कौन से लैंप सीधे सौर सेल (solar cell) से जोड़े जा सकते हैं?

Question

Accepted Answer

D: एलईडी (LED)

Explanation & Concepts:
एलईडी (लाइट एमिटिंग डायोड) डीसी-संचालित अर्धचालक उपकरण हैं जिन्हें सौर फोटोवोल्टिक (PV) सेल के डीसी आउटपुट द्वारा सीधे संचालित किया जा सकता है। गैस-डिस्चार्ज या इन्कैंडेसेंट लैंप के विपरीत, इन्हें बुनियादी संचालन के लिए उच्च शुरुआती वोल्टेज या एसी इनवर्जन की आवश्यकता नहीं होती है।

Working Principle: एक सौर सेल आपतित सौर विकिरण के समानुपाती डीसी वोल्टेज उत्पन्न करता है। एलईडी एक पीएन-जंक्शन डायोड है जो फॉरवर्ड-बायस्ड होने पर इलेक्ट्रोлюмиनेसेंस (विद्युत-दीप्ति) के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है। चूंकि दोनों डीसी-संगत हैं, वे एक सीधा ऊर्जा-हस्तांतरण पथ बनाते हैं, जिसके लिए अक्सर एलईडी को वोल्टेज के उतार-चढ़ाव से बचाने के लिए केवल एक साधारण करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की आवश्यकता होती है।

Key Formulas: $P = V \cdot I$ — सौर सेल का पावर आउटपुट एलईडी द्वारा आवश्यक पावर इनपुट से मेल खाता है।; $R = \frac{V_{source} - V_{LED}}{I_{LED}}$ — एक परिवर्तनीय सौर स्रोत से करंट को विनियमित करने के लिए आवश्यक प्रतिरोध।

Key Points: सौर पीवी सेल डायरेक्ट करंट (DC) उत्पन्न करते हैं।; एलईडी स्वाभाविक रूप से डीसी उपकरण हैं जिन्हें कम वोल्टेज की आवश्यकता होती है।; इन्कैंडेसेंट लैंप (विकल्प A) तकनीकी रूप से डीसी पर चल सकते हैं लेकिन एलईडी की तुलना में अत्यधिक अक्षम हैं।; कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट और मेटल हैलाइड लैंप के लिए एसी और उच्च-आवृत्ति वाले बैलास्ट/स्टार्टर्स की आवश्यकता होती है।

Advantages: उच्च चमकदार दक्षता; डायरेक्ट कपलिंग डीसी-एसी रूपांतरण से होने वाले नुकसान को कम करती है; लंबा परिचालन जीवनकाल; कम गर्मी का उत्सर्जन

Disadvantages: एलईडी को डिमिंग के लिए निरंतर करंट विनियमन की आवश्यकता होती है; सौर आउटपुट रुक-रुक कर होता है और विकिरण पर निर्भर करता है

Applications: सौर स्ट्रीट लाइटिंग; पोर्टेबल सोलर लालटेन; ऑफ-ग्रिड घरेलू प्रकाश व्यवस्था

Additional Info: मेटल हैलाइड और सीएफएल को आयनीकरण के लिए शुरुआती उच्च वोल्टेज सर्ज प्रदान करने के लिए एक बैलास्ट की आवश्यकता होती है, जिसे एक साधारण सौर सेल इन्वर्टर सर्किट के बिना प्रदान नहीं कर सकता है।. इन्कैंडेसेंट बल्ब अत्यधिक गर्मी पैदा करते हैं और उच्च करंट का उपभोग करते हैं, जिससे सौर बैटरी स्टोरेज जल्दी खत्म हो जाता है।

Answer: D सही है — एलईडी लैंप अर्धचालक उपकरण हैं जो इन्वर्जन की आवश्यकता के बिना सौर सेल द्वारा प्रदान किए गए डीसी आउटपुट पर सीधे काम करते हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि सौर अनुप्रयोगों में, रूपांतरण के नुकसान से बचने के लिए लोड को आपूर्ति की डीसी प्रकृति से मेल खाना चाहिए; इसलिए, आधुनिक प्रकाश इंजीनियरिंग में एलईडी पसंदीदा विकल्प है।

Answer

Option A: इन्कैंडेसेंट (तापदीप्त)

Answer

Option B: मेटल हैलाइड

Answer

Option C: कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट

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