K2KARAKORAM
मराठीEnglish
ॲप उघडा

राज्य मंडळ · इयत्ता 10 · विज्ञान आणि तंत्रज्ञान भाग २

धडा ५: हरित ऊर्जेकडे

5 संकल्पना · उत्तरांसह 40 सराव प्रश्न · वाचन मोफत

हा धडा या भाषेतही: English

विद्युत ऊर्जेची निर्मिती आणि ऊर्जा स्रोत

रोजच्या जीवनातून

पंखा लावला की तो फिरतो; त्या स्विचमागे कुठेतरी एक मोठे यंत्र फिरत असते आणि ऊर्जेचा एखादा प्रवाह ते फिरवत असतो. बहुतेक वीज फिरत्या जनित्रात (generator) बनते.

सोपी व्याख्या

विद्युतचुंबकीय प्रवर्तन (electromagnetic induction) म्हणजे वाहकाभोवतीचे चुंबकीय क्षेत्र बदलल्यावर त्यात विभवांतर निर्माण होणे.

नियम 1 : वीज कशी निर्माण होते — बहुतेक वीज केंद्रे विद्युतचुंबकीय प्रवर्तनावर (मायकल फॅरेडे) चालतात : वाहकाभोवतीचे चुंबकीय क्षेत्र बदलले की त्याच्या दोन टोकांमध्ये विभवांतर निर्माण होते. यावर आधारित यंत्र म्हणजे विद्युत जनित्र (electric generator). स्थिर वाहकाजवळ चुंबक फिरवल्यास किंवा स्थिर चुंबकाजवळ वाहक हलवल्यास क्षेत्र बदलते. द्रव किंवा वायूच्या प्रवाहाने टर्बाइन (turbine) (पाती असलेले) फिरते आणि जनित्रातील चुंबक फिरवते. क्रम : ऊर्जास्रोत → टर्बाइन → जनित्र → विद्युत ऊर्जा. टर्बाइनची रचना केंद्रानुसार वेगळी.

ऊर्जा स्रोत टर्बाइन फिरवतो, टर्बाइन जनित्र फिरवते, वीज तयारवीज केंद्र कसे चालते⛽ऊर्जा स्रोतकोळसा, पाणी, वारा🌀टर्बाइनफिरते🧲जनित्र(प्रवर्तन)⚡विद्युतऊर्जा

आकृतीत : आकृतीत प्रत्येक वीज केंद्रातील समान पायऱ्या.

  • सोपे : सायकलचा डायनॅमो दिवा लावतो कारण चुंबक कॉइलजवळ फिरतो; हे विद्युतचुंबकीय प्रवर्तन.
  • मध्यम : औष्णिक केंद्रात वाफ टर्बाइन फिरवते; जलविद्युत केंद्रात पडणारे पाणी. जनित्राचा भाग सारखाच.
  • परीक्षेसाठी : साखळी लिहा : ऊर्जास्रोत → टर्बाइन → जनित्र → विद्युत ऊर्जा.

नियम 2 : विजेचे स्रोत — जग : कोळसा 41%, नैसर्गिक वायू 22%, जलविद्युत 16%, अणुऊर्जा 11%, पेट्रोलियम 4%, नवीकरणीय 6%. भारत : कोळसा 60%, नैसर्गिक वायू 8%, जलविद्युत 14%, अणुऊर्जा 2%, पेट्रोलियम 0.3%, नवीकरणीय 15.7%.

जग व भारतातील विजेच्या स्रोतांची तुलनाविजेचे स्रोत (%)जग41221611भारत601415.7कोळसावायूजलअणुतेलनवीकरणीय

आकृतीत : आकृतीत जग आणि भारतातील विजेचे स्रोत.

  • सोपे : भारतात प्रत्येक 100 युनिट विजेपैकी 60 युनिट कोळशापासून बनतात.
  • मध्यम : भारतात जलविद्युत + नवीकरणीय = 14 + 15.7 = 29.7%, म्हणजे जवळजवळ एक-तृतीयांश वीज.
  • परीक्षेसाठी : जग आणि भारताची तुलना – भारत कोळशावर जास्त अवलंबून (60% विरुद्ध 41%).
लक्षात ठेवा

फॅरेडे : बदलते चुंबकीय क्षेत्र विभवांतर देते. स्रोत → टर्बाइन → जनित्र → वीज.

सामान्य चूक

टर्बाइन वीज बनवते असे समजणे. वीज जनित्र बनवते; टर्बाइन फक्त ते फिरवते.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "स्रोत – टर्बाइन – जनित्र".

फरक ओळखा

भागकार्य
ऊर्जास्रोतटर्बाइन फिरवण्यासाठी ऊर्जा देतो
टर्बाइनजनित्रातील चुंबक फिरवते
जनित्रप्रवर्तनाने वीज बनवते

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1विद्युतचुंबकीय प्रवर्तनाचा शोध कोणी लावला?
  2. 2विद्युत जनित्र म्हणजे काय?
  3. 3टर्बाइन काय करते?
मध्यम
  1. 4भारतातील बहुतेक वीज कोणत्या स्रोताने मिळते?
  2. 5प्रत्येक वीज केंद्रातील क्रम सांगा.
  3. 6वाहकाभोवतीचे चुंबकीय क्षेत्र कोणत्या दोन प्रकारे बदलू शकते?
आव्हानात्मक
  1. 7भारतात अणुऊर्जा आणि पेट्रोलियम मिळून हिस्सा किती?
  2. 8वीज केंद्रात टर्बाइन का लागते ते स्पष्ट करा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1मायकल फॅरेडे.
  2. 2विद्युतचुंबकीय प्रवर्तनाने वीज निर्माण करणारे यंत्र.
  3. 3ते द्रव किंवा वायूच्या प्रवाहाने फिरते आणि जनित्र फिरवते.
  4. 4कोळसा (60%).
  5. 5ऊर्जास्रोत → टर्बाइन → जनित्र → वीज.
  6. 6स्थिर वाहकाजवळ चुंबक फिरतो, किंवा स्थिर चुंबकाजवळ वाहक हलतो.
  7. 72 + 0.3 = 2.3%.
  8. 8वाफ किंवा पाण्याच्या प्रवाहाचे जनित्रातील चुंबकाच्या फिरण्यात रूपांतर करावे लागते.

औष्णिक आणि अणुऊर्जा केंद्रे

रोजच्या जीवनातून

मोठ्या वीज केंद्राला उंच धुराड्या आणि पांढरी वाफ सोडणारे मोठे शीतकरण मनोरे असतात. दुसऱ्या प्रकारच्या केंद्राला घुमट आणि कडक सुरक्षा असते. दोन्ही पाणी उकळून टर्बाइन फिरवतात, पण उष्णतेचे स्रोत फार वेगळे.

सोपी व्याख्या

साखळी अभिक्रिया (chain reaction) म्हणजे अशी अभिक्रिया ज्यात प्रत्येक विखंडन न्यूट्रॉन मुक्त करते जे पुढील विखंडने घडवतात.

नियम 1 : औष्णिक वीज केंद्र — बॉयलरमध्ये कोळसा जळून उच्च दाबाची वाफ बनते जी टर्बाइन फिरवते. वाफ संघनित्रात (condenser) (शीतकरण मनोऱ्यातील पाण्याने) थंड करून पुन्हा बॉयलरकडे पाठवतात. ऊर्जा : कोळशाची रासायनिक ऊर्जा → उष्णता ऊर्जा → वाफेची गतिज ऊर्जा → टर्बाइनची गतिज ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा. समस्या : वायू (कार्बन डायऑक्साइड, सल्फर ऑक्साइड, नायट्रोजन ऑक्साइड) आणि काजळी हवा प्रदूषण व श्वसनाचे आजार करतात; कोळशाचे साठे मर्यादित आहेत.

कोळशाची वाफ टर्बाइन फिरवते; वाफ थंड करून पुन्हा वापरतातऔष्णिक वीज केंद्र🪨बॉयलरमध्येकोळसा जळतो♨️उच्च दाबाचीवाफ🌀टर्बाइनफिरते⚡जनित्रवीज देते💧कंडेन्सरवाफ थंड

आकृतीत : आकृतीत कोळसा वीज केंद्रातील पायऱ्या.

  • सोपे : बॉयलरमध्ये पाण्याची वाफ होते; संघनित्रात वाफेचे पुन्हा पाणी होते.
  • मध्यम : शीतकरण मनोऱ्यातून निघणारा पांढरा ढग पाण्याची वाफ आहे, धूर नाही.
  • परीक्षेसाठी : औष्णिक केंद्रातील ऊर्जा बदल लिहा : रासायनिक → उष्णता → गतिज → विद्युत.

नियम 2 : अणुऊर्जा केंद्र — युरेनियम किंवा प्लुटोनियम अणुकेंद्रकांच्या विखंडनातून मिळालेल्या उष्णतेने वाफ बनते. न्यूट्रॉन युरेनियम-235 वर आदळला की अस्थिर युरेनियम-236 बनते, जे बेरियम आणि क्रिप्टॉनमध्ये फुटते आणि तीन न्यूट्रॉन व 200 MeV ऊर्जा मुक्त करते. हे न्यूट्रॉन आणखी विखंडने घडवतात : साखळी अभिक्रिया, जी केंद्रात नियंत्रित केली जाते. इंधन जळण्यातून हवा प्रदूषण नसते, पण अणुकचरा किरणोत्सारी असून त्याची विल्हेवाट कठीण असते आणि अपघातात हानिकारक किरणोत्सर्ग बाहेर पडू शकतो.

न्यूट्रॉनने U-235 चे विखंडन : Ba, Kr, 3 न्यूट्रॉन, 200 MeVअणु विखंडनn + U-235→ U-236(अस्थिर)→ Ba + Kr+ 3 न्यूट्रॉन+ 200 MeVऊर्जा

आकृतीत : आकृतीत एका विखंडनातून तीन न्यूट्रॉन मिळतात : साखळी अभिक्रिया.

  • सोपे : एका विखंडनातून 3 न्यूट्रॉन मिळतात; प्रत्येकाने आणखी विखंडन घडवले तर पुढच्या टप्प्यात 3, मग 9, मग 27 विखंडने.
  • मध्यम : 4 टप्प्यांनंतर 3 × 3 × 3 × 3 = 81 विखंडने होतील, म्हणूनच अभिक्रियेवर नियंत्रण ठेवावे लागते.
  • परीक्षेसाठी : अणुऊर्जेचे दोन तोटे – किरणोत्सारी कचरा आणि अपघाताचा धोका.
लक्षात ठेवा

औष्णिक : कोळसा → वाफ → टर्बाइन. अणुऊर्जा : U-235 चे विखंडन 3 न्यूट्रॉन आणि 200 MeV देते.

सामान्य चूक

अणुऊर्जा केंद्रात युरेनियम जाळतात असे समजणे. ते फोडतात (विखंडन); काहीही जळत नाही.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "U-235 + n → 3n + 200 MeV".

फरक ओळखा

वैशिष्ट्यऔष्णिकअणु
इंधनकोळसायुरेनियम, प्लुटोनियम
उष्णता कशातूनजळणेविखंडन
मुख्य समस्याहवा प्रदूषणकिरणोत्सारी कचरा

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1औष्णिक वीज केंद्राचे इंधन कोणते?
  2. 2संघनित्र काय करते?
  3. 3अणुविखंडन म्हणजे काय?
मध्यम
  1. 4एका युरेनियम-235 केंद्रकाच्या विखंडनात किती ऊर्जा मुक्त होते?
  2. 5एका विखंडनात किती न्यूट्रॉन मुक्त होतात?
  3. 6औष्णिक केंद्राची दोन प्रदूषके सांगा.
आव्हानात्मक
  1. 71 पासून सुरू होणाऱ्या साखळी अभिक्रियेच्या तिसऱ्या टप्प्यात किती विखंडने होतील?
  2. 8अणुऊर्जा केंद्रात साखळी अभिक्रिया नियंत्रित का ठेवतात?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1कोळसा.
  2. 2वाफ थंड करून पुन्हा पाणी बनवते.
  3. 3जड अणुकेंद्रकाचे लहान केंद्रकांत विभाजन होऊन ऊर्जा मुक्त होणे.
  4. 4सुमारे 200 MeV.
  5. 5तीन.
  6. 6कार्बन डायऑक्साइड आणि सल्फर ऑक्साइड (किंवा काजळी).
  7. 73 × 3 × 3 = 27.
  8. 8अनियंत्रित राहिली तर अचानक प्रचंड ऊर्जा मुक्त होऊन ती धोकादायक ठरते.

नैसर्गिक वायू केंद्र, पर्यावरण आणि हरित ऊर्जा

रोजच्या जीवनातून

गॅस शेगडी कोळशाच्या चुलीपेक्षा स्वच्छ जळते आणि भांड्यावर काजळी सोडत नाही. वीज केंद्रातही हीच कल्पना : स्वच्छ इंधन म्हणजे कमी प्रदूषण. सर्वोत्तम पर्याय कधीही न संपणारा स्रोत.

सोपी व्याख्या

हरित ऊर्जा (green energy) ही संपत नसलेल्या आणि प्रदूषण न करणाऱ्या स्रोतांपासून मिळते : पाणी, वारा, सूर्यप्रकाश आणि जैवइंधन.

नियम 1 : नैसर्गिक वायू वीज केंद्र — संपीडक (compressor) दाबयुक्त हवा ज्वलन कक्षात पाठवतो, जेथे वायू जळतो; गरम उच्च दाबाचा वायू वायू-टर्बाइन चालवतो, जे जनित्र फिरवते. त्याची कार्यक्षमता कोळसा केंद्रापेक्षा जास्त असते आणि प्रदूषण कमी (गंधक नसतो).

  • सोपे : नैसर्गिक वायूत गंधक नसल्याने गॅस केंद्र कोळसा केंद्रापेक्षा स्वच्छ.
  • मध्यम : गॅस केंद्रात गरम वायूच टर्बाइन फिरवतो; पाण्याचा बॉयलर नसतो.
  • परीक्षेसाठी : कोळसा केंद्रापेक्षा गॅस केंद्राचे दोन फायदे : जास्त कार्यक्षमता आणि कमी प्रदूषण.

नियम 2 : जीवाश्म इंधनांचे प्रदूषण — कोळसा, नैसर्गिक वायू आणि तत्सम इंधने जाळल्याने कार्बन डायऑक्साइड (जागतिक तापमानवाढ), कार्बन मोनॉक्साइड (अपूर्ण ज्वलन), नायट्रोजन डायऑक्साइड (आम्लवर्षा) आणि काजळी (दमा) निर्माण होतात. जीवाश्म इंधन तयार होण्यास लाखो वर्षे लागली; कोळसा सुमारे 200 वर्षे आणि नैसर्गिक वायू सुमारे 200–300 वर्षे टिकू शकतो. जलाशय, वारा, सूर्यप्रकाश आणि जैवइंधन हे स्रोत सतत मिळणारे असून या समस्या निर्माण करत नाहीत : ते पर्यावरणपूरक, म्हणजे हरित ऊर्जा.

इंधन जाळल्याने CO₂, CO, NO₂, काजळीइंधन जाळल्याने होणारे नुकसान🌡️CO₂जागतिक तापमानवाढ☠️COविषारी🌧️NO₂आम्लवर्षा🫁काजळीदमा

आकृतीत : आकृतीत जीवाश्म इंधन जाळल्याने होणारे प्रदूषण.

  • सोपे : CO₂ मुळे जागतिक तापमानवाढ; NO₂ मुळे आम्लवर्षा; काजळीमुळे दम्यासारखा श्वसनाचा त्रास.
  • मध्यम : कोळसा सुमारे 200 वर्षे टिकत असेल आणि वापर वाढतच राहिला तर तो आधीच संपेल, म्हणून हरित ऊर्जा आवश्यक.
  • परीक्षेसाठी : हरित ऊर्जेला शाश्वत का म्हणतात? पाणी, वारा आणि सूर्यप्रकाश निसर्गात पुन्हा पुन्हा मिळतात आणि संपत नाहीत.
लक्षात ठेवा

जीवाश्म इंधन : CO₂ (तापमानवाढ), CO, NO₂ (आम्लवर्षा), काजळी. हरित ऊर्जा : पाणी, वारा, सूर्य, जैवइंधन.

सामान्य चूक

नैसर्गिक वायू नवीकरणीय असतो असे समजणे. तो जीवाश्म इंधन असून संपणार आहे.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "हरित = पाणी, वारा, सूर्य, जैव".

फरक ओळखा

वायूपरिणाम
कार्बन डायऑक्साइडजागतिक तापमानवाढ
नायट्रोजन डायऑक्साइडआम्लवर्षा
काजळीदमा

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1नैसर्गिक वायू वीज केंद्राचे भाग सांगा.
  2. 2गॅस केंद्र कोळसा केंद्रापेक्षा कमी प्रदूषक का?
  3. 3इंधनापासून कोणता वायू जागतिक तापमानवाढ करतो?
मध्यम
  1. 4कोणता वायू आम्लवर्षा घडवतो?
  2. 5चार हरित ऊर्जा स्रोत सांगा.
  3. 6कोळसा सुमारे किती वर्षे टिकू शकतो?
आव्हानात्मक
  1. 7अपूर्ण ज्वलनात कोणता वायू तयार होतो?
  2. 8आपण हरित ऊर्जेकडे का वळले पाहिजे?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1संपीडक, ज्वलन कक्ष, वायू-टर्बाइन, जनित्र.
  2. 2नैसर्गिक वायूत गंधक नसतो.
  3. 3कार्बन डायऑक्साइड.
  4. 4नायट्रोजन डायऑक्साइड.
  5. 5पाणी, वारा, सूर्यप्रकाश आणि जैवइंधन.
  6. 6सुमारे 200 वर्षे.
  7. 7कार्बन मोनॉक्साइड.
  8. 8जीवाश्म इंधन मर्यादित आणि प्रदूषक आहे, तर हरित स्रोत शाश्वत आणि स्वच्छ आहेत.

जलविद्युत आणि पवन ऊर्जा

रोजच्या जीवनातून

धरण पाणी उंचावर अडवून ठेवते; दार उघडले की पाणी जोरात खाली येते. टेकडीवरील पवनचक्की वाऱ्याने फिरते. दोन्हीला इंधन लागत नाही.

सोपी व्याख्या

जलविद्युत केंद्र (hydroelectric plant) पडणाऱ्या पाण्याच्या ऊर्जेपासून आणि पवन टर्बाइन (wind turbine) वाहत्या हवेपासून वीज बनवते.

नियम 1 : जलविद्युत केंद्र — धरणातील पाण्याची स्थितिज ऊर्जा → वाहत्या पाण्याची गतिज ऊर्जा → टर्बाइनची (धरणाच्या तळाशी) गतिज ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा. इंधन जळत नाही आणि पावसाळ्यात जलाशय पुन्हा भरतो. समस्या : बॅकवॉटरमुळे गावे, जंगले आणि सुपीक जमीन बुडू शकते (पुनर्वसन) आणि नदीतील जीवनावर परिणाम होतो. उदाहरणे : टिहरी (उत्तराखंड), कोयना (महाराष्ट्र).

धरणातील पाण्याची स्थितिज ऊर्जा विद्युत ऊर्जेतजलविद्युत💧धरणातील पाणी(स्थितिज)🌊वाहते पाणी(गतिज)🌀टर्बाइनफिरते⚡वीज

आकृतीत : आकृतीत धरणाच्या पाण्यापासून वीज.

  • सोपे : धरणामागील पाण्याची पातळी जास्त तितकी त्याच्याकडे देण्यासाठी स्थितिज ऊर्जा जास्त.
  • मध्यम : महाराष्ट्रातील कोयना आणि उत्तराखंडातील टिहरी हे जलविद्युत प्रकल्प आहेत.
  • परीक्षेसाठी : धरणाचा एक फायदा आणि एक तोटा : इंधन जळत नाही; गावे आणि जंगले बुडतात.

नियम 2 : पवन ऊर्जा — पवन टर्बाइनमध्ये वारा पाती फिरवतो; गिअर-बॉक्स प्रति एकक वेळेत फिरण्याची संख्या वाढवून जनित्र चालवतो. क्षमता 1 kW पेक्षा कमी ते सुमारे 7 MW पर्यंत. समुद्रकिनाऱ्यांवर वाऱ्याचा वेग जास्त असतो. पवन ऊर्जा स्वच्छ आहे पण सर्वत्र उपलब्ध नाही.

वाऱ्याने पाती फिरतात; गिअर-बॉक्स जनित्र फिरवतोपवनचक्की🌬️वारा🪁पातीफिरतात⚙️गिअर-बॉक्सवेग वाढवतो⚡जनित्रवीज देते

आकृतीत : आकृतीत पवन टर्बाइन वीज कशी बनवते.

  • सोपे : 7 MW = 7 × 1000 = 7000 kW, प्रत्येकी 1 kW वापरणाऱ्या हजारो घरांना पुरेसे.
  • मध्यम : 2 MW क्षमतेचे टर्बाइन पूर्ण क्षमतेने 5 तास चालले तर 2 × 5 = 10 MWh = 10,000 kWh वीज मिळते.
  • परीक्षेसाठी : पवन टर्बाइनला गिअर-बॉक्स का लागतो? पाती हळू फिरतात; गिअर-बॉक्स जनित्रासाठी फिरण्याचा वेग वाढवतो.
लक्षात ठेवा

जलविद्युत : स्थितिज → गतिज → विद्युत. पवन : पाती → गिअर-बॉक्स → जनित्र.

सामान्य चूक

पवन ऊर्जा कुठेही मिळते असे समजणे. फक्त जेथे वारा जोरदार असतो, जसे समुद्रकिनारे.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "धरण : स्थितिज → गतिज; पवन : गिअर वाढवतो".

फरक ओळखा

केंद्रऊर्जा साखळीसमस्या
जलविद्युतस्थितिज → गतिज → विद्युतबुडित क्षेत्र
पवनपाती → गिअर-बॉक्स → जनित्रसर्वत्र उपलब्ध नाही

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1जलविद्युत केंद्रातील ऊर्जा साखळी लिहा.
  2. 2जलविद्युत प्रकल्पांची दोन उदाहरणे द्या.
  3. 3धरणाचा जलाशय पुन्हा कसा भरतो?
मध्यम
  1. 4पवन टर्बाइनमध्ये गिअर-बॉक्सचा उपयोग काय?
  2. 5वाऱ्याचा वेग कोठे जास्त असतो?
  3. 63 MW चे kW मध्ये रूपांतर करा.
आव्हानात्मक
  1. 71.5 MW चे टर्बाइन पूर्ण क्षमतेने 4 तास चालते. किती kWh वीज मिळते?
  2. 8मोठ्या धरणांमुळे होणाऱ्या दोन समस्या सांगा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1पाण्याची स्थितिज ऊर्जा → पाण्याची गतिज ऊर्जा → टर्बाइनची गतिज ऊर्जा → विद्युत ऊर्जा.
  2. 2कोयना आणि टिहरी.
  3. 3पावसाळ्यातील पावसाने.
  4. 4ते जनित्र चालवण्यासाठी प्रति एकक वेळेतील फिरण्याची संख्या वाढवते.
  5. 5समुद्रकिनाऱ्यांवर.
  6. 63000 kW.
  7. 71500 kW × 4 h = 6000 kWh.
  8. 8गावे आणि जंगले बुडणे, आणि नदीतील जीवनावर परिणाम.

सौर ऊर्जा

रोजच्या जीवनातून

छोटे पटल असलेला कॅल्क्युलेटर बॅटरीविना सूर्यप्रकाशात चालतो. छतावरील सौर पटल हेच मोठ्या प्रमाणात करते, प्रकाशाचे थेट विजेत रूपांतर.

सोपी व्याख्या

सौर प्रकाश-विद्युत घट (solar photovoltaic cell) सूर्यप्रकाशाचे थेट DC विजेत रूपांतर करतो.

नियम 1 : सौर घट — सौर प्रकाश-विद्युत घट (अर्धवाहक, उदा. सिलिकॉन) सूर्यप्रकाशाचे थेट DC विजेत रूपांतर करतो; जनित्र लागत नाही. 1 सेमी² चा सिलिकॉन घट सुमारे 0.5 V वर सुमारे 30 mA देतो; विभवांतर क्षेत्रफळावर अवलंबून नसते, म्हणून 100 सेमी² चा घट सुमारे 3 A देतो.

  • सोपे : 200 सेमी² चा घट 0.5 V वर सुमारे 30 mA × 200 = 6000 mA = 6 A देतो.
  • मध्यम : क्षेत्रफळाने व्होल्टेज बदलत नाही; मोठा आणि लहान घट दोन्ही सुमारे 0.5 V देतात.
  • परीक्षेसाठी : 100 सेमी² च्या घटाची शक्ती = V × I = 0.5 × 3 = 1.5 W.

नियम 2 : श्रेणी, समांतर आणि साठवण — श्रेणीत विभवांतरे बेरीज होतात आणि प्रवाह तोच राहतो. समांतर जोडणीत प्रवाह बेरीज होतात आणि विभवांतर तेच राहते. 100 सेमी² चे 36 घट श्रेणीत जोडले तर 18 V आणि 3 A मिळतात. घट → पटल → स्ट्रिंग → अॅरे. कार्यक्षमता सुमारे 15%. निर्गत DC असते; इन्व्हर्टर त्याचे AC मध्ये रूपांतर करतो आणि बॅटऱ्या रात्रीसाठी साठवतात. घट फक्त दिवसा चालतात. सौर औष्णिक केंद्रात परावर्तक सूर्यप्रकाश शोषकांवर केंद्रित करतात; उष्णतेने वाफ बनून टर्बाइन आणि जनित्र चालते.

श्रेणीत विभवांतर, समांतरात विद्युतधारा वाढतेसौर घट जोडणीश्रेणीविभवांतर बेरीजविद्युतधारा तीच36 × 0.5 V = 18 Vसमांतरविद्युतधारा बेरीजविभवांतर तेच

आकृतीत : आकृतीत श्रेणीत व्होल्टेज वाढते; समांतर जोडणीत प्रवाह वाढतो.

  • सोपे : 0.5 V चे 10 घट श्रेणीत जोडले तर 10 × 0.5 = 5 V.
  • मध्यम : प्रत्येकी 3 A चे 4 घट समांतर जोडले तर 0.5 V वर 4 × 3 = 12 A.
  • परीक्षेसाठी : 100 सेमी² च्या घटांपासून 3 A वर 12 V कसे मिळवाल? 12 ÷ 0.5 = 24 घट श्रेणीत जोडावे.
सूर्यप्रकाशापासून DC, इन्व्हर्टरने AC, बॅटरीत साठवणसौर विद्युत☀️सूर्यप्रकाश🔋सौर घटDC बनवतो🔁इन्व्हर्टरDC → AC🏠घरगुती वापर,रात्रीसाठी बॅटरी

आकृतीत : आकृतीत सूर्यप्रकाशापासून घरगुती विजेपर्यंत.

  • सोपे : पटल DC देते, इन्व्हर्टर ते AC बनवतो आणि घरगुती उपकरणे AC वापरतात.
  • मध्यम : बॅटऱ्या दिवसाची जास्तीची ऊर्जा साठवतात म्हणजे रात्री दिवे चालतात.
  • परीक्षेसाठी : 15% कार्यक्षमतेचे पटल 1000 W सूर्यप्रकाश घेऊन 1000 × 15 ÷ 100 = 150 W देते.
लक्षात ठेवा

सौर घट : DC, 0.5 V. श्रेणी : व्होल्टेज वाढते. समांतर : प्रवाह वाढतो. इन्व्हर्टर : DC चे AC.

सामान्य चूक

सौर घट रात्रीही चालतात असे समजणे. ते फक्त दिवसा चालतात; बॅटऱ्या रात्रीसाठी ऊर्जा साठवतात.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "श्रेणी — व्होल्टेज वाढ; समांतर — प्रवाह वाढ".

फरक ओळखा

जोडणीव्होल्टेजप्रवाह
श्रेणीबेरीजतोच
समांतरतेचबेरीज

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1सौर घट कशाचे रूपांतर करतो?
  2. 2एका सिलिकॉन घटाचे व्होल्टेज किती?
  3. 3इन्व्हर्टर काय करतो?
मध्यम
  1. 4सौर पटलांसोबत बॅटऱ्या का वापरतात?
  2. 5सौर पटलाची कार्यक्षमता किती असते?
  3. 6कोणती जोडणी व्होल्टेज बेरीज करते?
आव्हानात्मक
  1. 70.5 V चे 36 घट श्रेणीत जोडले आहेत. निर्गत व्होल्टेज काढा.
  2. 8सौर औष्णिक केंद्रात परावर्तक का वापरतात?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1सूर्यप्रकाशाचे थेट DC विजेत.
  2. 2सुमारे 0.5 V.
  3. 3DC चे AC मध्ये रूपांतर.
  4. 4रात्री वापरण्यासाठी ऊर्जा साठवण्यासाठी.
  5. 5सुमारे 15%.
  6. 6श्रेणी जोडणी.
  7. 736 × 0.5 = 18 V.
  8. 8वाफेसाठी पुरेशी उष्णता मिळावी म्हणून सूर्यप्रकाश शोषकांवर केंद्रित करण्यासाठी.

झटपट उजळणी

  • जनित्र : विद्युतचुंबकीय प्रवर्तन; ऊर्जा स्रोत → टर्बाइन → जनित्र.
  • युरेनियम-235 च्या विखंडनातून 3 न्यूट्रॉन आणि 200 MeV; साखळी अभिक्रिया.
  • हरित ऊर्जा : पाणी, वारा, सूर्यप्रकाश, जैवइंधन.
  • सौर घट : DC, सुमारे 0.5 V; श्रेणीत विभवांतर वाढते, समांतर जोडणीत विद्युतधारा वाढते.
Live आकृती

झटपट उजळणी

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा