறது. அணைக் கதவுகள் நீர் மட்டத்தையும், கொள்ளளவையும் கட்டுப் படுத்த ஏற்றி இறக்கப் பயன்படும்.

கனடா நாட்டின் நீர்ச்சக்தி ஆற்றல் பயன்பாடு

நீர்வளச் செல்வம் பேரளவு பெற்ற கனடா, உலகிலே மிக்க அளவு நீர்ச்சக்தி ஆற்றலைப் பெற்று, அதனை மின்சக்தியாக மாற்றி வருகிறது. 2002 ஆண்டில் மட்டும் 353,000 GWh [Giga Watt Hour] மின்சக்தியைக் கனடா பரிமாறி உலக வரிசையில் முதலாவது இடத்தில் அமர்ந்துள்ளது! அந்த ஆண்டில் அடுத்தது அமெரிக்கா [300,000 GWh], பிரேஸில் [300,000 GWh], சைனா [258,000 GWh], ரஷ்யா [174,000 GWh], நார்வே [121,000 GWh] மின்சக்தியை உற்பத்தி செய்துள்ளன. உற்பத்தியாகும் மின்சக்தியில் 60 சதவீதத்துக்கும் மேலான அளவு, தூய்மை பெற்ற நீரழுத்த மின்சக்தியே எடுக்கப்பட்டு கனடாவின் விளக்குகளை ஏற்றியும், தொழிற்துறை யந்திரங்களை ஓட்டியும் வருகிறது. 9% நீரோட்ட மின்சக்தி அளவு அமெரிக்காவுக்கு விற்கப்படுகிறது. உலக உற்பத்தியில் 13% நீரோட்ட மின்சக்தி கனடாவில் ஆக்கப்படுகிறது!

எத்தகைய உச்ச முறையில் இயங்கினாலும் நிலக்கரி, எரிவாயு, எரிஆயில் வெப்ப மின்சார நிலையங்களின் பயனெடுப்பு 60% [Efficiency 60%] ஆக உள்ளபோது, நீரோட்ட மின்சக்தி நிலையத்தின் திறமெடுப்புத் தகுதி 90% ஆக உன்னத நிலையில் இருந்து வருகிறது! கனடாவில் இன்னும் தங்கியிருக்கும் நீர்ச்சக்தி இருப்பு ஆற்றல்: 182,832 MW! இதில் மின்சக்தி எடுக்கத் தகுதி பெற்றது (20%): 34,371 MW. கனடாவின் அண்டாரியோ மாநிலத்தில் மட்டும் அண்டாரியோ மின்சார உற்பத்திக் கம்பெனி OPG (Ontario Power Generation Inc] 36 நீரழுத்த நிலையங்களை இயக்கி வருகிறது. அண்டாரியோவின் 26 ஆறுகளில் 240 அணைகளைக் கட்டி 29 சிறிய நீர்ச்சக்தி நிலையங்களை ‘தூரக் கட்டுப்பாடு ‘ [Remote Control Stations] முறையில் ஓட்டி வருகிறது.

இரண்டு வித நீர்ச்சக்தி நிலையங்கள் இயங்கி வருகின்றன. முதல் முறையில் உச்சத் தேவைக் காலங்களில் மின்சக்தி பரிமாறும் பூத டர்பைன் ஜனனிகள். அடுத்த மாடல் டர்பைன் ஜனனிகள் எதிர்த்திசையில் மோட்டர்-பம்பு முறையில் இயங்கி [Reverse Operation as Motor Pump Set] ஆற்று வெள்ளத்தை மீண்டும் ஏரிக்கு அனுப்புகிறது. மின்சக்தி மிகுதியாகத் தேவை யில்லாத காலங்களில், மிஞ்சிய மின்சக்தியை உறிஞ்சிக் கொண்டு நீரனுப்பு நிலையமாக [Pumping Station] சில டர்பைன் ஜனனிகள் இயங்கி, ஏரியின் நீர்மட்டத்தை ஏற்றி உச்ச நிலைத் தேவைகளுக்காகச் சேமித்து வைக்கின்றன!

நீரோட்ட மின்சக்தியின் மலிவான உற்பத்தி மதிப்பு

நீரழுத்த மின்சார உற்பத்திக்கு வேண்டிய இயற்கை, செயற்கை அமைப்பாடுகள் எவை ? ஆண்டுதோறும் எக்காலத்திலும் வற்றாமல் ஓடும் ஆறோட்டம் ஒன்று, செங்குத்துப் பள்ளத்தாக்கில் விழவேண்டும். நீரோட்ட மிகுதிக்குத் தக்கவாறும், பள்ளத்தாக்கின் ஆழத்திற்கு ஏற்றவாறும் நீரழுத்த வெள்ளம் மிகையாகவோ, குறைவாகவோ மின்சக்தியை உற்பத்தி செய்ய முடியும். அடுத்து நீரைச் சேமித்து வைக்க ஒருபெரும் ஏரி வெட்டப்பட வேண்டும். ஏரி அகலமாகவும் ஆழமாகவும் தோண்டப்பட்டு, நீர்க் கொள்ளளவு மிகையாக்கப் பட்டால், இணையாக இயங்கும் பல டர்பைன் ஜனனிகளை ஒரே சமயத்தில் ஓட்ட முடியும். ஏரியின் நீர் மட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்தச் சாளரத் துளைகள் பல எண்ணிகை கொண்ட ஓரணை கட்டப்பட்டு, ஏற்றி இறக்கும் கதவுகள் [Shutter Valves] அமைக்கப் படவேண்டும்.

மின்சாரம் தயாரிக்க இணையாக இயங்கும் பல டர்பைன் ஜனனிகள் பள்ளத்தாக்கின் கீழ் நிறுவகமாக வேண்டும். ஏரிநீர் சரிவில் இறங்கி டர்பைன் சுழலிகளைச் சுற்ற வைக்கத் தனித்தனி ‘நீர் புகுத்திகள் ‘ [Penstocks], சரிவுக்கு மேலோ அல்லது பூமிக்குக் கீழோ ‘ஓகி வளைவில் ‘ [Ogee Curve] புதைக்கப் பட்டு, டர்பைன் நுழைவாயில் இணைக்கப்படும். டர்பைன் வெளியாக்கும் நீர் இழுக்கப்பட்டு ஆற்றில் கலக்க வால்புறத்தில் சூன்ய விரிக்குழல்கள் [Draft Tubes] சேர்க்கப்படுகின்றன. இறுதியில் உண்டாகும் மின்சாரத்தை அனுப்ப மாற்றிகள், கடப்புக் கோபுரங்கள் [Transformers & Transmission Towers] தேவைப்படுகின்றன.

நீரழுத்த மின்சக்திச் சமன்பாடு:

[P(Power)KW=H(Head ft)xQ(Flow cuft/sec)xW(Wt of water lbs/cuft)/737]

ஐம்பது ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக நீடிக்கும், சராசரி ஆற்றல் 30 MW கொண்ட நீர்ச்சக்தி நிலைய மின்சக்தி உற்பத்திச் செலவு 2.4 cents/KWh, இயக்கப் பராமரிப்புச் செலவு 0.7 cents/KWh [மொத்தச் செலவு: (3-4) cents/KWh]. துவக்க முதல்மதிப்பு [Initial Capital Costs]: $(1700-2300)/KW. அமெரிக்காவின் நீரனுப்பு, நீர்ச்சக்தித் திறம்: 95,000 MW என்று கணிக்கப் படுகிறது. அவற்றின் மூலம் மின்சக்தி தயாரிக்க முடிந்தால், அமெரிக்காவுக்கு 500 மில்லியன் பார்ரெல் [Barrel] எரிஆயில் ஆண்டு ஒன்றுக்கு மிச்சப்படும்!

நயாகரா நீர்ப்பங்கீட்டில் கனடா அமெரிக்க ஒப்பந்தம்

14,000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பனிப்பாறை மந்தைகள் [Glaciers] வட அமெரிக்காக் கண்டத்தை மூடி, அவற்றின் எடை அழுத்தத்தால் தோண்டப் பட்டவைதான் சுப்பீரியர், மிச்சிகன், ஹூரான், ஈரி, அண்டாரியோ என்னும் ஐம்பெரும் ஏரிகள்! அவற்றின் கூரிய ரம்பப் பற்கள் அறுத்த ஆழப் பள்ளத்தாக்குகளில் ஒன்றுதான் இந்த நயாகரா நதி ஓடும் செங்குத்துக் கால்வாய்! பனிப்பாறைகள் வெட்டிய ஆறுகளில் பனிமலைகள் உருகி பல்லாயிரம் ஆண்டுகளாக வெள்ளம் புரண்டு ஏரிகள் நிரம்பி வழிந்து, செயின்ட் லாரென்ஸ் நதியில் 2350 மைல் சென்று கடலை அடைந்து வருகிறது!

ஈரி ஏரியையும், அண்டாரியோ ஏரியையும் இணைக்கும் நயாகரா நதியும், அதில் விழும் உலகப் புகழ் பெற்ற நயாகரா நீர்வீழ்ச்சியும், கனடா அமெரிக்க எல்லையில் அமைந்திருப்பதால் இரண்டு நாடுகளுக்கும் பொதுவானவை. இரண்டு ஏரிகளின் நீர்மட்டங்கள் 326 அடி வேறுபட்டவை. அதாவது ஈரி ஏரியின் நீர்மட்டம், அண்டாரியோ ஏரியின் நீர்மட்டத்தை விட 326 அடி உயரமானது. இரண்டு ஏரிகளுக்கும் இடையே பயணம் செய்யும் உலகக் கப்பல்களும், உள்நாட்டுக் கப்பல்களும் 326 அடி நீர்மட்ட வித்தியாசத்தைக் கடக்க எட்டு தடாகப்படிகள் கொண்ட புனல் தொட்டிகளின் [Hydraulic Locks] வழியே இறங்கியோ அல்லது ஏறியோ செல்ல வேண்டும். புனல் தொட்டிகள் கட்டப் பட்டுள்ள 27 மைல் நீளமான வெல்லண்டுக் கால்வாய் [Welland Canal] நயாகர நதிக்கு இணையாகச் செயற்கையாக வெட்டப்பட்டது.

பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டு இறுதியிலிருந்து நயாகரா நதி நீரோட்டத்தில் மின்சக்தி எடுத்து வரும் கனடா, அமெரிக்க நாடுகள் இரண்டும் தமக்குள் உறுதியாக 1950 ஆம் ஆண்டில் ‘நயாகரா நீர்ப்பங்கீட்டு ஒப்பந்தம் ‘ [Niagara Diversion Treaty (1950)] ஒன்றை எழுதி உடன்பட்டுக் கொண்டன. அதன் விதிப்படி நயாகரா நதியில் ஓரளவு வெள்ளம் ஆண்டு முழுவதும், பொதுமக்கள் காட்சி விருந்துக்கு வீழ்ச்சியில் கொட்ட விடப்பட வேண்டும். நயாகரா நதியோட்டத்தில் கனடா 56,500 cuft/sec நீர் வெள்ளமும், அமெரிக்கா 32,500 cuft/sec அளவு நீர் பங்கிட்டுக் கொள்ளலாம் என்று உடன்பாடாகி யுள்ளது. ஒப்பந்தக் கம்பெனிகள் இரண்டு: நியூ யார்க் மாநில மின்சார வாரியம் [Power Authority of the State of New York], கனடாவில் அண்டாரியோ நீர்ச்சக்தி மின்சாரக் குழுவகம் [Hyroelectric Power Commission of Ontario (Now Ontario Power Generation Inc. (OPG)].

நயாகரா நதியிலிருந்து அமெரிக்க நீரழுத்த நிலையங்களுக்கு 46 அடி அகலம், 66 அடி உயர அடித்தளக் குகைக் குழல்களில் நீர் வெள்ளம் பிரித்தெடுக்கப் படுகிறது. அந்த நீர் செயற்கை ஏரி ஒன்றில் சேமிப்பாகி அடுத்து 341 அடி தணிந்தோடி 13 டர்பைன் ஜனனிகளை இயக்கி மின்சாரம் உற்பத்தி செய்கிறது. கானடா 33 டர்பைன் ஜனனிகளை ஓட்டி, மின்சாரம் பரிமாறி வருகிறது. நயாகார நதி தீரத்தில் நியூ யார்க், அண்டாரியோ ஆகிய மாநிலங்களின் 25% மின்சக்தி ஆற்றல் நீர்ச்சக்தியால் உற்பத்தியாகி வருகிறது!

அமெரிக்காவின் நயாகரா நீர்வீழ்ச்சி நிலையம்

1961 ஆண்டு முதல் நயாகரா பள்ளத்தாக்கில் இயங்கி வரும் அமெரிக்காவின் மிகப்பெரிய நீர்ச்சக்தி நிலையம் ராபர்ட் மோஸஸ் நயாகரா நீரழுத்த மின்சார நிலையம் [Robert Moses Niagara Power Plant]. 800 மில்லியன் டாலர் [1960 மதிப்பு] செலவில் கட்டப் பட்டது. ராபர்ட் மோஸஸ் நியூ யார்க் மின்சக்தி வாரியத்தின் அதிபராக இருந்த போது, அந்த நிலையம் நிறுவகமானது. 13 டர்பைன் ஜனனிகள் இயங்கி 2275 MW ஆற்றல் உற்பத்தி செய்கிறது. நவம்பர் முதல் ஏப்ரல் வரை நயாகரா நீரோட்டம் சீராகக் நீச்ச அளவில் [50,000 cuft/sec] இருக்கும். அப்போது நீர்ச்சக்தி நிலையங்கள் யாவும் உச்ச அளவில் மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யும். ஏப்ரல் முதல் நவம்பர் வரை பனித் துண்டுகள் உருகுவதாலும், மழை பெய்வதாலும் நீர்வீழ்ச்சிக்குக் கீழோடும் நீர்மட்டம் 3 அடி உயரும்! கனடா, அமெரிக்காவுக்குச் சொந்தமான அகில நாட்டுக் கண்காணிப்பு அணை [International Control Dam] நீர்வீழ்ச்சியிலிருந்து 1.6 மைல் தூரத்தில் உள்ளது. அகில நாட்டு அணையின் அகலம் 2200 அடி! மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யும் நிலையத்துக்கு அருகில் நிறுவகமான நீரனுப்பு நிலையம் [Lewiston Pumping Station] 12 மோட்டர் பம்பு இணைப்புகளைக் கொண்டு 300 MW ஆற்றல் உடையது.

முதலாம் ஆடம் பெக் நிலையத்தின் அமைப்பு

குதிரை லாடம் போன்று வளைந்த கனடா நீர்வீழ்ச்சில் விழும் பொதுவான நீரின் அளவு: 100,000 cuft/sec. உச்ச வீழ்ச்சி அளவு: 225,000 cuft/sec! இரவு நேரங்களில் நதியில் மிகையான அளவு நீர் வெள்ளம் நிலையங்களுக்கு திருப்பப் படுவதால், நீர்வீழ்ச்சியில் ஓட்டம் குன்றி 50,000 cuft/sec ஆகக் குறைகிறது.

கனடாவின் ஆடம் பெக் நீரழுத்த மின்சார நிலையங்கள் அமெரிக்காவின் ராபர்ட் மோஸஸ் நிலையத்துக்கு எதிரே நிறுவகமாகி யுள்ளன. கனடா நிலையங்களுக்கு வேண்டிய நீர் வெள்ளம் குதிரை லாட நீர்வீழ்ச்சிக்கு முன்புறத்தே 1.6 மைல் தூரத்தில் அமைக்கப் பட்டுள்ள நுழைவுக் கதவுகள் மூலமாக எடுத்துக் கொள்ளப் படுகிறது. அந்த நுழைவுக் கதவுகள் கனடாவின் கண்காணிப்பு அணைக்குத் [Hydro Control Dam] தென்புறம் உள்ளன. அதனால் ஏதுவாக இன்னும் 90 அடி நீர்மட்ட உயரம் கனடா நிலையங்களுக்கு மிகையாக் கிடைக்கிறது. கனடாவின் ஏரி 750 ஏக்கர் நீர்ப்பரப்பு உள்ளது.

கனடாவின் நிலையங்களுக்கு நீரனுப்பும் இரட்டைப் பைப்புகள் 45 அடி விட்டத்தில் 5.5 மைல் தூரம் பூமிக்குள் புதைபட்டுச் செல்பவை. அந்த இரண்டு பூதப் பைப்புகளும் 30,000 cuft/sec நீர் வெள்ளத்தை டர்பைன் ஜனனிகளுக்குச் செலுத்துகின்றன! முதல் ஆடம் பெக் நிலையம் 590 அடி நீளம், 135 அடி அகலம் கொண்டு 18 மாடி அடுக்கு உயரம் கொண்டது. அதற்கு நீரூட்டும் பைப்புகள் 383 அடி நீளம் 16 அடி விட்டமுள்ள நீர்புகுத்திகள் [Penstocks]. 1917 இல் கட்டத் துவங்கி 1921 இல் முடிவு பெற்றது. 10 டர்பைன் ஜனனிகளைக் கொண்டு 470 MW மின்சார ஆற்றல் உற்பத்தி செய்யும் திறமுடையது. கனடாவின் முதல் HEPC அதிபர் ஸர் ஆடம் பெக் முயற்சி எடுத்துக் கட்டிய முதல் நீரழுத்த நிலையம் அவரது பெயரால் அழைக்கப் பட்டது. நிலையத்தைக் கட்டி முடிக்க 76 மில்லியன் டாலர் [1917 நாணய மதிப்பு] செலவானது. 10,000 பணியாட்கள் வாரச் சம்பளம் 35 டாலரில் நான்கு ஆண்டுகள் வேலை செய்தனர்! ஸர் ஆடம் பெக் 1925 ஆம் ஆண்டு காலமானார்.

இரண்டாம் ஆடம் பெக் நிலையத்தின் அமைப்பு

முதல் ஆடம் பெக் நிலையத்துக்குத் தென்புறம் இரண்டாவது ஆடல் பெக் நிலையம் கட்டப்பட்டுள்ளது. 16 டர்பைன் ஜனனிகளைக் கொண்ட அந்நிலையம் 1290 MW மின்சார ஆற்றல் பெற்றது. ஏரியை நிரப்ப அமைக்கப்பட்டுள்ள 6 நீரனுப்பு மோட்டர் பம்பு இணைப்புகள் 120 MW திறமுடையவை. நிலையத்தின் நீளம்: 875 அடி! 16 அடி விட்டமும், 492 அடி நீளமான நீர்புகுத்திகள் 292 அடி தணிந்து நீரனுப்பி டர்பைன் ஜனனியை இயக்குகின்றன. 157 மில்லியன் செலவில் 1951 இல் கட்ட ஆரம்பிக்கப் பட்டு, 1954 இல் முடிந்து டர்பைன்கள் இயங்கத் துவங்கின. குளிர் காலத்தில் பனித்துண்டுகள் டர்பைன் ஓட்டத்திற்கு இடையூறு அளிக்காதபடி இருக்க நுழைவாயிலில் 14 ஏக்கர் நீர்பரப்பை சுவர் கட்டிப் பாதுகாக்கிறது. நீரிழுக்கும் பைப்புகள் நீருக்கு அடியே இரண்டு 500 அடி நீளத்தில் வடிகட்டும் முறையில் கீழாக அமைக்கப் பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு பைப்பும் 20,000 cuft/sec அளவு நீரனுப்பும் தகுதி யுடையது.

நீரோட்ட மின்சக்தி உற்பத்தியின் மேன்மைகள்.

எரிசக்தி பரிமாறும் மூல எருக்களில் மாசுச் சூழலைத் தவிர்க்கும் தூய்மையான மூலவளம் இயற்கை நமக்கு ஏராளமாக அளித்திருக்கும் நீர்ச்சக்தியே! பரிதியின் வரையரையற்ற பூத வெப்பசக்தியால் மீண்டும், மீண்டும் உயிர்த்தெழும் ‘மீள்பிறப்பு நீர்ச்சக்தி ‘ [Renewable Energy] இல்லாத நாடுகள் மிக மிகக் குறைவு! நீர்ச்சக்தி மின்சார நிலையம் வெளியேற்றும் விஷக்கழிவுகள் எதுவும் சிறிதுகூட இல்லை! வெப்பசக்தி மின்சார நிலையங்கள் வெளியாக்கும் வெப்பக் கழிவுகள், இரசாயன திட வாயுக் கழிவுகள் எவையும் நீர்ச்சக்தி நிலையத்தில் சிறிதுகூடக் கிடையா! நிலக்கரி மூலதனத்தை இரயில் வாகனங்கள் மூலம் நூற்றுக் கணக்கான மைல் ஏற்றிவரும் தூக்குச் செலவுபோல், நீர்ச்சக்தி நிலையங்களுக்கு எரிக்கருச் செலவு எதுவும் இல்லை [No Fuel Cost]! திடாரென எரிஆயில் விலை ஏறுவதுபோல், நீர்ச்சக்தி மூலதனத்தின் விலை மிஞ்சுவதில்லை! சுயநிலையில் இயங்கி மின்சக்தி பரிமாறும் நீர்ச்சக்தி மின்சார நிலையங்களைக் கண்காணிப்பதும், பராமரிப்பதும் மிகமிகச் செலவு குன்றிய பணிகள்! 120 ஆண்டுகளாகப் பண்பட்டுப் பழக்கப்பட்ட பொறியியற்துறை நுணுக்கமான நீர்ச்சக்தி நிலையங்கள், உலகிலே நம்பிக்கை அளிக்கும் உறுதியான மின்சக்தி பரிமாறும் நிறுவகங்கள்!

நீண்ட ஆயுள் கொண்ட இந்த நிலையங்கள் சில இன்னும் அரை நூற்றாண்டைத் தாண்டித் திறமையுடனும் வலுவுடனும் பணியாற்றிக் கொண்டு வருகின்றன! எரிசக்தி மாற்றப் பொறித்துறையில் [Energy Conversion Technology] 90% ஆக்கசக்தி மாற்றம் அளிக்கும் திறனுள்ள மின்சக்தியாக எல்லாவற்றுக்கும் முன்னதாக நிற்கிறது! நிலக்கரி, எரிவாயு, எரிஆயில் மின்சக்தி நிலையங்களை இயக்க 8-12 மணி நேரங்களும், அணு மின்சக்தி நிலையங்களை இயக்க இரண்டு மூன்று நாட்களும் எடுக்கும் போது, நீர்ச்சக்தி நிலையங்களைக் குன்றிய பொழுதில் ஆரம்பிக்க முடியும்! அடிப்படை, உச்ச மின்சார ஆற்றல் தேவைகளை ஒப்பிட்டால் [Base Load & Peak Load Power Demands] நீர்ச்சக்தி நிலையங்கள் இராப்பகலில் நேரும் உச்சத் தேவைகளுக்குத் துவக்கப் பட்டு, வெகு விரைவில் மின்சக்தித் தேவையைப் பூர்த்தி செய்ய உதவி வருவது, எல்லாப் பணிகளிலும் மேலானதாகக் கருதப்படுகிறது!

தகவல்கள்:

1. Thinking About Ontario, A Hosford Study Atlas [1981]

2. Electricity from Water Power, Machines & Engines By: A.G.Winterburn [1973]

3. Niagara Falls Hydro Power [The Columbia Electronic Encyclopedia (2003)]

4. Niagara Falls History of Power [www.niagarafrontier.com/power.html]

5. Hydroelectric Generation Niagara Plant Group [May 28, 2003]

6. Hydroelectric Energy in Canada [2002]

7. Hydropower Program U.S. Dept of Energy Report

8. The History of Hydroelectric Energy in Canada

9. Ontario Power Generation [March 28, 2003]

****

jayabar@bmts.com [S. Jayabarathan]

Series Navigation

---