पवन ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए किसका उपयोग किया जाता है?

Question

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A: टर्बाइन

Explanation & Concepts:
विंड टर्बाइन प्राथमिक इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम है जिसका उपयोग हवा की गतिज ऊर्जा को घूर्णी यांत्रिक ऊर्जा में बदलने के लिए किया जाता है, जिसे बाद में विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। यह पवन ऊर्जा संयंत्र में केंद्रीय रूपांतरण घटक के रूप में कार्य करता है।

Working Principle: जैसे ही हवा ब्लेड के ऊपर से गुजरती है, हवा के दबाव में अंतर के कारण यह लिफ्ट पैदा करती है, जिससे रोटर घूमने लगता है। यह घूर्णी गति एक गियरबॉक्स के माध्यम से एक जनरेटर तक पहुँचती है, जहाँ विद्युत चुम्बकीय प्रेरण (electromagnetic induction) द्वारा यांत्रिक टॉर्क को विद्युत शक्ति में बदल दिया जाता है। टर्बाइन संरचना में ब्लेड, नैसेल (nacelle) और आंतरिक रूपांतरण मशीनरी शामिल होती है।

Key Formulas: $P = \frac{1}{2} \rho A v^3 C_p$ — हवा में उपलब्ध शक्ति, जहाँ $\rho$ वायु घनत्व है, $A$ स्वेप्ट एरिया है, $v$ हवा का वेग है, और $C_p$ पावर गुणांक है।

Key Points: टर्बाइन गतिज ऊर्जा को घूर्णी यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है।; विंड टर्बाइन की अधिकतम दक्षता 'बेट्ज़ सीमा' ($C_p \approx 0.593$) द्वारा सीमित होती है।; जनरेटर यांत्रिक ऊर्जा से विद्युत ऊर्जा में अंतिम रूपांतरण करते हैं।

Advantages: नवीकरणीय और स्वच्छ ऊर्जा स्रोत; स्थापना के बाद कम परिचालन और रखरखाव लागत

Disadvantages: हवा की गति पर निर्भर रुक-रुक कर बिजली उत्पादन; उच्च प्रारंभिक पूंजी निवेश

Applications: ग्रिड-स्केल बिजली उत्पादन; दूरस्थ स्थानों के लिए ऑफ-ग्रिड बैटरी चार्जिंग

Additional Info: हालाँकि 'जनरेटर' (विकल्प B) वह घटक है जो वास्तव में विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा रूपांतरण करता है, लेकिन 'टर्बाइन' (विकल्प A) पूरी मशीन असेंबली को संदर्भित करता है जो पवन ऊर्जा का उपयोग करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के लिए मानक शब्द है।. ब्लेड (विकल्प D) केवल टर्बाइन रोटर के वायुगतिकीय घटक हैं।

Answer: A सही है — टर्बाइन वह आवश्यक प्रणाली है जो हवा की गतिज ऊर्जा को पकड़ने और जनरेटर के माध्यम से इसे बिजली में बदलने में मदद करने के लिए जिम्मेदार है।

Exam Tip: पावर प्लांट के प्रश्नों में हमेशा 'प्राइम मूवर' (टर्बाइन ब्लेड/रोटर) और 'जनरेटर' (विद्युत चुम्बकीय उपकरण) के बीच अंतर करें।

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Option B: जनरेटर

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Option C: यॉ मोटर (Yaw motor)

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Option D: ब्लेड

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