Wind mill : గాలిమరతో విద్యుత్ వెలుగులు.. పెన్ స్టేట్ యూనివర్సిటీ స్టూడెంట్ సాధించిన ఘనత!

దిశ, ఫీచర్స్ : పట్టణాల్లో, చాలా వరకు గ్రామాల్లో ప్రస్తుతం విద్యుత్ సౌకర్యం అందుబాటులో ఉంది. రాత్రిపూట విద్యుత్ వెలుగుల సౌరభాన్ని ప్రజలు ఆస్వాదిస్తుంటారు. అయితే ఆధునిక విద్యుత్ సౌలభ్యానికి అవకాశంలేని మారుమూల గ్రామాలు, కొండ ప్రాంతాలు, సముద్ర తీరాల్లో సైతం గాలిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే గాలి మరల(విండ్ టర్బైన్) ద్వారా కరెంటును అందిస్తుంటాయి ప్రభుత్వాలు. అయితే ఈ విధానాన్ని ఆధునీకరించి సౌకర్యవంతంగా మార్చిందో యువతి. దశాబ్దాల సమస్యకు పరిష్కారాన్ని కనుగొన్న ఆమె ఎవరో కాదు పెన్సిల్వేనియా స్టేట్ యూనివర్సిటీ (Pennsylvania State University) స్టూడెంట్ దివ్య త్యాగి. ప్రస్తుతం సోషల్ మీడియాలో ఆమె సాధించిన విజయం గురించిన వార్తలు వైరల్ అవుతున్నాయి.

విండ్ టర్బైన్ అంటే ఏమిటి?

విండ్ టర్బైన్ అనేది గాలి శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే ఒక యాంత్రిక సాధనం( mechanical tool). ఇది ప్రధానంగా పెద్ద బ్లేడ్లు, రోటర్, జనరేటర్, టవర్‌తో కూడి ఉంటుంది. గాలి వీచినప్పుడు బ్లేడ్లు తిరుగుతాయి. ఈ కదలిక లేదా చలనం రోటర్ ద్వారా జనరేటర్‌కు చేరి విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. విండ్ టర్బైన్లు సాధారణంగా గాలి వేగం ఎక్కువగా ఉండే ప్రాంతాలలో, ముఖ్యంగా సముద్ర తీరాలు, కొండ ప్రాంతాలు లేదా బహిరంగ మైదానాలలో స్థాపించబడతాయి. ఇవి పర్యావరణ హితమైన శక్తి వనరుగా, శిలాజ ఇంధనాలపై ఆధారపడటాన్ని తగ్గించడానికి ఉపయోగపడతాయి.

1920లో మొదటిసారిగా..

మొదట 1920లలో, ఏరోడైనమిక్ నిపుణుడు హెర్మన్ గ్లావర్ట్ విండ్ టర్బైన్ పనితీరును అంచనా వేయడానికి ఒక మోడల్‌ను పరిచయం చేశాడు. ఇది పునర్వినియోగ శక్తి(Renewable energy) రూపకల్పనలో మూలస్తంభంగా మారింది. అయితే, ఒక శతాబ్దం నాటి ఓల్డ్ టూల్స్ మాదిరిగానే, ఈ మోడల్‌లో కొన్ని లోపాలు ఉన్నాయి. ముఖ్యంగా డౌన్‌విండ్ థ్రస్ట్ అండ్ రూట్ బెండింగ్ మొమెంట్స్ అనే రెండు ప్రధాన శక్తులను(two major forces) గ్లావర్ట్ థియరీ విస్మరించింది. ఏంటంటే..100 మీటర్లకు మించిన భారీ విండ్ టర్బైన్లు, అనూహ్యమైన గాలి ప్రవాహాలలో ఈ శక్తులు కీలకంగా మారతాయి. ఈ సమస్యను ఆధునిక దృక్కోణంతో పరిశీలించిన పెన్ స్టేట్ ఏరోస్పేస్ ఇంజనీరింగ్ స్టూడెంట్ దివ్య త్యాగి, గ్లావర్ట్ మోడల్‌ను సమీక్షించి, దానిని మెరుగుపరిచింది.

గ్లావర్ట్ మోడల్‌ ఆధునీకరణ

దివ్య త్యాగి గ్లావర్ట్ మోడల్‌ను ఆధునీకరించడాని (modernize)కి, రియల్- వరల్డ్ టర్బైన్ డైనమిక్స్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకుని, గణితశాస్త్రాన్ని నవీకరించింది(Updated mathematics). ఆమె మోడల్‌లో డౌన్‌విండ్ థ్రస్ట్, అండ్ రూట్ బెండింగ్ మొమెంట్స్‌(Moments)ను చేర్చింది. ఇవి టర్బైన్ రూపకల్పన నిర్వహణలో చాలా ముఖ్యమైనవి. డౌన్‌విండ్ థ్రస్ట్ గాలి బ్లేడ్లపై మాత్రమే కాకుండా, మొత్తం నిర్మాణంపై ఒత్తిడి చేస్తుంది. అలాగే త్యాగి మోడల్ ఈ శక్తిని కొలిచి, అస్థిర గాలి పరిస్థితులలో టర్బైన్‌ను స్థిరంగా ఉంచడానికి సహాయపడుతుంది. రూట్ బెండింగ్ మొమెంట్స్ బ్లేడ్ బేస్‌పై గురుత్వాకర్షణ, అట్లనే రొటేషన్ వల్ల కలిగే ఒత్తిడిని పరిగణిస్తాయి. దీర్ఘకాల దృఢత్వాన్ని(Long-term stability) అంచనా వేయడంలో సహాయపడతాయి. అయితే ఆ యువతి డైమెన్షన్‌లెస్ సమీకరణలు(equations), తెలివైన అంచనాలతో భారీ సిమ్యులేషన్ల అవసరాన్ని తగ్గించి, వేగవంతమైన, కచ్చితమైన మోడల్‌ను రూపొందించింది.

విండ్ టర్బైన్‌తో పెరిగిన విద్యుత్ శక్తి

దివ్య త్యాగి చేసిన ఈ సరికొత్త ఆధునిక మోడల్ విండ్ టర్బైన్లు గాలి ద్వారా విద్యుత్ శక్తి ఉత్పత్తిని 5 నుండి 10 శాతం పెంచుతున్నాయి. ఇది ఒకే స్థానంలో ఉన్న టర్బైన్‌తో వేలాది గృహాలకు అదనపు విద్యుత్‌ను అందించగలదు. పైగా నిర్వహణ ఖర్చులను తగ్గించడం ద్వారా ఆర్థిక ప్రయోజనాలను కూడా అందిస్తుంది. టర్బైన్ల మనుగడ కాలాన్ని పెంచుతుంది. ఈ మెరుగైన సామర్థ్యం, స్థిరత్వం విండ్ ఎనర్జీని శిలాజ ఇంధనాలతో మరింత పోటీపడేలా చేస్తుందిని, క్లీన్ ఎనర్జీ భవిష్యత్తును రూపొందించడంలో త్యాగి మోడల్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుందని నిపుణులు చెబతున్నారు.

View this post on Instagram

A post shared by MTSBWY / Science, History, Entertainment & News (@maythesciencebewithyou)