Solar Energy MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Solar Energy - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

स्ट्रिंग इन्वर्टर सौर पैनलों (स्ट्रिंग) के समूहों को व्यक्तिगत रूप से संभालते हैं। यदि एक स्ट्रिंग छायांकन, गंदगी या बेमेल (जैसे विभिन्न पैनल अभिविन्यास या उम्र बढ़ने) से प्रभावित होती है, तो यह केवल उस विशिष्ट स्ट्रिंग को प्रभावित करती है, न कि पूरे सिस्टम को।

इसके विपरीत, केंद्रीय इन्वर्टर कई स्ट्रिंगों को एक साथ जोड़ते हैं, और एक स्ट्रिंग में एक समस्या (जैसे छायांकन या दोषपूर्ण पैनल) पूरे सिस्टम के प्रदर्शन को कम कर सकती है।

इस प्रकार, स्ट्रिंग इन्वर्टर आंशिक छायांकन या पैनल बेमेल से बिजली के नुकसान को कम करते हैं, जिससे समग्र सिस्टम दक्षता और प्रदर्शन में वृद्धि होती है।

स्ट्रिंग इन्वर्टर तकनीक

• एक स्ट्रिंग इन्वर्टर सौर पैनलों की एक “स्ट्रिंग” (आमतौर पर 8-30 पैनल) को एक एकल इन्वर्टर से जोड़ता है। प्रत्येक स्ट्रिंग को एक स्वतंत्र इकाई के रूप में माना जाता है।
• प्रत्येक स्ट्रिंग से DC पावर एक समर्पित स्ट्रिंग इन्वर्टर को भेजी जाती है, जो इसे AC पावर में बदल देती है। एक बड़े सिस्टम में कई स्ट्रिंग इन्वर्टर का उपयोग किया जाता है।

केंद्रीय इन्वर्टर तकनीक

• एक केंद्रीय इन्वर्टर कई स्ट्रिंगों (सैकड़ों पैनलों) से DC पावर एकत्र करता है, जिसे DC कॉम्बिनर बॉक्स के माध्यम से जोड़ा जाता है, और सभी पावर को एक बड़ी इकाई में AC में बदल देता है।
• DC स्ट्रिंग कॉम्बिनर बॉक्स में फ़ीड करते हैं। कॉम्बिनर बॉक्स पावर को एकल बड़े इन्वर्टर (सैकड़ों kW से MW) में भेजते हैं। AC पावर ग्रिड या वितरण प्रणाली को भेजा जाता है।

यह चित्र एक ग्रिड में व्यवस्थित परस्पर जुड़े सौर पैनलों के एक बड़े संग्रह को दर्शाता है जो एक सौर सरणी बनाते हैं।

सौर संयंत्र से संबंधित महत्वपूर्ण शब्द:

• सौर सेल: सबसे छोटी इकाई जो सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदलती है। कई सौर सेल मिलकर एक सौर मॉड्यूल बनाते हैं।
• सौर मॉड्यूल (पैनल): कई सौर सेलों से जुड़ा एक एकल पैनल।
• सौर सरणी: उच्च शक्ति उत्पादन उत्पन्न करने के लिए जुड़े कई सौर मॉड्यूल का एक समूह। यही चित्र में दिखाया गया है।
• बैटरी बैंक: ऊर्जा के लिए एक भंडारण प्रणाली, लेकिन चित्र में बैटरियाँ नहीं दिखाई गई हैं।

सही उत्तर 6 से 7 है।

Key Points

• राजस्थान में सौर ऊर्जा की अपार संभावनाएं हैं।
• राजस्थान की जलवायु अर्ध-शुष्क है, और थार रेगिस्तान राज्य के कुल भूमि क्षेत्र का 66.66% भाग आच्छादित करता है।
• इन जलवायु विशेषताओं के साथ, यह प्रतिदिन 6-6.4 kWh/m² सौर विकिरण प्राप्त कर सकता है।
• यह दुनिया में दूसरी सबसे बड़ी राशि है और सालाना लगभग 300-325 धूप वाले दिन हैं।
• राजस्थान के पश्चिमी शहरों में अक्सर तापमान 35 से 40 डिग्री के बीच रहता है, गर्मियों में तापमान 45 डिग्री से ऊपर रहता है।
• राजस्थान में 6 से 7 kw/km² की सौर ऊर्जा उपलब्धता है।
• इसमें 100000 मेगावाट बिजली वर्ष का उत्पादन करने की क्षमता है, हालांकि वर्तमान में केवल 442.25 मेगावाट का उत्पादन किया जा रहा है।

Additional Information

• सौर विकिरण तीव्रता:
  • यह फोटोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल के प्रति यूनिट क्षेत्र में आने वाले सौर विकिरण का घनत्व है।
  • पृथ्वी के वायुमंडल के ऊपर, सौर विकिरण की तीव्रता लगभग 1380 वाट प्रति वर्ग मीटर (W/m²) है।​

केंद्रीय अभिग्राही प्रणाली

केंद्रीय अभिग्राही (या पावर टावर) प्रणाली वितरित दर्पणों के क्षेत्र का उपयोग करते हैं, जिन्हें हेलियोस्टैट्स के रूप में भी जाना जाता है, ये व्यक्तिगत रूप से सूर्य को ट्रैक (पर नजर रखते) करते हैं और एक टॉवर के शीर्ष पर सूर्य के प्रकाश को केंद्रित करते हैं।

ये सूर्य के प्रकाश को 600-1000 बार केंद्रित करके, 500°C से 1000°C तक तापमान प्राप्त करते हैं।

अभिग्राही में तप्त ऊष्मा-हस्तांतरण द्रव का उपयोग क्रियाशील तरल पदार्थ को गर्म करने के लिए किया जाता है, जिसे बदले में, विद्युत उत्पन्न करने के लिए एक पारंपरिक टरबाइन जनित्र में उपयोग किया जाता है।

सही उत्तर सौर, विद्युत है।Key Points

• सौर ऊर्जा सूर्य से प्राप्त ऊर्जा है जिसे सौर पैनलों द्वारा ग्रहण किया जाता है और विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
• सौर पैनल में ऊर्जा रूपांतरण की प्रक्रिया में फोटोवोल्टिक कोशिकाएं शामिल होती हैं जो सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करती हैं और इलेक्ट्रॉनों को छोड़ती हैं, जिन्हें बाद में विद्युत ऊर्जा के रूप में कैप्चर किया जाता है।
• विद्युत ऊर्जा ऊर्जा का वह रूप है जिसका उपयोग घरों, इमारतों और अन्य विद्युत उपकरणों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है।

Additional Information

• सौर ऊर्जा ऊर्जा का एक नवीकरणीय स्रोत है जो जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करने के तरीके के रूप में तेजी से लोकप्रिय हो रहा है।
• विद्युत ऊर्जा ऊर्जा का एक बहुमुखी रूप है जिसका उपयोग घरों और व्यवसायों को बिजली देने से लेकर इलेक्ट्रिक वाहनों को चार्ज करने तक कई प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।
• ऊष्मा ऊर्जा का उपयोग इमारतों और पानी को गर्म करने के लिए किया जा सकता है।
• प्रकाश ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप है जिसमें दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी प्रकाश और अवरक्त विकिरण शामिल हैं।
• इसका उपयोग प्रकाश से लेकर संचार प्रौद्योगिकियों तक, कई प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है।

केंद्रीय अभिग्राही प्रणाली

केंद्रीय अभिग्राही (या पावर टावर) प्रणाली वितरित दर्पणों के क्षेत्र का उपयोग करते हैं, जिन्हें हेलियोस्टैट्स के रूप में भी जाना जाता है, ये व्यक्तिगत रूप से सूर्य को ट्रैक (पर नजर रखते) करते हैं और एक टॉवर के शीर्ष पर सूर्य के प्रकाश को केंद्रित करते हैं।

ये सूर्य के प्रकाश को 600-1000 बार केंद्रित करके, 500°C से 1000°C तक तापमान प्राप्त करते हैं।

अभिग्राही में तप्त ऊष्मा-हस्तांतरण द्रव का उपयोग क्रियाशील तरल पदार्थ को गर्म करने के लिए किया जाता है, जिसे बदले में, विद्युत उत्पन्न करने के लिए एक पारंपरिक टरबाइन जनित्र में उपयोग किया जाता है।

सही उत्तर सिलिकॉन है ।

Key Points

अवधारणा :

• सौर सेल: एक सौर सेल, या फोटोवोल्टिक सेल, एक विद्युत उपकरण है जो प्रकाश की ऊर्जा (सूर्य के प्रकाश) को सीधे फोटोवोल्टिक प्रभाव से बिजली में परिवर्तित करता है, जो एक भौतिक और रासायनिक घटना है।
• सौर सेल सिलिकॉन, कैडमियम टेलूराइड और कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड जैसी अर्धचालक सामग्रियों से बने होते हैं।
• सौर सेल का कार्य सिद्धांत फोटोवोल्टिक प्रभाव पर आधारित है।
• प्रकाश के संपर्क में आने पर फोटोवोल्टिक प्रभाव एक सामग्री द्वारा बिजली का उत्पादन होता है।
• सामान्य एकल-जंक्शन सिलिकॉन सौर सेल लगभग 0.5 - 0.6 वी के अधिकतम ओपन-सर्किट वोल्टेज का उत्पादन कर सकता है।

स्पष्टीकरण :

• सौर सेल बनाने के लिए, अर्धचालक सामग्रियों का उपयोग किया जाता है जैसे कि सिलिकॉन , कैडमियम टेल्यूराइड, और कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड।
• तांबा, लोहा, और एल्यूमीनियम कंडक्टर और धातु हैं जिनका उपयोग तारों और विभिन्न धातु की वस्तुओं को बनाने के लिए किया जाता है।

तो, सौर सेल को बनाने के लिए जिस सामग्री का उपयोग किया जाता है, वह सिलिकॉन है।

सौर सेल के अलग-अलग प्रकार और उनकी दक्षता को नीचे दर्शाया गया है:

निम्नलिखित सौर सेल में से मोनोक्रिस्टलाइन पैनल में उच्चतम दक्षता होती है लेकिन यह महंगा भी होता है।

स्टैंड-एकमात्र PV प्रणालियाँ:  

• स्टैंड-एकमात्र PV प्रणाली का उपयोग उन क्षेत्रों में किया जाता है जो आसानी से सुलभ नहीं हैं या जिनकी इलेक्ट्रिक ग्रिड तक पहुंच नहीं है।
• एक स्टैंड-एकमात्र प्रणाली विद्युत ग्रिड से स्वतंत्र होती है, जिसमें सामान्य रूप से उत्पादित ऊर्जा को बैटरी में संग्रहित किया जाता है।
• एक विशिष्ट स्टैंड-एकमात्र प्रणाली में एक PV मॉड्यूल या मॉड्यूल, बैटरी और एक आवेश नियंत्रक शामिल होगा।
• PV मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न प्रत्यक्ष धारा को सामान्य उपकरणों के लिए आवश्यक प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करने के लिए एक प्रतिलोमित को भी प्रणाली में शामिल किया जा सकता है।

स्टैंड-एकमात्र PV प्रणाली के अनुप्रयोग:

• शहरी या दूरदराज के क्षेत्रों में, PV स्टैंड-एकमात्र उपकरणों, उपकरणों और मीटरों को बिजली दे सकता है।
  PV पार्किंग मीटर, अस्थायी यातायात संकेत, आपातकालीन फोन, रेडियो ट्रांसमीटर, जल सिंचाई पंप, भाप-प्रवाह गेज, रिमोट गार्ड पोस्ट, रोडवेज के लिए प्रकाश व्यवस्था, और बैटरी आवेशन के लिए विद्युत की आवश्यकता को पूरा कर सकता है।
• वे आम तौर पर सौर आवेशन मॉड्यूल, भंडारण बैटरी, और नियंत्रण या नियामकों शामिल हैं।

सौर संग्राहक:

• सौर संग्राहक वह उपकरण है जो सूर्य से सौर विकिरण को संग्रहित या संकेंद्रित करता है।
• सौर संग्राहक या तो गैर-संकेंद्रित या संकेंद्रित होते हैं।
• सौर संग्राहक के क्षेत्र में दो भाग शामिल होते हैं; एक संग्राही क्षेत्र और दूसरा अवशोषी क्षेत्र है।
• संकेंद्रित सौर संग्राहक में संग्राही क्षेत्र अवशोषी क्षेत्र की तुलना में अधिक होता है।
• केंद्र संग्राही पर केंद्रित सूर्य-स्थिरदर्शी संकेंद्रित सौर संग्राहक का एक उदाहरण है।
• परवलयिक गर्त प्रकार और फ्रेसनेल लेंस संकेंद्रित सौर संग्राहक के कुछ अन्य उदाहरण हैं।
• गैर-संकेंद्रित सौर संग्राहकों में संग्राही क्षेत्र अवशोषी क्षेत्र के बराबर होता है।
• समतल-प्लेट संग्राहक इमारतों में जल और स्थान तापन के लिए गैर-संकेंद्रित संग्राहक का सबसे सामान्य प्रकार हैं।

सही उत्तर फोटोवोल्टिक है। 

व्याख्या:

• सौर ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण की प्रक्रिया को फोटोवोल्टिक प्रभाव कहा जाता है।  
• सौर या फोटोवोल्टिक सेल:
  • सौर सेल, फोटोवोल्टिक सेल वह विद्युतीय उपकरण होता है जिसके द्वारा प्रकाश की ऊर्जा को सीधे फोटोवोल्टिक प्रभाव द्वारा विद्युत में परिवर्तित किया जाता है। 
  • फोटोवोल्टिक मॉड्यूल में अक्सर सूर्य के सामने की तरफ कांच की एक शीट होती है, जो अर्धचालक भाग की सुरक्षा करते हुए प्रकाश को गुजरने की अनुमति प्रदान करती है।
  • फोटोवोल्टिक प्रभाव सबसे पहले फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी एडमंड बेकरेल द्वारा प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया गया था।
  • फोटोवोल्टिक सेल सूर्य के प्रकाश का प्रत्यक्ष रूप से उपयोग करता है।
  • एक फोटोवोल्टिक सेल सौर विकिरण को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
  • बायोगैस प्राकृतिक कचरे के अपघटन से प्राकृतिक रूप से उत्पन्न होती है।
  • इसमें मुख्य रूप से मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड होते हैं।
  • सौर सेल सिलिकॉन का बना होता है।
• सौर सेल कई चरणों में कार्य करता है:
  • सूर्य के प्रकाश में फोटॉन सौर पैनल से टकराते हैं और डोपित सिलिकॉन जैसे अर्धचालक पदार्थ द्वारा अवशोषित होते हैं।
  • इलेक्ट्रॉन उनके वर्तमान आणविक/परमाणु कक्षा से उत्तेजित होते हैं।
  • उत्तेजित इलेक्ट्रॉन छिद्रों को पीछे छोड़ते हुए यात्रा करता है।
  • इस प्रकार विभवांतर धारा उत्पादित करते हैं।
  • पदार्थ के रासायनिक बंध इस प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण होते हैं और विशेष रूप से सिलिकॉन का उपयोग दो परतों में किया जाता है, एक परत बोरॉन के साथ, दूसरा फॉस्फोरस के साथ डोपित होता है।
  • सौर सेल का एक ऐरे सौर ऊर्जा को दिष्ट धारा (DC) विद्युत के उपयोज्य मात्रा में परिवर्तित करता है।
  • इन्वर्टर दिष्ट धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करता है।

सोलर सेल:

• सौर सेल प्रकाश ऊर्जा को सीधे विद्युत में परिवर्तित करने के लिए फोटोवोल्टिक प्रभाव को नियोजित करता हैं, जिसके परिणामस्वरूप विद्युत आवेश अर्धचालकों के माध्यम से स्वतंत्र रूप से यात्रा कर सकता हैं।
• वे कंप्यूटर मेमोरी चिप्स के समान ही निर्मित और संसाधित होते हैं।
• सौर सेल मुख्य रूप से सिलिकॉन से बने होते हैं जो सूर्य की किरणों द्वारा उत्सर्जित फोटॉन को अवशोषित करते हैं। इस प्रक्रिया की खोज 1839 की शुरुआत में हुई थी।

• जब सौर पैनल छत या समतल सतह पर स्थापित किया जाता है, तो यह सूर्य से ऊष्मा और प्रकाश ऊर्जा दोनों एकत्रित करता है।
• यह प्रकाश है, ऊष्मा नहीं है, जो विद्युत उत्पन्न करता है - और बहुत अधिक ऊष्मा वास्तव में विद्युत बनाने की प्रक्रिया में बाधा उत्पन्न कर सकती है।
• उच्च तापमान विद्युत उत्पादन की दक्षता को कम कर सकता है, इसलिए हालांकि सौर पैनल प्रकाश और ऊष्मा दोनों को अवशोषित करेगा, यह वह प्रकाश है जो उसे आवश्यक है।
• भारत के तिरुमाला तिरुपति में दुनिया की सबसे बड़ी सौर वाष्प पर खाना पकाने की प्रणाली स्थापित की गई है।
• प्रणाली को एक दिन में 15,000 व्यक्तियों के लिए दो भोजन पकाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

व्यावहारिक रूप से प्रयुक्त सौर सेल की अधिकतम दक्षता लगभग 20% होती है।

अब तक हासिल की गई सौर सेल की उच्चतम दक्षता 46% है।

सौर सेल की दक्षता को आपतित शक्ति के हिस्से के रूप में निर्धारित किया जाता है जिसे विद्युत में परिवर्तित किया जाता है और इसे इस प्रकार परिभाषित किया जाता है:

\(\eta = \frac{{({V_{oc}}{I_{SC}})\left( {F.F} \right)}}{{{P_{in}}}}\)

जहाँ:

• Voc खुला परिपथ वोल्टेज है
• Isc लघु-परिपथ धारा है
• FF भरण गुणक है
• η दक्षता है

सूर्य से विकिरित ऊर्जा:

• विकिरित ऊर्जा को जूल, या विकिरित फ्लक्स, या विकिरित शक्ति में मापा जा सकता है, जिसे समय के साथ ऊर्जा के रूप में व्यक्त किया जाता है।
• शक्ति की मूल इकाई वाट (जूल/सेकंड) है।
• सूर्य उत्सर्जित करता (3.846 x 10 26 W)  है। तुलना के लिए, औसत तापदीप्त प्रकाश बल्ब 40-100 वाट की खपत करता है।
• इस ऊर्जा को सूर्य से एक गोले में प्रक्षेपित किया जाता है, जहाँ कुछ पृथ्वी पर गिरेगा।
• पृथ्वी तक पहुँचने वाली ऊर्जा को सौर विकिरण (एक वर्ग मीटर से अधिक प्रति सेकंड ऊर्जा) के रूप में मापा जाता है।
• हमारे पास शक्ति = 3.846 x 1026 W है 
• हमने क्षेत्रफल को पृथ्वी का पृष्ठीय क्षेत्रफल माना है,
• इसलिए हमारे पास, पृथ्वी की सतह पर सूर्य-विकिरित सौर ऊर्जा = \(\frac{3.84\times 10^{26}}{4\pi \times 1.5 \times 10^{11}}\) ≈  1000 W/m2 = 1 kW/m2
• अधिकांश धूप वाले दिनों में (प्रत्यक्ष प्रकाश से बाहर), प्रदीप्ति आमतौर पर 10,000-25,000 लक्स होती है।
• एक बादल वाले दिन में, आपतित प्रकाश केवल 1000 लक्स तक पहुंच सकता है।

सौर सपाट पट्टिका संग्राहक:

• यह मूल रूप से एक सौर तापीय ऊर्जा संग्राहक है जिसमें एक अवशोषक में विकिरण को अवशोषित करके और फिर एक तरल पदार्थ में स्थानांतरित करके सौर ऊर्जा एकत्र की जाती है।
• इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है जिसमें 40 डिग्री सेल्सियस से लेकर लगभग 100 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान की आवश्यकता होती है।
• सपाट पट्टिका संग्राहकों में कोई प्रकाशीय संकेंद्रक नहीं होता है और संग्राहक क्षेत्र के साथ-साथ अवशोषक क्षेत्र संख्यात्मक रूप से समान होते हैं।
• एक सपाट पट्टिका संग्राहक का प्राथमिक लाभ यह है कि यह सौर विकिरण की किरण और विसरित घटकों दोनों को गृहीत कर लेता है। इसके अलावा इसकी सरल संतुलित डिजाइन के कारण, इसका निर्माण आसान है।
• Conventional flat plate collector with a spectrally selective absorber and single glazing has an efficiency of approximately 20 % only, whereas vacuum tube collectors reach about 50 %.

सौर के सपाट पट्टिका संग्राहकों के गुण:

• निर्माण में आसान।
• कम लागत।
• किरण और विसरित विकिरण दोनों को एकत्र करना।
• स्थायी रूप से तय (कोई परिष्कृत स्थिति या अनुरेखण उपकरण की आवश्यकता नहीं है)
• कम रखरखाव।
  

एक तरल सपाट पट्टिका संग्राहक बनाने वाले मूल भाग निम्न हैं:

• अवशोषक पट्टिका
• अवशोषक पट्टिका से जुड़ी ट्यूब जिसके माध्यम से गर्म किया जाने वाला तरल बहता है
• पारदर्शी आवरण
•  संग्राहक बॉक्स