Notes of Science in Hindi for Class 10th Chapter 14 ऊर्जा के स्रोत - Sources of Energy CBSE NCERT
इस अध्याय में विषय
• परिचय
→ ऊर्जा की आवश्यकता
• ऊर्जा के अच्छे स्रोत के गुण
→ ईंधन
→ एक अच्छे ईंधन के लक्षण
• ऊर्जा के स्रोत
• ऊर्जा के पारंपरिक स्रोत
→ जीवाश्म ईंधन
→ जीवाश्म ईंधन के कारण होने वाला प्रदूषण
→ जीवाश्म ईंधन से होने वाले प्रदूषण को नियंत्रित करना
• थर्मल पावर प्लांट
• जल विद्युत संयंत्र
→ जल विद्युत संयंत्रों के लाभ
→ जल विद्युत संयंत्रों के नुकसान
• बायोमास
• लकड़ी
→ लकड़ी को ईंधन के रूप में उपयोग करने के नुकसान
• चारकोल
→ एक बेहतर ईंधन के रूप में चारकोल
• गाय का गोबर
• बायो गैस
→ बायो गैस के लाभ
• पवन ऊर्जा
→ पवन ऊर्जा का उपयोग
→ पवन ऊर्जा के लाभ
→ पवन ऊर्जा के नुकसान
• ऊर्जा के वैकल्पिक या गैर-पारंपरिक स्रोत
→ ऊर्जा के वैकल्पिक स्रोतों के कारण
• सौर ऊर्जा
→ सौर ऊर्जा उपकरण
→ सौर ताप उपकरण
• सोलर कुकर
→ बॉक्स टाइप सोलर कुकर
→ सोलर कुकर के फायदे
→ सोलर कुकर के नुकसान
• सौर सेल
→ सौर सेल के लाभ
→ सौर सेल के नुकसान
→ सौर सेल के उपयोग
• समुद्र से ऊर्जा
→ ज्वारीय ऊर्जा
→ तरंग ऊर्जा
→ महासागरीय तापीय ऊर्जा
• भूतापीय ऊर्जा
→ भूतापीय ऊर्जा के लाभ
→ भूतापीय ऊर्जा की सीमाएं
• परमाणु ऊर्जा
→ परमाणु विखंडन
→ परमाणु विखंडन का कार्य
→ प्रमुख परमाणु ऊर्जा संयंत्र
• परमाणु संलयन
→ परमाणु संलयन का लाभ
→ परमाणु संलयन की सीमाएं
• पर्यावरणीय परिणाम
→ ऊर्जा के अनवीकरणीय स्रोत
→ ऊर्जा के नवीकरणीय स्रोत
परिचय
→ ऊर्जा विभिन्न रूपों में आती है और एक रूप को दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है।
→ ऊर्जा का स्रोत वह है जो लंबे समय तक सुविधाजनक रूप में पर्याप्त मात्रा में ऊर्जा प्रदान करता है।
ऊर्जा की आवश्यकता
→ खाना बनाने के लिए
→ बिजली के लिए
→ परिवहन के लिए
→ मशीनों को चलाने के लिए
→ औद्योगिक गतिविधियों और कृषि कार्य के लिए
ऊर्जा के अच्छे स्रोत के गुण
(i) जो प्रति इकाई द्रव्यमान में बड़ी मात्रा में कार्य करेगा।
(ii) सस्ता और आसानी से उपलब्ध।
(iii) स्टोर करने और परिवहन में आसान।
(iv) संभालने और उपयोग करने के लिए सुरक्षित।
(v) पर्यावरण प्रदूषण का कारण नहीं बनता है।
• ईंधन: वे पदार्थ जिन्हें ऊष्मीय ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए जलाया जाता है, ईंधन कहलाते हैं।
उदाहरण: लकड़ी, कोयला, एलपीजी, मिट्टी का तेल।
एक अच्छे ईंधन के लक्षण
→ उच्च ऊष्मीय मान (प्रति इकाई द्रव्यमान में अधिक ऊष्मा दें)।
→ बिना कोई धुंआ या हानिकारक गैस छोड़े जलाएं।
→ उचित प्रज्वलन तापमान।
→ सस्ता और आसानी से उपलब्ध।
→ संभालना आसान, परिवहन के लिए सुरक्षित।
→ स्टोर करने के लिए सुविधाजनक।
→ सुचारू रूप से जलाएं।
ऊर्जा के स्रोत
ऊर्जा के पारंपरिक स्रोत | ऊर्जा के गैर-पारंपरिक स्रोत |
| जीवाश्म ईंधन (कोयला, पेट्रोलियम) | TSसौर ऊर्जा (उदाहरण: सोलर कुकर, सोलर सेल पैनल) |
| ताप विद्युत संयंत्र | समुद्र से ऊर्जा (ज्वार की लहर, ओटी ऊर्जा) |
| जल विद्युत संयंत्र | बायोमास-बायोगैस संयंत्र और पवन ऊर्जा |
| भूतापीय ऊर्जा | परमाणु ऊर्जा |
ऊर्जा के पारंपरिक स्रोत
→ ऊर्जा के स्रोत जो अधिकांश लोगों को ज्ञात हैं।
उदाहरण: जीवाश्म ईंधन, जैव द्रव्यमान आदि।
जीवाश्म ईंधन
→ जीवाश्मों से विकसित ईंधन जैसे कोयला, पेट्रोलियम।
→ बनने में लाखों वर्ष लगते हैं।
→ बहुत सीमित मात्रा में उपलब्ध है।
→ ये ऊर्जा के अनवीकरणीय स्रोत हैं।
• विश्व के आरक्षित कोयले में भारत का लगभग 6% हिस्सा है, जो खपत की वर्तमान दर पर 250 साल अधिक हो सकता है।
जीवाश्म ईंधन से होने वाला प्रदूषण
→ कार्बन, नाइट्रोजन और सल्फर (अम्लीय प्रकृति) के मुक्त ऑक्साइड जो अम्लीय वर्षा का कारण बनते हैं जो पेड़ों, पौधों को नुकसान पहुंचाते हैं, मिट्टी की उर्वरता को कम करते हैं।
→ वातावरण में बड़ी मात्रा में CO2 उत्पन्न करता है जिससे हरित गृह प्रभाव उत्पन्न होता है जिससे पृथ्वी अत्यधिक गर्म हो जाती है।
जीवाश्म ईंधन से होने वाले प्रदूषण को नियंत्रित करना
→ दहन प्रक्रिया की दक्षता बढ़ाना।
→ पर्यावरण में हानिकारक गैसों और राख के पलायन को कम करने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग करना।
थर्मल पावर प्लांट
→ एक विद्युत संयंत्र जो विद्युत उत्पन्न करने के लिए ऊष्मा ऊर्जा का उपयोग करता है।
→ जीवाश्म ईंधन के जलने से टरबाइन चलाने के लिए भाप बनती है।
→ परिवहन और उत्पादन की लागत को कम करने के लिए कोयले और तेल क्षेत्रों के पास (विद्युत संयंत्र) स्थापित करें।
→ बिजली का संचरण अधिक कुशल है।
जल विद्युत संयंत्र
→ गिरते जल की स्थितिज ऊर्जा को विद्युत में परिवर्तित करें।
→ पनबिजली संयंत्र बांधों से जुड़े हुए हैं।
→ हमारे देश की ऊर्जा आवश्यकता का लगभग 25% जल विद्युत संयंत्रों द्वारा पूरा किया जाता है।
जल विद्युत संयंत्रों के लाभ
→ कोई पर्यावरण प्रदूषण नहीं।
→ बहता जल विद्युत ऊर्जा का नवीकरणीय स्रोत है।
→ बांधों का निर्माण नदियों की बाढ़ को रोकता है, सिंचाई के लिए पानी उपलब्ध कराता है।
जल विद्युत संयंत्रों के नुकसान
→ कृषि भूमि के बड़े क्षेत्र, वनस्पतियों और जीवों की एक विशाल विविधता, मानव बस्तियाँ बाँध द्वारा बने जलाशय के पानी में डूब जाती हैं।
→ बड़े पारिस्थितिक तंत्र नष्ट हो जाते हैं।
→ पानी में डूबी हुई वनस्पति अवायवीय परिस्थितियों में सड़ जाती है और बड़ी मात्रा में मीथेन पैदा करती है जो एक ग्रीन हाउस गैस है।
→ विस्थापितों के संतोषजनक पुनर्वास की समस्या उत्पन्न करता है।
बायोमास
→ पेड़-पौधों के मृत भाग तथा पशुओं तथा मनुष्यों के अपशिष्ट पदार्थ बायोमास कहलाते हैं।
(i) लकड़ी: यह एक बायोमास है और लंबे समय तक ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।
• ईंधन के रूप में लकड़ी का उपयोग करने के नुकसान
→ जलने पर बहुत अधिक धुआँ निकलता है।
→ ज्यादा गर्मी पैदा न करें।
→ इस प्रकार प्रौद्योगिकी में सुधार करके हम ऊर्जा के पारंपरिक स्रोतों की दक्षता में सुधार कर सकते हैं।
उदाहरण के लिए: लकड़ी को चारकोल नामक बेहतर ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता है।
(ii) चारकोल: जब लकड़ी को हवा की सीमित आपूर्ति में जलाया जाता है, तो पानी और अन्य वाष्पशील पदार्थ निकल जाते हैं और लकड़ी का कोयला बनता है।
→ ऑक्सीजन गैस की सीमित आपूर्ति पर लकड़ी चारकोल में परिवर्तित हो जाती है।
• लकड़ी की तुलना में चारकोल बेहतर ईंधन है क्योंकि
→ इसका ऊष्मीय मान लकड़ी से अधिक होता है।
→ जलते समय धुआँ उत्पन्न नहीं करता।
→ यह एक कॉम्पैक्ट ईंधन है, जिसे संभालना आसान है और उपयोग में सुविधाजनक है।
(iii) गोबर: यह बायोमास है लेकिन गाय के गोबर को सीधे ईंधन के रूप में जलाना अच्छा नहीं है क्योंकि:
→ बहुत अधिक धुआँ उत्पन्न करता है।
→ गोबर पूरी तरह से नहीं जलता है, अवशेष के रूप में बहुत अधिक राख पैदा करता है।
→ कम कैलोरी मान।
→ गाय के गोबर से बायो गैस (या गोबर गैस) बनाने से हमें धुआं रहित ईंधन मिलता है।
(iv) बायो गैस: यह बायोगैस संयंत्र में उत्पादित होती है।
→ अवायवीय सूक्ष्म जीव गाय के गोबर + पानी के घोल के जटिल यौगिक को विघटित करते हैं।
→ अपघटन प्रक्रिया में कुछ दिन लगते हैं और मीथेन, सीओ 2 , हाइड्रोजन और हाइड्रोजन सल्फाइड जैसी गैसें उत्पन्न होती हैं।
→ बायो गैस को डाइजेस्टर के ऊपर गैस टैंक में संग्रहित किया जाता है, जहां से उन्हें उपयोग के लिए पाइप के माध्यम से निकाला जाता है।
• बायो गैस के लाभ
→ यह एक उत्कृष्ट ईंधन है क्योंकि इसमें 75% तक मीथेन (सीएच 4 ) होता है।
→ यह बिना धुएँ के जलता है।
→ लकड़ी और कोयले के जलने में राख जैसा कोई अवशेष नहीं छोड़ता।
→ ताप क्षमता अधिक होती है।
→ इसका उपयोग प्रकाश के लिए भी किया जाता है।
→ छोड़े गए घोल का उपयोग नाइट्रोजन और फास्फोरस से भरपूर उत्कृष्ट खाद के रूप में किया जाता है।
→ अपशिष्ट निपटान की सुरक्षित और कुशल विधि।
(v) पवन ऊर्जा
→ सौर विकिरणों द्वारा भू-भाग और जल निकायों के असमान तापन से वायु की गति उत्पन्न होती है और हवा चलती है।
• पवन ऊर्जा से उत्पन्न गतिज ऊर्जा का उपयोग
→ टर्बाइन के रोटर को घुमाकर बिजली उत्पन्न करना।
→ कुएँ से पानी उठाना।
→ आटा चक्की चलाने के लिए।
→ एकल पवन चक्की का उत्पादन काफी कम होता है इसलिए पवन ऊर्जा फार्म नामक एक बड़े क्षेत्र में कई पवन चक्कियां लगाई जाती हैं।
→ पवन चक्की के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में काम करने के लिए न्यूनतम हवा की गति 15-20 किमी प्रति घंटे है।
• पवन ऊर्जा के लाभ
→ पर्यावरण के अनुकूल।
→ नवीकरणीय ऊर्जा का कुशल स्रोत।
→ बिजली के उत्पादन के लिए कोई आवर्ती खर्च नहीं।
• पवन ऊर्जा के नुकसान
→ पवन ऊर्जा फार्मों को भूमि के बड़े क्षेत्र की आवश्यकता होती है।
→ 15-20 किमी प्रति घंटे की नियमित हवा की गति प्राप्त करने में कठिनाई।
→ पवन ऊर्जा फार्म स्थापित करने की प्रारंभिक लागत बहुत अधिक है।
→ पवन चक्की के ब्लेड के रखरखाव का उच्च स्तर।
• डेनमार्क को 'पवनों का देश' कहा जाता है।
• बिजली के उत्पादन के लिए पवन ऊर्जा के दोहन में भारत का 5वां स्थान है।
• भारत में सबसे बड़ा पवन ऊर्जा फार्म तमिलनाडु में कन्याकुमारी के पास स्थापित किया गया है और यह 380 मेगावाट बिजली पैदा करता है।
ऊर्जा के वैकल्पिक या गैर-पारंपरिक स्रोत
→ दिन-ब-दिन हमारी ऊर्जा की मांग बढ़ती जाती है, इसलिए ऊर्जा के दूसरे स्रोत की आवश्यकता होती है।
ऊर्जा के वैकल्पिक स्रोतों के कारण
→ पृथ्वी में जीवाश्म ईंधन के भंडार सीमित हैं जो कि अगर हम वर्तमान दर पर उनका उपयोग करते हैं तो जल्द ही समाप्त हो सकते हैं।
→ जीवाश्म ईंधन पर दबाव कम करें जिससे वे अधिक समय तक टिके रहें।
→ प्रदूषण के स्तर को कम करने और पर्यावरण को बचाने के लिए।
(i) सौर ऊर्जा
→ सूर्य ऊर्जा का परम स्रोत है।
→ सूर्य से प्राप्त ऊर्जा को सौर ऊर्जा कहते हैं।
सौर स्थिरांक = 1.4 KJ/s/m 2
→ पृथ्वी का बाहरी किनारा 1.4 KJ/s/m 2 या 1.4 KW/m 2 के बराबर सौर ऊर्जा प्राप्त करता है
[... 1 केजे/एस = 1 किलोवाट]
सौर ऊर्जा उपकरण:
(i) सोलर कुकर
(ii) सोलर वॉटर हीटर
(iii) सौर सेल
भूतापीय ऊर्जा
→ 'जियो' का अर्थ है 'पृथ्वी' और 'थर्मल' का अर्थ है 'गर्मी'।
→ भूतापीय ऊर्जा पृथ्वी के अंदर मौजूद गर्म चट्टानों से निकलने वाली ऊष्मा ऊर्जा है।
→ जब भूमिगत जल 'हॉट स्पॉट' के संपर्क में आता है तो भाप उत्पन्न होती है। चट्टानों में फंसी भाप को पाइप के माध्यम से टर्बाइन में भेजा जाता है और बिजली पैदा करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है।
भूतापीय ऊर्जा के लाभ
→ भूतापीय ऊर्जा का उपयोग करने के लिए किफायती।
→ कोई प्रदूषण नहीं करता है।
भूतापीय ऊर्जा की सीमाएं
→ भूतापीय ऊर्जा हर जगह उपलब्ध नहीं है।
→ भूतापीय ऊर्जा प्राप्त करने के लिए पृथ्वी में गहरी खुदाई करना बहुत कठिन और महंगा है।
→ न्यूजीलैंड और संयुक्त राज्य अमेरिका में, नहीं हैं। भूतापीय ऊर्जा पर आधारित बिजली संयंत्रों का संचालन चालू है।
परमाणु ऊर्जा
→ नाभिकीय अभिक्रिया के दौरान निकलने वाली ऊर्जा को नाभिकीय ऊर्जा कहते हैं।
→ इसे दो प्रकार की नाभिकीय अभिक्रियाओं द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:
(i) परमाणु विखंडन
(ii) परमाणु संलयन
(i) परमाणु विखंडन
• 'विखंडन' का अर्थ है विभाजित होना।
→ वह प्रक्रिया जिसमें रेडियोधर्मी परमाणु (जैसे यूरेनियम, प्लूटोनियम या थोरियम) का भारी नाभिक कम ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन से बमबारी करने पर छोटे नाभिकों में विभाजित हो जाता है, नाभिकीय विखंडन कहलाता है।
→ अत्यधिक मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न होती है।
→ U-235 का उपयोग परमाणु रिएक्टर में यूरेनियम छड़ के रूप में ईंधन के रूप में किया जाता है।
परमाणु विखंडन का कार्य
→ परमाणु रिएक्टर में स्व-स्थायी श्रृंखला अभिक्रिया एक नियंत्रित दर पर ऊर्जा मुक्त करती है, जिसका उपयोग भाप उत्पन्न करने और आगे बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।
प्रमुख परमाणु ऊर्जा संयंत्र
(i) तारापुर (महाराष्ट्र)
(ii) राणा प्रताप सागर (राजस्थान)
(iii) कलपक्कम (तमिलनाडु)
(iv) नरोरा (यूपी)
(v) काकरापार (गुजरात)
(vi)कैगा (कर्नाटक)
(ii) परमाणु संलयन
→ जब प्रकाश तत्वों के दो नाभिक (जैसे हाइड्रोजन) आपस में मिलकर एक भारी नाभिक (जैसे हीलियम) बनाते हैं और अत्यधिक मात्रा में ऊर्जा निकलती है, नाभिकीय संलयन कहलाती है।
→ संलयन के लिए बहुत-बहुत उच्च तापमान और दबाव की आवश्यकता होती है।
→ हाइड्रोजन बम इसी परिघटना पर आधारित है।
→ नाभिकीय संलयन सूर्य तथा अन्य तारों में ऊर्जा का स्रोत है।
परमाणु संलयन का लाभ
→ बहुत कम मात्रा में परमाणु ईंधन से बड़ी मात्रा में उपयोगी ऊर्जा का उत्पादन।
→ CO2 जैसी ग्रीन हाउस गैसों का उत्पादन नहीं करता है ।
परमाणु संलयन की सीमाएं
→ अनुचित परमाणु अपशिष्ट भंडारण और उसके निपटान के कारण पर्यावरण प्रदूषण।
→ हानिकारक विकिरणों के आकस्मिक रिसाव का जोखिम।
→ स्थापना की उच्च लागत।
→ परमाणु ईंधन की सीमित उपलब्धता।
पर्यावरणीय परिणाम
→ ऊर्जा के किसी भी स्रोत का दोहन पर्यावरण को किसी न किसी रूप में परेशान करता है।
→ हम जो स्रोत चुनेंगे, वह निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करेगा:
(i) स्रोत से ऊर्जा निकालने में आसानी।
(ii) स्रोत से ऊर्जा निकालने की लागत।
(iii) ऊर्जा निकालने के लिए उपलब्ध प्रौद्योगिकी की दक्षता।
(iv) उस स्रोत के उपयोग से होने वाली पर्यावरणीय क्षति।
→ दूसरे शब्दों में, ऊर्जा का कोई भी स्रोत प्रदूषण मुक्त नहीं कहा जाता है। कुछ स्रोत दूसरे की तुलना में क्लीनर हैं।
→ उदाहरण के लिए, सौर सेल प्रदूषण मुक्त हो सकते हैं लेकिन डिवाइस की असेंबली होगी
कुछ पर्यावरणीय क्षति पहुँचाते हैं।
ऊर्जा के गैर-नवीकरणीय स्रोत: वे स्रोत जो किसी दिन समाप्त हो जाएंगे।
उदाहरण के लिए: जीवाश्म ईंधन
ऊर्जा के नवीकरणीय स्रोत: ऊर्जा स्रोत जिन्हें पुन: उत्पन्न किया जा सकता है और जो हमेशा के लिए चलेगा।
उदाहरण के लिए: पवन ऊर्जा, जल ऊर्जा।
