जलविद्युत केंद्रामध्ये उंचीवर साठविलेल्या पाण्याच्या स्थितिज ऊर्जेचा वापर वीजनिर्मिती करण्यासाठी केला जातो. जल वीजनिर्मिती केंद्र हे सामान्यपणे जेथे धरण बांधले जाऊ शकते आणि भरपूर जलाशये मिळू शकतात, अशा डोंगराळ भागात स्थित असतात. नदी किंवा तलावावर बांध बांधून पाण्याचा दाब तयार केला जातो. पाणी उंचावर साठविल्यामुळे प्रचंड दाब निर्माण होऊन त्यामध्ये स्थितिज ऊर्जेचे रूपांतर गतिज ऊर्जेत होऊन टरबाइन फिरू लागतो. यात यांत्रिक ऊर्जेचे रूपांतर विद्युत ऊर्जेत होते .

महाराष्ट्रात कोयना, वैतरणा, येळदरी, वीर, राधानगरी, भाटघर, भंडारदरा, किल्लारी, भीरा इत्यादी ठिकाणी जलविद्युत केंद्रे चालू आहेत.

आ.१. जलविद्युत केंद्र : स्वरूप आणि व्यवस्था.

जलविद्युत केंद्राचे स्वरूप आणि व्यवस्था : धरणाची बांधणी नदी किंवा तलावाजवळ केली जाते आणि धरणाच्या पाठीमागे जलाशयासाठी पाणी साठवले जाते. जलाशयातून दबाव प्रणालीच्या साहाय्याने दाब काढून घेतला जातो आणि पाणी जलप्रवाहनियंत्रकाच्या (penstock) सुरुवातीला झडप घरामध्ये आणले जाते. झडप घरामध्ये मुख्यतः दोन प्रकारच्या झडपा असतात, एक म्हणजे कृत्रिम झडप आणि दुसरी म्हणजे स्वयंचलित झडप. कृत्रिम झडप ही ऊर्जा घराकडे जाणारा पाण्याचा प्रवाह नियंत्रित करते, तर स्वयंचलित झडप पेनस्टॉक स्फोटानंतर पाण्याचा प्रवाह खंडित करण्यासाठी वापरली जाते. ऊर्जा घरामधून जलप्रवाहनियंत्रक म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या मोठ्या स्टीलच्या वाहकनलिकेमधून पाणी टरबाइनवर घेतले जाते. पाण्यावर चालणारे टरबाइन जलशक्तीचे यांत्रिक ऊर्जेमध्ये रूपांतर करते. टरबाइनचा उपयोग रूपांतरक (alternator) चालविण्यासाठी होतो. रूपांतरकाच्या साहाय्याने यांत्रिक ऊर्जा विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतरित केली जाते.

लाट टाकी (वरून बाजूस उघडी) ही झडप घराला लागूनच बांधली जाते. या लाट टाकीचा उपयोग जलप्रवाहनियंत्रकाचे संरक्षण करण्यासाठी होतो. जेव्हा विद्युतभार अचानक कमी होतो, तेव्हा टरबाइनचे दरवाजे अचानक बंद होतात आणि जलप्रवाहनियंत्रकाच्या खालच्या बाजूने होणारा पाण्याचा प्रवाह अचानक खंडित होऊन जलप्रवाहनियंत्रक फुटण्याची शक्यता निर्माण होते. या परिस्थितीत लाट टाकी अचानक वाढलेला पाण्याचा दाब कमी करण्यासाठी टाकीमधील पाण्याची पातळी वाढवते आणि जलप्रवाहनियंत्रक फुटण्याचा धोका टाळते.

फायदे : (१) जलविद्युत केंद्रासाठी कोणत्याही इंधनाची आवश्यकता नसते. (२) हे केंद्र पूरनियंत्रण, सिंचनसाठी पाणी साठवण आणि पिण्याचे पाणी पुरवण्यासाठी उपयुक्त ठरते. (३) अल्प खर्चात वीजनिर्मिती होते. (४) जलविद्युत केंद्राची उभारणी साधी आणि अत्यंत मजबूत असते. (५) जलविद्युत केंद्र दीर्घकाळ कार्यक्षम असते. (६) जलविद्युत केंद्रापासून जळण, धूर आणि किरणोत्सर्गी प्रदूषणाचा धोका नसतो.

तोटे : (१) धरणाची बांधणी गरजेची असल्यामुळे जास्त भांडवली खर्चाचा समावेश होतो. (२) जलविद्युत केंद्राची कार्यक्षमता ही हवामानाच्या स्थितीवर अवलंबून असल्यामुळे मोठ्या प्रमाणावर पाण्याच्या उपलब्धतेबद्दल अनिश्चितता असते. (३) जलविद्युत केंद्राची उभारणी करण्यासाठी आणि सुरळीतपणे चालविण्यासाठी कौशल्यपूर्ण आणि अनुभवी कामगारांची आवश्यकता असते. (४) जलविद्युत केंद्र डोंगराळ भागात वसलेले असल्याने वीजनिर्मिती केल्यानंतर वीज दूरवर वाहून नेण्यासाठी जास्त खर्च येतो. (५) जलसंचय मोठ्या प्रमाणात करावा लागत असल्यामुळे जागा जास्त लागते. (६) उन्हाळ्यात पाण्याच्या कमतरतेमुळे वीजनिर्मितीवर परिणाम होतो.

 

जलविद्युत निर्मितीसाठी जलविद्युत निर्मिती केंद्र जास्त उपयुक्त असण्याची काही कारणे खालीलप्रमाणे आहेत:

1. नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत:

   जलविद्युत प्रकल्प पाण्यावर आधारित असतात, जो एक नैसर्गिकरित्या उपलब्ध आणि नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत आहे. एकदा पाणी वापरले की, ते पुन्हा वापरले जाऊ शकते. त्यामुळे जलविद्युत प्रकल्प दीर्घकाळ ऊर्जा निर्मितीसाठी उपयुक्त ठरतात.

2. कमी कार्बन उत्सर्जन:

   जलविद्युत प्रकल्पांमुळे कार्बन उत्सर्जन कमी होते. कोळसा किंवा नैसर्गिक वायू वापरून ऊर्जा निर्माण करण्याच्या तुलनेत जलविद्युत प्रकल्प पर्यावरणास कमी हानिकारक असतात. USGS नुसार, जलविद्युत प्रकल्प हवा प्रदूषण कमी करतात.

3. पाण्याचा साठा:

   जलविद्युत प्रकल्पांमुळे मोठ्या जलाशयांची निर्मिती होते. हे जलाशय पिण्याच्या पाण्यासाठी, सिंचनासाठी आणि इतर औद्योगिक कामांसाठी वापरले जाऊ शकतात. NRDC च्या माहितीनुसार, अनेक जलविद्युत प्रकल्प पूर नियंत्रण आणि पाण्याच्या व्यवस्थापनात मदत करतात.

4. दीर्घायुष्य आणि कमी खर्च:

   जलविद्युत प्रकल्पांचे आयुष्य इतर ऊर्जा प्रकल्पांच्या तुलनेत जास्त असते. एकदा उभारणी झाल्यावर, ते अनेक दशके ऊर्जा निर्माण करू शकतात. तसेच, त्यांचा देखभाल खर्च सुद्धा कमी असतो.

5. लोड व्यवस्थापन:

   जलविद्युत प्रकल्प मागणीनुसार विजेची निर्मिती करू शकतात. त्यामुळे, जेव्हा जास्त विजेची गरज असते, तेव्हा जलविद्युत प्रकल्प त्वरित वीज पुरवठा करू शकतात.