বায়ুপ্রবাহের গতি ও দিক সেন্সরের নীতি ও প্রয়োগ

বর্তমান পরিস্থিতিতে, সম্পদের অভাব এবং পরিবেশের অবনতি সারাদেশে একটি অত্যন্ত প্রকট সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে, এবং কীভাবে নবায়নযোগ্য শক্তির যুক্তিসঙ্গত উন্নয়ন ও ব্যবহার করা যায় তা ব্যাপক উদ্বেগের একটি কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে। দূষণমুক্ত নবায়নযোগ্য শক্তি হিসেবে বায়ুশক্তির ব্যাপক বিকাশের সম্ভাবনা রয়েছে। বায়ু শিল্প একটি নতুন শক্তি ক্ষেত্র হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে, এবং এই শিল্পের যথেষ্ট পরিপক্কতা ও বিকাশের সম্ভাবনা রয়েছে। একই সাথে, বায়ু গতি সেন্সর এবং আল্ট্রাসনিক বায়ু গতি সেন্সরও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে।

প্রথমত, বাতাসের গতি এবং দিক সেন্সরের প্রয়োগ
বায়ু বিদ্যুৎ উৎপাদনে বায়ুপ্রবাহের গতি ও দিক নির্দেশক সেন্সর ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। বায়ুর গতিশক্তি যান্ত্রিক গতিশক্তিতে এবং তারপর সেই যান্ত্রিক শক্তি বৈদ্যুতিক গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়, যা হলো বায়ু বিদ্যুৎ। বায়ু বিদ্যুৎ উৎপাদনের মূলনীতি হলো, বায়ুপ্রবাহকে ব্যবহার করে উইন্ডমিলের ব্লেড ঘোরানো এবং তারপর স্পিড রিডিউসারের মাধ্যমে ঘূর্ণন গতি বাড়িয়ে জেনারেটরকে বিদ্যুৎ উৎপাদনে উৎসাহিত করা।
যদিও বায়ু শক্তি উৎপাদন প্রক্রিয়া অত্যন্ত পরিবেশবান্ধব, বায়ু শক্তি উৎপাদনের স্থিতিশীলতার অভাবের কারণে এর খরচ অন্যান্য শক্তি উৎপাদনের তুলনায় বেশি। তাই, বায়ু শক্তিকে ভালোভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে, বায়ুপ্রবাহের পরিবর্তনের সাথে একে মানিয়ে নিয়ে সর্বোচ্চ বিদ্যুৎ উৎপাদন নিশ্চিত করতে এবং খরচ কমাতে, আমাদের অবশ্যই বায়ুপ্রবাহের দিক ও গতি নির্ভুলভাবে এবং সময়মতো পরিমাপ করতে হবে, যাতে সেই অনুযায়ী ফ্যান নিয়ন্ত্রণ করা যায়। এছাড়াও, একটি যুক্তিসঙ্গত বিশ্লেষণের ভিত্তি প্রদানের জন্য উইন্ড ফার্মের স্থান নির্বাচনের ক্ষেত্রেও আগে থেকে বায়ুপ্রবাহের গতি ও দিকের পূর্বাভাস প্রয়োজন। সুতরাং, বায়ু শক্তি উৎপাদনে বায়ুপ্রবাহের প্যারামিটারগুলো নির্ভুলভাবে পরিমাপ করার জন্য বায়ুপ্রবাহের গতি ও দিক সেন্সর ব্যবহার করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

দ্বিতীয়ত, বায়ুপ্রবাহের গতি ও দিক সেন্সরের মূলনীতি
১, যান্ত্রিক বায়ুর গতি এবং দিক সেন্সর
যান্ত্রিক ঘূর্ণায়মান শ্যাফট থাকার কারণে, যান্ত্রিক বায়ু গতি এবং দিক সেন্সরকে বায়ু গতি সেন্সর এবং বায়ু দিক সেন্সর এই দুই ধরণের সরঞ্জামে বিভক্ত করা হয়:
বাতাসের গতি সেন্সর
একটি যান্ত্রিক বায়ু গতি সেন্সর হলো এমন একটি সেন্সর যা অবিচ্ছিন্নভাবে বাতাসের গতি এবং বায়ুর পরিমাণ (বায়ুর পরিমাণ = বাতাসের গতি × প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফল) পরিমাপ করতে পারে। সবচেয়ে প্রচলিত বায়ু গতি সেন্সর হলো উইন্ড কাপ উইন্ড স্পিড সেন্সর, যা ব্রিটেনে রবিনসন প্রথম আবিষ্কার করেছিলেন বলে মনে করা হয়। এর পরিমাপক অংশটি তিনটি বা চারটি অর্ধগোলাকার উইন্ড কাপ নিয়ে গঠিত, যেগুলো উল্লম্ব ভূমিতে একটি ঘূর্ণায়মান ব্র্যাকেটের উপর সমান কোণে একই দিকে স্থাপন করা থাকে।
বাতাসের দিক সেন্সর
বায়ুপ্রবাহের দিক নির্দেশক সেন্সর হলো এক ধরনের ভৌত ডিভাইস যা বায়ুপ্রবাহের দিক নির্দেশক তীরের ঘূর্ণনের মাধ্যমে বাতাসের দিকের তথ্য শনাক্ত ও অনুধাবন করে, এবং তা কোঅক্সিয়াল কোড ডায়ালে প্রেরণ করে ও একই সাথে সংশ্লিষ্ট বায়ুপ্রবাহের দিক-সম্পর্কিত মান আউটপুট করে। এর মূল অংশে উইন্ড ভেনের যান্ত্রিক কাঠামো ব্যবহার করা হয়; যখন বাতাস উইন্ড ভেনের পেছনের ডানায় আঘাত করে, তখন উইন্ড ভেনের তীরটি বাতাসের দিকের দিকে নির্দেশ করে। দিকের প্রতি সংবেদনশীলতা বজায় রাখার জন্য, বায়ুপ্রবাহের দিক সেন্সরের দিক শনাক্ত করতে বিভিন্ন অভ্যন্তরীণ কৌশলও ব্যবহার করা হয়।
২, আল্ট্রাসনিক বাতাসের গতি এবং দিক সেন্সর
আল্ট্রাসনিক তরঙ্গের কার্যপ্রণালী হলো আল্ট্রাসনিক সময় পার্থক্য পদ্ধতি ব্যবহার করে বাতাসের গতি এবং দিক পরিমাপ করা। যেহেতু শব্দ বাতাসের মধ্য দিয়ে দ্রুত গতিতে ভ্রমণ করে, তাই এর উপর বাতাসের ঊর্ধ্বমুখী প্রবাহের গতি আরোপিত হয়। যদি আল্ট্রাসনিক তরঙ্গ বাতাসের একই দিকে ভ্রমণ করে, তবে এর গতি বৃদ্ধি পাবে; অন্যদিকে, যদি আল্ট্রাসনিক তরঙ্গের প্রসারণের দিক বাতাসের দিকের বিপরীত হয়, তবে এর গতি কমে যাবে। অতএব, নির্দিষ্ট সনাক্তকরণ শর্তের অধীনে, বাতাসে আল্ট্রাসনিক তরঙ্গের প্রসারণের গতিকে বাতাসের গতি ফাংশনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ করা যেতে পারে। গণনার মাধ্যমে সঠিক বাতাসের গতি এবং দিক নির্ণয় করা সম্ভব। যেহেতু শব্দ তরঙ্গ বাতাসের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে, তাই এর গতি তাপমাত্রার দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়; বাতাসের গতি সেন্সর দুটি চ্যানেলে দুটি বিপরীত দিক সনাক্ত করে, তাই শব্দ তরঙ্গের গতির উপর তাপমাত্রার প্রভাব নগণ্য।
বায়ু শক্তি উন্নয়নের একটি অপরিহার্য অংশ হিসেবে, বায়ুপ্রবাহের গতি ও দিক নির্ণয়কারী সেন্সর সরাসরি ফ্যানের নির্ভরযোগ্যতা এবং বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতাকে প্রভাবিত করে এবং এটি বায়ু শক্তি শিল্পের লাভ, মুনাফা ও সন্তুষ্টির সাথেও সরাসরি সম্পর্কিত। বর্তমানে, বায়ু বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলো বেশিরভাগই প্রতিকূল ও রুক্ষ প্রাকৃতিক পরিবেশে অবস্থিত, যেখানে তাপমাত্রা কম এবং প্রচুর ধূলিকণা থাকে। ফলে, সিস্টেমের জন্য প্রয়োজনীয় কার্যকারী তাপমাত্রা এবং নমনীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা অত্যন্ত কঠোর হয়ে থাকে। এই ক্ষেত্রে বিদ্যমান যান্ত্রিক পণ্যগুলোতে কিছুটা ঘাটতি রয়েছে। তাই, বায়ু শক্তি শিল্পে আল্ট্রাসনিক বায়ুপ্রবাহের গতি ও দিক নির্ণয়কারী সেন্সরের ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।