Monday, March 21, 2016

ලංකාවේ විදුලි ක්‍ෂේත්‍රය ගැන - 2 (විදුලි උත්පාදනය)

ලංකාවේ විදුලි ක්‍ෂේත්‍රය ගැන - 2 (විදුලි උත්පාදනය)




විදුලි පද්ධතියක විදුලිය උත්පාදනය කරන්නේ මූලික වශයෙන් ජෙනරේටර් යන්ත්‍ර භාවිතයෙනි. ජෙනරේටරයකින් විදුලිය උත්පාදනය කිරීමට නම් එය කරකැවිය යුතුය​. ජෙනරේටරය කරකැවීමට වෙනත් ශක්ති ප්‍රභවයක් භාවිතා කළ යුතුය​.

එනම් ජෙනරේටරකින් සිදු වන්නේ යම්කිසි යාන්ත්‍රික ශක්තියක් විද්‍යුත් ශක්තිය බවට හැරවීමයි.

ජෙනරේටරය කරකැවීමට භාවිතා කරන ශක්ති ප්‍රභවයන් අනුව විදුලි බල උත්පාදනය වර්ගීකරණය කළ හැක.

අද ලෝකයේ වාණිජ්‍යය මට්ටමින් විදුලි බල උත්පාදනයට භාවිතා කරන ශක්ති ප්‍රභව මේවාය :

1. ජලය​
2. ගල් අඟුරු
3. ඩීසල්
4. න්‍යෂ්ටික බලය​
5. ස්වාභාවික වායු
6. සුළං
7. සූර්‍ය ශක්තිය​

මින් ජලය​, සුළං සහ සූර්‍ය ශක්තිය පුනර්ජනනීය බල ශක්ති ලෙස හැඳින්වේ. භාවිතා කල පසු ක්‍ෂය වීමක් සිදු නොවන බැවිනි ඒ.

ගල් අඟුරු, ඩීසල් සහ ස්වාභාවික වායු පොසිල ඉන්ධන ලෙස හැඳින් වේ. ඒවා භාවිතයේ දී ක්‍ෂය වේ. එම නිසා පොසිල ඉන්ධන යනු සීමිත ශක්ති ප්‍රභවයකි.

න්‍යෂ්ටික බලය භාවිතයේදී ක්‍ෂය වීමක් සිදු වුවද​, ඒ සඳහා න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන භාවිතා කෙරෙන්නේ ඉතා සුළු ප්‍රමාන වලින් නිසා එය එතරම් සැලකිය යුතු තත්වයක් නොවේ.

ලංකාවේ විදුලි උත්පාදනය​


ලංකාවේ වාණිජ්‍යය මට්ටමෙන් විදුලි උත්පාදනයට භාවිතා වන්නේ ජලය​, ගල් අඟුරු, ඩීසල් සහ සුළං බලයයි. සූර්‍ය ශක්තිය භාවිතය ක්‍රමයෙන් වැඩි වන රටාවක් පැවතුනද​, තවමත් එය වාණිජ්‍යය මට්ටමට පැමින නැත​.

ලංකාවේ විදුලිය උත්පාදනය කරන පාර්ශව දෙකකි.
1. ලංකා විදුලි බල මණ්ඩලය (Ceylon Electricity Board - CEB)​
2. ස්වාධීන බලශක්ති නිෂ්පාදකයන් (Independent Power Producers - IPP)

ලංකා විදුලි බල මණ්ඩලය රජයේ ආයතනයක් වන අතර විදුලි උත්පාදනයෙන් වැඩි පංගුව එමගින් සිදු කරයි.

ඊට අමතරව පුද්ගලික සමාගම් වලට අයත් බලාගාර ද ඇති අතර, ඒවායින් උත්පාදනය කරන විදුලිය විදුලි බල මණ්ඩලය මගින් මිල දී ගෙන​, පාරිභෝගිකයන්ට බෙදා හරී.

ජල විදුලිය​


ජල විදුලි උත්පාදනයේදී ජලාශයක රැස් කරන ජලය පහත මට්ටමක ඇති බලාගාරයේ ඇති ජල ටර්බයිනයක් කරකැවීමට යොදා ගනී.

ලංකාවේ ප්‍රධාන වශෙයෙන් ජල විදුලිය නිෂ්පාදනය කරන්නේ මහවැලි සහ කැළණි ගංගා දෙක ආශ්‍රිතවය​.

මෙගාවොට් 10 ට අඩු ධාරිතාවයකින් යුත් ජල විදුලි බලාගාර "මිනි හයිඩ්‍රෝ" හෙවත් "කුඩා ජලවිදුලි බලාගාර​" ලෙසයි.

ලංකාවේ විශාල පරිමාන (මෙගාවොට් 10 ට වැඩි) ජල විදුලි බලාගාර සියල්ලම විදුලිබල මණ් ඩලයට අයත්‍ ය​.

මිනි හයිඩ්‍රෝ බලාගාර තුනක් හැර සියල්ලම පුද්ගලික බලාගාරයි.

දැනට පද්ධතියට එක් කර ඇති ජල විදුලි බලාගාර වලට අමතරව ජල විදුලි බලාගාර තුනක් දැනට ඉඳි වෙමින් පවතී. මේ බලාගාර තුන ඉඳි කළ පසු ලංකාවේ ජල විදුලි බලාගාර ඉඳි කිරීමට සුදුසු ස්ථාන තව දුරටත් නොපවතී. එනම්, ලංකාවේ ජල විදුලි බල ශක්‍යතාවය දැනටමත් සම්පූර්නයෙන්ම ප්‍රයෝජනයට ගෙන අවසන් ය​.

ලංකාවේ විදුලිබල මණ්ඩලයට අයත් ජල විදුලි බලාගාර ලැයිස්තුවක් පහත දැක්වේ.


මීට අමතරව මිනි හයිඩ්‍රෝ බලාගාර රැසක් ඇති අතර ඒවායේ සම්පූර්න ධාරිතාව මෙගාවොට් 400 කට ආසන්නය​.

ගල් අඟුරු


ගල් අඟුරු බලාගාර වල විදුලිය උත්පාදනය කරන්නේ ගල් අඟුරු දහනය කිරීමෙන් ලැබෙන තාපයෙන් ජලය වාෂ්ප කොට​, එම හුමාලයෙන් හුමාල ටර්බයිනයක් කරකැවීමෙනි.

මෙම හුමාලය නිපදවීමේ ක්‍රියාව අධික උෂ්නත්වයක් සහ පීඩනයක් යටතේ සිදු කෙරේ. එම අවශ්‍යය උෂ්නත්ව සහ පීඩනයන් ලබා ගැනීමට දීර්ඝ කාලයක් ගත වන හෙයින්, සම්පූර්නයෙන්ම නවත්වන ලද ගල් අඟුරු බලාගාරයක් නැවත විදුලිය නිෂ්පාදනය කරන මට්ටමට ගැනීමට දින තුනක් පමණ ගතවේ. මේ නිසා ගල් අඟුරු බලාගාර පණගැන්වූ පසු මාස ගණනක් එක දිගට විදුලිය උත්පාදනය කරයි. ඒවා නවත්වන්නේ නඩත්තු සඳහා පමණි.

ලංකාවේ ගල් අඟුරු  බලාගාර ඇත්තේ එකක් පමණි. ඒ නොරොච්චෝලේ ලක්විජය බලාගාරයයි. එය විදුලිබල මණ්ඩලයට අයත් ය​. දැනට යෝජිත සාම්පූර් ගල් අඟුරු බලාගාරය  විදුලිබල මණ්ඩලයට සහ ඉන්දියානු සමාගමකට (NTPC) 50% බැගින් අයිතිය හිමිවන පරිදි ගිවිසුම් ගත කොට ඇත.



ඩීසල්


ඩීසල් බලාගාර වල භාවිතා වන තාක්‍ෂනය අනුව තෙවර්ගයකි.

1. ගෑස් ටර්බයින් (Gas Turbine - GT)
ගෑස් ටර්බයින් බලාගාර වල ටර්බයිනය කරකවන්නේ ඩීසල් බිඳිති සමඟ මිශ්‍ර කළ වාතය දහනය කිරීමෙන් ලැබෙන රත් වූ වායු ධාරාව මගිනි.

2. සංයුක්ත චක්‍ර (Combined Cycle - CC)
සංයුක්ත චක්‍ර බලාගාර වල ගෑස් ටර්බයිනයක් සහ හුමාල ටර්බයිනක් ලෙස ටර්බයින දෙකක් ඇත​. හුමාල ටර්බයිනය කරකැවීමට අවශ්‍යය හුමාලය නිෂ්පාදනය කෙරෙන්නේ ගෑස් ටර්බයිනය කරකැවීමට භාවිතා කළ රත් වූ වාතයෙනි.

3. එන්ජින් (Diesel Engine)
මේ වර්ගයේ බලාගාර වල ටර්බයිනයක් නැත​. විශාල ප්‍රමානයේ ඩීසල් එන්ජිමක් මගින් ජෙනරේටරය කරකවනු ලැබේ.

ලංකාවේ ඇති ඩීසල් බලාගාර වලින් වැඩි ප්‍රමානයක් පුද්ගලික අංශයට අයත් ය​. විදුලිබල මණ්ඩලය සතු බලාගාර ඇත්තේ අතළොස්සකි. පුද්ගලික අංශය සතු වූ බලාගාර රැසක් පසු ගිය වසර කීපය තුළ වසා දමන ලදී. ඒ ඒවායේ ගිවිසුම් කල් ඉකුත් වීම නිසාය​.


සුළං


සුළං විදුලි බලාගාර වල සුළං ටර්බයිනයක් කරකැවීමෙන් විදුලිය නිෂ්පාදනය කරයි.

සුළං විදුලි බලාගාරයක් හැඳින්වෙන්නේ "සුළං ගොවිපළක්" (wind farm) ලෙසිනි.

ලංකාවේ වැඩිම සුළං විදුලි ශක්‍යතාවයක් ඇත්තේ පුත්තලම සිට මන්නාරම දක්වා වන වෙරළ තීරයේයි.

දැනට ලංකාවේ විදුලිබල මණ් ඩලය සතුව එක් සුළං ගොවිපළක් ඇති අතර​, පුද්ගලික සමාගම් සතු සුළං ගොවිපල රැසක් පවතී.

දැනට ලංකාවේ ක්‍රියාත්මක වූ දැවැන්තම සුළං විදුලි ව්‍යාපෘතිය වශයෙන් මෙගාවොට් 100 ක සුළං ගොවිපළක් මන්නාරමේ ඉඳිවීමට යෝජිතය​.



සූර්‍ය ශක්තිය​


සූර්‍ය ශක්තිය මගින් විදුලිය ජනනය කෙරෙන්නේ සූර්‍ය පැනලයක් මතට හිරු එළිය වැටෙන්නට සැලැස්වීමෙනි. මෙමගින් සරළ ධාරවක් උත්පාදනය වේ.

සූර්‍ය ශක්තියෙන් විදුලිය නිපදවීම ක්‍රම දෙකකට සිදු කෙරේ.

1. ස්වාධීන (isolated) - මෙය ජාතික පද්ධතියට සම්බන්ධ නොවේ. කම්හලකට​, වෙළඳ සැලකට හෝ නිවෙසකට විදුලිය සැපයීමට යොදාගත හැක​. දහවල් කාලයේ නිපදවන විදුලිය බැටරියක ගබඩා කොට රාත්‍රියට පාවිච්චි කිරීමේ හැකියාව ඇත​.

2. පද්ධතියට සම්බන්ධිත (grid connected) - මෙම පැනල මගින් උත්පාදනය කෙරෙන විදුලිය කෙලින්ම ජාතික පද්ධතියට සම්බන්ධ කෙරේ. පැනලයෙන් නිපදවෙන සරළ ධාරාව ඉන්වර්ටරයක් මගින් ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවක් බවට හරවා ජාතික පද්ධතියට ලබා දෙනු ලබයි. ලංකාවේ මේ ආකාරයේ සූර්‍ය පැනල හිමි කරුවන්ට ඔවුන් උත්පාදනය කරන විදුලි ඒකක ගණන ඔවුන් ගේ මාසික බිලෙන් අඩු කිරීමේ ක්‍රමයක් අනුගමනය කෙරෙයි (net metering).

සූර්‍ය ශක්තිය නිපදවීම වෙනුවෙන්ම ඉඳිකළ පැනල පද්ධති දෙකක් හම්බන්තොට (1.2MW) සහ තිරප්පනේ (0.1MW) පවතී.

ස්වාභාවික වායු


ලංකාවේ තවමත් විචුලි උත්පාදනයට ස්වාභාවික වායු යොදා නොගනී. මන්නාරම අවට මුහුදේ ස්වාභාවික ගෑස් නිධියක් හමුවුවහොත් ඒ තත්වය වෙනස් විය හැක​. දැනට ඩීසල් වලින් විදුලිය උත්පාදනය කරන කෙරවළපිටිය යුග දනවි බලාගාරය ස්වාභාවික වායු වලින් විදුලිය උත්පාදනයට භාවිතා කළ හැකි බලාගාරයකි.

න්‍යෂ්ටික බලය​


න්‍යෂ්ටික බලයද තවමත් ලංකාවේ විදුලිය උත්පාදනයට යොදා නොගැනේ. න්‍යෂ්ටික බලාගාර සාමාන්‍යයෙන් විශාල ධාරිතාවයකින් (1000MW වැනි) වන නිසා ලංකාව වැනි කුඩා විදුලි පරිභෝජනයක් ඇති පද්ධතියකට න්‍යෂ්ටික බලාගාර නුසුදුසු ය​.


ස්ථාපිත ධාරිතාව (installed capacity)


පද්ධතියක ඇති සියළුම බලාගාර වල සම්පූර්ණ ධාරිතාව ස්ථාපිත ධාරිතාව ලෙස හැඳින්වේ.

ලංකාවේ ස්ථාපිත ධාරිතාව ප්‍රභවය අනුව පහත ආකාර වේ.



Sunday, March 20, 2016

ලංකාවේ විදුලි ක්‍ෂේත්‍රය​ ගැන - 1 (මූලික සංකල්ප​)

ලංකාවේ විදුලි ක්‍ෂේත්‍රය​ ගැන - 1 (මූලික සංකල්ප​)






විදුලිය යනු ගලා යන ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාවකි.

විදුලිය ගැන කතා කිරීමේදී මූලික ගුණාංග තුනක් වැදගත් වේ.
1. ධාරාව (current) - තප්පරයකට ගලා යන ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රමානය. මනින ඒකකය ඇම්පියර් (A) වේ.
2. වෝල්ටීයතාවය (voltage) - විදුලි ධාරාව ගලා යාමට ඇති තල්ලුව​. මනින ඒකකය වෝල්ට් (V) වේ.
3. ප්‍රතිරෝධය (resistance) - විදුලි ධාරාව ගලා යාමට ඇති බාධාව​. මනින ඒකකය ඕම් (Ω) වේ. මෙය ධාරාව ගලායන සන්නායකයේ ගුණයකි.




බලය (power)

පරිපථයක් හරහා ධාරාවක් ගලා යාමේදී අපට විවිධ ස්වරූප වලින් කාර්‍යයන් කළ හැක​. විදුලි ප්‍රභවයක කාර්‍යය කිරීමේ හැකියාව "බලය​" ලෙස හැඳින්වේ. බලය මනින්නේ වොට් (W) ඒකකයෙනි.

ශක්තිය (energy)

යම්කිසි කාල සීමාවක් තුල විදුලි ධාරාවක් විසින් කෙරෙන කාර්‍යය ප්‍රමානය මැනෙන්නේ ශක්තියෙනි. ශක්තිය මනින ඒකකය වොට් පැය (Wh) වේ.

බලය සහ ශක්තිය අතර සම්බන්ධතාවය තේරුම් ගැනීමට සරළ උදාහරණයක් යොදා ගත හැක​.

මිනිස්සු දහ දෙනෙකුගෙන් සමන්විත වැඩ කණ්ඩායමක් ගත් විට එහි බලය "මිනිස්සු 10 කි". එම වැඩ කණ්ඩායම දවස් දෙකක කාලයක් පුරා ගෙයක් සෑදුවේ යැයි සිතමු. එවිට එම කණ්ඩායම වැය කළ ශක්තිය මිනිස් දින 20 කි.

මිනිස්සු පස් දෙනෙකුගෙන් සමන්විත වැඩ කණ් ඩායමක් ගත් විට එහි බලය "මිනිස්සු 5 කි". එම වැඩ කණ්ඩායමට ඉහත ගෙය සෑදීමට දින හතරක් ගතවේ. නමුත් වැඩ කණ්ඩායම වැය කළ ශක්තියේ වෙනසක් නැත​. ඒ මිනිස් දින 20 ක් ම වේ.

මේ ආකාරයටම අපි විදුලි උපාංගයක් පාවිච්චි කිරීමේදී එය ක්‍රියා කරවීමට අවශ්‍යය බලය වොට් (හෝ කිලෝවොට් හෝ මෙගාවොට්) වලින් මනිමු. එම උපාංගය යම්කිසි කාලයක් ක්‍රියාකළ විට වැය වන ශක්තිය වොට්පැය (හෝ කිලෝවොට් පැය හෝ මෙගාවොට්පැය​) වලින් මනිමු.

අපි විදුලියට ගෙවන්නේ බලය වෙනුවෙන් නොව ශක්තිය වෙනුවෙනි. අපේ විදුලි බිලේ ඇති "ඒකකයක්" නැතිනම් "යුනිට් එකක්" යනු කිලෝවොට් 1 ක ශක්ති ප්‍රමානයකි.

වොට් 100 විදුලි බුබුලක් ක්‍රියා කරවීමට වොට් 100 ක විදුලි බලයක් අවශ්‍යය වේ. එය පැය 10ක් දැල් වූ විට කිලෝවොට් පැයක් (නැතිනම් ඒකක 1 ක​) ශක්තියක් වැය වේ.

විදුලි බලාගාර වල ඇති විදුලිය ජනනය කරන ජෙනරේටර් යන්ත්‍ර වල ධාරිතාවය මැනෙන්නේ එයට ජනනය කළ හැකි විදුලියේ බලය අනුවය​. ඒ අනුව​, වික්ටෝරියා බලාගාරයේ එක් ජෙනරේටරයක් මෙගාවොට් 70 ක බලයකින් යුක්තය​. එම ජෙනරේටරය පැයක් ක්‍රියාත්මක වූ විට මෙගාවොට් පැය 70 ක ශක්තියක් උත්පාදනය කරයි. එනම්, විදුලි ඒකක මිලියන 70ක් උත්පාදනය කරයි.

සරළ ධාරාව (DC) සහ ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාව (AC)


සරළ ධාරාවක ධාරාව සහ වෝල්ටීයතාවය නොවෙනස්ව පවතී. බැටරි, සූර්‍ය කෝෂ වැනි ප්‍රභව වලින් උත්පාදනය කරන්නේ සරළ ධාරාවන් ය​.

ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවක ධාරාව සහ වෝල්ටීයතාවය කාලයත් සමඟ දිශාව මාරු කරයි. සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවක ධාරාව සහ වෝල්ටීයතාවය කාලය සමඟ දක්වන්නේ සයිනාකාර වක්‍රයක සම්බන්ධතාවයකි. ජෙනරේටර වලින් උත්පාදනය කරන්නේ ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවන්‍ ය​.



ජෙනරේටර් වලින් උත්පාදනය කෙරෙන්නේ ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවන් නිසා රටක විදුලි පද්ධතිය ප්‍රත්‍යාවර්ථ එකකි.

ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවක් තප්පරයකට දිශාව මාරු කරන වාර ගණන එම ධාරාවේ සංඛාතය (frequency) ලෙස හඳුන්වයි. සංඛ්‍යාතය මනිනු ලබන්නේ හර්ට්ස් (Hz) ඒකකයෙනි. ලංකාවේ සහ ලෝකයේ බොහෝ රටවල විදුලි පද්ධතියේ සංඛ්‍යාතය 50Hz වේ. නමුත් ඇමරිකාව වැනි රටවල් කීපයක මෙය 60Hz වේ.


ජාතික විදුලි පද්ධතිය (National Power System)


රටක ජාතික විදුලි පද්ධතිය කොටස් තුනකින් සමන්විත වේ.
1. ජනනය (generation)
2. සම්ප්‍රේෂනය (transmission)
3. බෙදා හැරීම (distribution)

ජනනය යනු විදුලි බලාගාර වලින් විදුලිය උත්පාදනය කිරීමයි.

මෙම උත්පාදනය කරන විදුලිය විදුලි බලාගාර වල සිට රට පුරා බෙදා හැරිය යුතුය​. ඒ බෙදා හැරීම් මධ්‍යස්ථාන උප පොළවල් (grid substation) ලෙස හැඳින්වේ.

විදුලි බලාගාර වල සිට උප පොළවල් දක්වා විදුලිය රැගෙන ඒම සම්ප්‍රේෂනයයි. මේ සඳහා භාවිතා වන්නේ අධි සැර (high voltage) විදුලි රැහැන් ය​. ඒ සම්ප්‍රේෂනයේදී සිදු වන ශක්ති හානිය අවම කර ගැනීමටය​. ලංකාවේදී මේ සඳහා 220kV සහ 132kV වෝල්ටීයතා භාවිතා වේ.

උපපොළ වල සිට නිවෙස් සහ කම්හල් දක්වා විදුලිය රැගෙන යාම බෙදා හැරීමයි. මේ සඳහා මධ්‍ය සැර (medium voltage) සහ අඩු සැර (low voltage) විදුලි රැහන් ය​. ලංකාවේ මධ්‍ය සැර වෝල්ටීයතාව ලෙස 33kV සහ අඩු සැර වෝල්ටීයතාව ලෙස 400V භාවිතා වේ.


පද්ධති පාලන මධ්‍යස්ථානය (system control center)


ජාතික විදුලි පද්ධතියක විදුලිය ගබඩා කිරීමක් සිදුවන්නේ නැත​. රටේ විදුලිය පාවිච්චි කරන ප්‍රමානයට සමාන ප්‍රමානයක් විදුලිය උත්පාදනය කිරීම සිදු කරයි. එමනිසා ඕනෑම අවස්ථාවක රටක විදුලි පරිභෝජනය විදුලි උත්පාදනයට සමාන වේ.

විදුලි පරිභෝජනයට වඩා උත්පාදනය වැඩි වුවහොත් පද්ධතියේ සංඛ්‍යාතය ඉහළ යයි. උත්පාදනයට වඩා පරිභෝජනය වැඩි වුනහොත් සංඛ්‍යාතය පහළ යයි. මේ අවස්ථා දෙකම පද්ධතියේ අස්ථාවර අවස්ථාවන් ය​. සමතුලිත පද්ධතියක සංඛ්‍යාතය සම්මත අගයේ (50Hz හෝ 60Hz) හෝ ඊට ආසන්න අගයක තිබිය යුතුය​.

සංඛ්‍යාතය ඉහළ ගිය විට බලාගාර වල විදුලි උත්පාදනය අඩු කළ යුතුය​. සංඛ්‍යාතය පහළ ගිය විට බලාගාර වල විදුලි උත්පාදනය වැඩි කළ යුතුය​. මේ කාර්‍යය කිරීම සඳහා බලාගාර වලට අවශ්‍යය උපදෙස් ලබා දෙන්නේ පද්ධති පාලන මධ්‍යස්ථානය (system control center) මගිනි. පද්ධති පාලන මධ්‍යස්ථානයේ සිට පැය 24 පුරාම පද්ධතියේ විදුලි පරිභෝජනය සහ විදුලි උත්පාදනය නිරීක්‍ෂනය කෙරෙයි. සංඛ්‍යාතය සම්මත අගයෙන් බැහැර වන විට පද්ධති පාලන මධ්‍යස්ථානය මගින් බලාගාර වෙත උත්පාදනය අවශ්‍යය ආකාරයට අඩු වැඩි කිරීමට උපදෙස් ලැබෙයි.