वैकल्पिक धारा जनरेटर: परिचय
समकालिक वैकल्पिक धारा (एसी) जनरेटर विद्युत शक्ति उत्पादन के लिए शक्ति इंजीनियरिंग उद्योग में उपयोग किए जाने वाले प्रमुख प्रकार के जनरेटर हैं। आज उपभोग की जाने वाली सभी विद्युत शक्ति का 95% से अधिक तीन चरण (3~) वैकल्पिक धारा विद्युत जनरेटर से उत्पन्न होता है। सभी एसी जनरेटर का कार्य सिद्धांत फैराडे के विद्युतचुंबकीय प्रेरण के नियम पर निर्भर करता है।
डीजल इंजन एसी जनरेटर से जुड़ा हुआ
फैराडे का नियम
दो भौतिक नियम लगभग सभी विद्युत इंजीनियरिंग उद्योग के कार्य करने के तरीके को निर्धारित करते हैं।
- फैराडे का नियम – एक बदलता चुंबकीय क्षेत्र उस क्षेत्र में किसी भी चालक में वोल्टेज प्रेरित करेगा।
- एम्पियर का नियम – चालक में बहने वाली विद्युत धारा उस चालक के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है।
एम्पियर का नियम - चालकों के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र धारा प्रवाह के कारण उत्पन्न होते हैं
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पारंपरिक और वास्तविक धारा प्रवाह (छिद्र प्रवाह)
जब धारा (एम्प्स में मापी जाती है) एक चालक के माध्यम से बहती है, तो उस चालक के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है। चुंबकीय क्षेत्र की दिशा धारा प्रवाह की दिशा पर निर्भर करती है।
दायाँ हाथ नियम
दायाँ हाथ नियम पारंपरिक धारा प्रवाह (सकारात्मक से नकारात्मक) के आधार पर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दिखाता है। इसे दायाँ हाथ नियम इसलिए कहा जाता है क्योंकि यदि एक हाथ एक चालक को पकड़ता है, तो अंगूठा धारा प्रवाह की दिशा को इंगित करेगा जबकि चालक के चारों ओर लिपटी हुई उंगलियाँ चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को इंगित करेंगी।
दायाँ हाथ नियम
बायाँ हाथ नियम
बायाँ हाथ नियम वास्तविक धारा प्रवाह (नकारात्मक से सकारात्मक) के आधार पर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दिखाता है। अधिकांश विद्युत इंजीनियरिंग उद्योग पारंपरिक धारा प्रवाह का उपयोग करते हैं जबकि इलेक्ट्रॉनिक उद्योग वास्तविक धारा प्रवाह (जिसे ‘छिद्र प्रवाह’ भी कहा जाता है) का समर्थन करते हैं। अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, धारा प्रवाह की दिशा महत्वपूर्ण नहीं होती है, इसलिए जब यह मान लिया गया कि धारा सकारात्मक से नकारात्मक की ओर बहती है, तो ऐतिहासिक त्रुटि को कभी ठीक नहीं किया गया।
महत्वपूर्ण – अधिकांश प्रकाशन दायाँ हाथ नियम का उपयोग करते हैं। जब तक अन्यथा न कहा जाए, पारंपरिक धारा प्रवाह मानें।
बायाँ हाथ नियम
फ्लेमिंग का बायाँ हाथ नियम
यह जानना उपयोगी है कि एक और बायाँ हाथ नियम है जिसका उपयोग पहले उल्लेखित बायाँ हाथ नियम की तुलना में अधिक किया जाता है; इस बायाँ हाथ नियम को ‘फ्लेमिंग का बायाँ हाथ नियम’ कहा जाता है।
फ्लेमिंग का बायाँ हाथ नियम यह निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है कि जब एक विद्युत रूप से चार्ज किया गया चालक एक चुंबकीय क्षेत्र के भीतर रखा जाता है तो उस पर कितना बल लगाया जाता है। फ्लेमिंग का बायाँ हाथ नियम अक्सर विद्युत मोटरों के घूर्णन की दिशा निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
फ्लेमिंग का बायाँ हाथ नियम
फैराडे का नियम
फैराडे का नियम अब और अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी क्योंकि यह सीधे विद्युत उत्पन्न करने के तरीके से संबंधित है (एम्पियर का नियम बाद में चर्चा की जाएगी)।
फैराडे का नियम कहता है कि यदि कोई चालक एक चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से चलता है, तो उस चालक में वोल्टेज (विद्युत संभावित अंतर) प्रेरित होगा। इसी प्रकार, यदि कोई चालक एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र के भीतर स्थित है तो उसमें वोल्टेज प्रेरित होगा। यदि चुंबकीय क्षेत्र स्थिर है (बदल नहीं रहा है) तो कोई वोल्टेज प्रेरित नहीं होगा।
चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ चुंबक
ध्यान दें कि फैराडे के नियम को ‘फैराडे का विद्युतचुंबकीय प्रेरण का नियम’ भी कहा जाता है। ‘चुंबकीय प्रेरण’ और ‘विद्युतचुंबकीय प्रेरण’ शब्दों का एक ही अर्थ है और इन्हें परस्पर उपयोग किया जाता है।
चुंबकीय क्षेत्र
चुंबकीय क्षेत्र को एक चुंबक के एक छोर से दूसरे छोर तक विस्तारित रेखाओं की एक श्रृंखला खींचकर दर्शाया जाता है।
- मजबूत चुंबकीय क्षेत्र को करीब से पैक चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं द्वारा दर्शाया जाता है।
- कमजोर चुंबकीय क्षेत्र एक-दूसरे से दूर होते हैं।
एक चुंबक की क्षेत्र शक्ति चुंबक से दूरी के अनुपात में होती है अर्थात् चुंबक के सबसे निकट क्षेत्र शक्ति मजबूत होती है और जैसे-जैसे चुंबक से दूरी बढ़ती है, यह कमजोर होती जाती है।
चालक
एक चालक कोई भी पदार्थ है जो धारा प्रवाह की अनुमति देता है (इलेक्ट्रॉनों को प्रवाहित होने की अनुमति देता है)। कुछ चालकों में दूसरों की तुलना में बेहतर चालकता (धारा प्रवाह की क्षमता) गुण होते हैं। विद्युत इंजीनियरिंग में, तांबा और एल्यूमीनियम लोकप्रिय चालक हैं क्योंकि उनमें उच्च चालकता होती है।
तांबे की वायरिंग (तांबे के चालक तार)
एसी जनरेटर कैसे काम करते हैं
फैराडे का नियम कहता है कि किसी भी चालक में जो एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र के भीतर रखा जाता है, एक वोल्टेज प्रेरित होता है; इस प्रेरण की प्रक्रिया को ‘विद्युतचुंबकीय प्रेरण’ के रूप में जाना जाता है। वैकल्पिक धारा (एसी) वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए, हमें इसलिए या तो:
- एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से लगातार एक चालक को चलाना चाहिए।
- एक स्थिर चालक के पार लगातार एक चुंबकीय क्षेत्र को चलाना चाहिए।
बड़े पैमाने पर बिजली उत्पादन सुविधाएं ‘एक स्थिर चालक के पार लगातार एक चुंबकीय क्षेत्र को चलाना’ विकल्प का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करती हैं। पावर स्टेशन सरल निर्माण नहीं होते हैं, लेकिन बिजली उत्पन्न करने के लिए 95% से अधिक पावर स्टेशनों द्वारा उपयोग किए जाने वाले मौलिक सिद्धांत नीचे दिखाए गए हैं।
एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से चलने वाला चालक
ध्यान दें कि ऊपर की छवि एक घूर्णन चालक दिखाती है, लेकिन पावर स्टेशनों में स्थिर चालक और घूर्णन चुंबक होते हैं (छवि पर दिखाए गए सेटअप का उल्टा)।
शक्ति उत्पन्न करने के लिए, एक चुंबक की आवश्यकता होती है और उस चुंबक को लगातार चलाने का एक साधन ताकि चुंबकीय क्षेत्र लगातार बदलता रहे। चुंबक को आगे और पीछे रेखीय (सीधी रेखा में) चलाना संभव है, लेकिन यह थोड़ा अव्यावहारिक और अक्षम होगा। चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को लगातार चलाने का सबसे आर्थिक तरीका घूर्णन/स्पिनिंग द्वारा चुंबक को घुमाना है। इसे आसानी से एक मशीन से चुंबक को जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है जिसकी आउटपुट घूर्णन गति है। उदाहरण के लिए, नीचे दी गई मशीनों के आउटपुट शाफ्ट से एक चुंबक को जोड़कर, और फिर आउटपुट शाफ्ट से चुंबक को जोड़कर, हम मशीन की घूर्णन गति (यांत्रिक शक्ति) को चुंबक में स्थानांतरित कर सकते हैं:
- डीजल इंजन।
- स्टीम टर्बाइन।
- दहन टर्बाइन।
- जलविद्युत टर्बाइन (कपलान, फ्रांसिस, पेल्टन)।
- विंड टर्बाइन।
वास्तविक दुनिया में, उपरोक्त मशीनों को ‘प्राइम मूवर्स’ कहा जाता है क्योंकि वे एक जनरेटर द्वारा विद्युत शक्ति उत्पन्न करने के लिए आवश्यक यांत्रिक शक्ति को स्थानांतरित करते हैं। यह समझना महत्वपूर्ण है कि ‘जनरेटर’ विद्युत ऊर्जा ‘उत्पन्न’ नहीं करते हैं। ऊर्जा को केवल एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित करना संभव है।
ऊर्जा को नष्ट या उत्पन्न/उत्पन्न नहीं किया जा सकता (ऊष्मागतिकी का पहला नियम)
प्राइम मूवर्स यांत्रिक ऊर्जा को शाफ्ट और/या गियरबॉक्स के माध्यम से जनरेटर तक स्थानांतरित करते हैं। जनरेटर यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
मूल शक्ति उत्पादन उदाहरण
नीचे दिया गया वीडियो हमारे यांत्रिक और विद्युत इंजीनियरिंग समझाया गया ऑनलाइन वीडियो कोर्स से एक अंश है।
एक प्राइम मूवर का अनुकरण करने के लिए, हम एक जल पहिया (जल टर्बाइन) के आउटपुट शाफ्ट से एक चुंबक को शारीरिक रूप से जोड़ सकते हैं। पानी जल पहिया के ऊपर से गुजरता है जिससे यह घूमता है और परिणामस्वरूप चुंबक घूमता है। यदि पानी की आपूर्ति निरंतर है, तो जल पहिया लगातार घूमता है, जैसा कि चुंबक करता है। अब जब एक लगातार बदलते चुंबकीय क्षेत्र को लगातार बदलने का साधन मिल गया है, तो एक चालक को बदलते चुंबकीय क्षेत्र के भीतर रखा जाना चाहिए ताकि एक वोल्टेज प्रेरित हो सके।
मूल एसी शक्ति उत्पादन सेटअप
चुंबकीय क्षेत्र के भीतर एक एकल चालक रखने से उस चालक में बहुत अधिक वोल्टेज प्रेरित नहीं होगा, लेकिन यदि चालक को एक कुंडली के आकार में लपेटा जाता है, तो यह अधिक वोल्टेज प्रेरित करना संभव है। वोल्टेज प्रेरण को और अधिक कुशल बनाने के लिए, चालक को चुंबक के जितना संभव हो सके के रूप में स्थापित किया जा सकता है। इसके अलावा, कुंडली में अधिक लूप जोड़ने से अधिक वोल्टेज प्रेरित होगा, जबकि कुंडली से लूप हटाने से कम वोल्टेज प्रेरित होगा।
जब चुंबक घूम रहा होता है और एक चालक को चुंबकीय क्षेत्र के भीतर रखा गया होता है, तो चालक में वोल्टेज प्रेरित होगा। यदि चालक को एक बंद विद्युत सर्किट से जोड़ा जाता है, तो वैकल्पिक धारा प्रवाहित होगी। विद्युत अब उपभोक्ताओं को उपयोग के लिए वितरित/प्रेषित की जा सकती है!
मूल एसी शक्ति उत्पादन उदाहरण
जनरेटर रोटर
औद्योगिक जनरेटर सरल चुंबकों और कुंडलियों की तुलना में अधिक जटिल घटकों पर निर्भर करते हैं, लेकिन शक्ति उत्पादन के कार्य सिद्धांत समान रहते हैं। एक जनरेटर के घूर्णन चुंबक को ‘रोटर’ कहा जाता है जबकि कुंडली को ‘स्टेटर’ कहा जाता है। यह संभव है कि स्टेटर चुंबक के रूप में कार्य करे और रोटर कुंडली के रूप में कार्य करे, लेकिन इस सेटअप पर इस समय चर्चा नहीं की जाएगी।
एक रोटर आमतौर पर पतली स्टील प्लेटों के लेमिनेटेड कोर पर लगे चुंबकों की एक श्रृंखला से बना होता है; पतली स्टील लेमिनेटेड प्लेटों को ‘लेमिनेशन’ कहा जाता है। लेमिनेशन चुंबकीय क्षेत्र के आकार को प्रभावित करते हैं क्योंकि स्टील में लोहा होता है, जो चुंबकीय होता है (एक चुंबक के रूप में कार्य करने या एक चुंबक द्वारा आकर्षित होने में सक्षम)। इसके अलावा, लेमिनेशन चुंबकीय क्षेत्र को केंद्रित करते हैं ताकि जितनी संभव हो सके चुंबकीय रेखाएँ चालक के साथ प्रतिच्छेद करें। चुंबकीय क्षेत्र को केंद्रित करने से एक जनरेटर की दक्षता में सुधार होता है क्योंकि चालक में प्रेरित वोल्टेज बढ़ता है, जैसे-जैसे चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ चालक के साथ प्रतिच्छेद करती हैं।
वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए, मूल ‘कुंडली के पास घूमता चुंबक’ उदाहरण पहले वर्णित किया गया था, हमें हमारी सभ्यता की विद्युत शक्ति की मांगों को पूरा करने की अनुमति नहीं देगा। स्थायी चुंबक काम करने के लिए व्यावहारिक नहीं हैं (परिवहन में कठिनाई, सुरक्षा खतरों का सामना करना आदि) और महंगे हैं। एक वैकल्पिक चुंबक की आवश्यकता होती है, इस आवश्यकता को विद्युतचुंबक द्वारा पूरा किया जाता है।
टिप: एक स्थायी चुंबक वह होता है जिसका उत्तर और दक्षिण ध्रुव स्थिर होता है और नहीं बदलता। स्थायी चुंबकों को ‘फेरोमैग्नेट्स’ भी कहा जाता है।
स्थायी चुंबक
एम्पियर का नियम क्या है?
विद्युतचुंबक पर चर्चा करने से पहले, एम्पियर का नियम समझना आवश्यक है।
एम्पियर का नियम कहता है कि चालक में बहने वाली विद्युत धारा उस चालक के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति धारा प्रवाह की मात्रा के अनुपात में होती है। प्रत्यक्ष धारा एक दिशा में बहती है और परिणामी चुंबकीय क्षेत्र का आकार और ध्रुवीयता स्थिर होती है। वैकल्पिक धारा दो दिशाओं में बहती है और परिणामस्वरूप:
- चुंबकीय क्षेत्र का आकार बढ़ता और घटता है।
- चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति बढ़ती और घटती है।
- चुंबकीय क्षेत्र की ध्रुवीयता उलट जाती है (उत्तर से दक्षिण फिर दक्षिण से उत्तर)।
उपरोक्त परिणाम विद्युत धारा की बदलती दिशा के साथ सिंक में होते हैं। एक साइन वेव का उपयोग समय के साथ चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति और इसकी ध्रुवीयता (उत्तर सकारात्मक है, दक्षिण नकारात्मक है) को इंगित करने के लिए किया जाता है।
समय के साथ बदलती साइन वेव
ध्रुवीयता क्या है?
स्थायी चुंबकों में एक उत्तर और दक्षिण ध्रुव होता है। यदि चुंबक के दक्षिण और उत्तर ध्रुव अपनी स्थिति बदलते हैं (ताकि उत्तर दक्षिण बन जाए और दक्षिण उत्तर बन जाए), तो ध्रुवीयता को ‘उलटा’ कहा जाता है।
विद्युतचुंबक
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एम्पियर का नियम कहता है कि ‘चालक में बहने वाली विद्युत धारा उस चालक के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है’।
यदि प्रत्यक्ष धारा (डीसी) एक चालक में बह रही है, तो चुंबकीय क्षेत्र स्थिर होगा।
यदि वैकल्पिक धारा (एसी) एक चालक में बह रही है, तो चुंबकीय क्षेत्र बदल जाएगा (फैल जाएगा और सिकुड़ेगा)।
एक चालक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति चालक के माध्यम से बहने वाली धारा की मात्रा के अनुपात में होती है।
एक कुंडली के आकार में एक चालक को लपेटकर एक केंद्रित चुंबकीय क्षेत्र बनाना संभव है। यदि कुंडली के माध्यम से धारा बहती है, तो कुंडली के प्रत्येक छोर पर एक उत्तर और दक्षिण ध्रुव प्रभावी रूप से बनाया जाएगा।
कुंडली के माध्यम से बहने वाली धारा के कारण चुंबकीय क्षेत्र
जब एक कुंडली के माध्यम से धारा बहती है और एक परिणामी उत्तर और दक्षिण चुंबकीय ध्रुव बनता है, तो एक विद्युतचुंबक बनता है। ध्यान दें कि उत्तर और दक्षिण की स्थिति को धारा प्रवाह की दिशा को उलटकर उलटा जा सकता है। प्रत्यक्ष धारा एक स्थिर उत्तर और दक्षिण ध्रुव बनाएगी क्योंकि धारा प्रवाह केवल एक दिशा में होता है। वैकल्पिक धारा बदलते उत्तर और दक्षिण ध्रुव बनाएगी क्योंकि धारा प्रवाह दो दिशाओं में होता है (आगे और पीछे)।
यदि जनरेटर रोटर पर कुंडलियाँ स्थापित की जाती हैं, तो इन कुंडलियों पर विद्युत धारा लागू करना संभव है ताकि एक विद्युतचुंबक बनाया जा सके। रोटर पर कई कुंडलियों को स्थापित करने से कई उत्तर और दक्षिण चुंबकीय ध्रुव बनाए जा सकते हैं। स्थायी चुंबकों की तुलना में विद्युतचुंबकों का उपयोग करके एक जनरेटर का चुंबकीय क्षेत्र बनाने के कई महत्वपूर्ण लाभ होते हैं:
- विद्युतचुंबक (ओं) को खिलाई जाने वाली धारा को नियंत्रित करना चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति को नियंत्रित करना संभव बनाता है, इस प्रकार यह संभव है कि स्टेटर वाइंडिंग्स (चालक कुंडलियों) में कितना वोल्टेज प्रेरित होता है।
- विद्युतचुंबक द्वारा उपयोग की जाने वाली कुंडलियों की संख्या को बदलना एक विद्युतचुंबक द्वारा उत्पन्न की जा सकने वाली संभावित चुंबकीय क्षेत्र शक्ति को निर्धारित करता है; यह डिजाइन प्रक्रिया के दौरान एक महत्वपूर्ण और उपयोगी विशेषता है।
- कुंडली सामग्री आमतौर पर बड़े स्थायी चुंबकों की तुलना में प्राप्त करने में आसान, रखरखाव में आसान, और/या बदलने में आसान होती हैं।
- विद्युतचुंबक बड़े स्थायी चुंबकों की तुलना में सस्ते होते हैं।
- विद्युतचुंबक बड़े स्थायी चुंबकों की तुलना में संभालने में आसान होते हैं।
‘जनरेटर रोटर पोल्स’ क्या हैं?
जनरेटर रोटर को कभी-कभी ‘2-पोल्स’, या, ‘4-पोल्स’ आदि के रूप में संदर्भित किया जाता है। ‘पोल्स’ चुंबक के उत्तर या दक्षिण ध्रुव को संदर्भित करते हैं। एक 2-पोल रोटर में एक दक्षिण और एक उत्तर ध्रुव होता है। एक 4-पोल रोटर में दो उत्तर और दो दक्षिण ध्रुव होते हैं आदि।
विद्युत जनरेटर स्टेटर
रोटर के चारों ओर चालक कुंडलियाँ सामूहिक रूप से ‘स्टेटर’ कहा जाता है। रोटर को एक कुंडली, या कुंडलियों की एक श्रृंखला के साथ घेरने से यह सुनिश्चित होता है कि रोटर द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कुंडली (ओं) के एक बड़े क्षेत्र के साथ प्रतिच्छेद करती हैं, इससे अधिक प्रेरित वोल्टेज प्राप्त होता है।
एक स्टेटर जिसमें एक एकल कुंडली होती है, एकल चरण (1~) वोल्टेज प्रेरित करेगा। अधिक कुंडलियाँ स्थापित करने से अतिरिक्त चरण उत्पन्न होते हैं। एक ‘चरण’ एक एकल चालक के पार मापा गया वोल्टेज संभावित होता है। 3 अलग-अलग कुंडलियों में एक ही समय में वोल्टेज प्रेरित करना व्यावहारिक नहीं होगा क्योंकि विद्युत प्रणाली सकारात्मक और नकारात्मक वोल्टेज के बीच भारी रूप से चक्रित होगी, और कुंडलियों को बिल्कुल एक ही भौतिक स्थान में स्थापित करना संभव नहीं होगा। तीन कुंडलियों को 120 डिग्री अलग स्थापित करने से तीन अलग-अलग कुंडलियों में अधिक संतुलित तरीके से वोल्टेज प्रेरित करना संभव हो जाता है। पावर स्टेशन 3 चरण एसी वोल्टेज उत्पन्न करते हैं।
तीन चरण एसी वोल्टेज
विद्युत शक्ति (P=VI)
विद्युत शक्ति को समीकरण द्वारा दर्शाया जाता है:
P = V I
शक्ति = वोल्टेज x धारा
उपरोक्त समीकरण से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि यदि वोल्टेज का मान 0 है, या यदि धारा का मान 0 है, तो शक्ति हमेशा 0 होगी। एक खुला सर्किट में कोई धारा प्रवाह नहीं होता, लेकिन यदि सर्किट बंद है, तो धारा प्रवाहित होगी (यदि धारा मौजूद है)। जबकि वोल्टेज के बिना धारा होना संभव है, वोल्टेज के बिना धारा होना संभव नहीं है। विद्युत शक्ति उत्पन्न करने के लिए, हमें इसलिए वोल्टेज और धारा प्रवाह के लिए एक बंद सर्किट दोनों की आवश्यकता होती है।
पावर स्टेशन बिजली कैसे उत्पन्न करते हैं
किसी भी प्रकार के पावर स्टेशन (पावर प्लांट) पर विचार किए बिना, 95% से अधिक उनमें से ‘एक स्थिर चालक के पार लगातार एक चुंबकीय क्षेत्र को चलाना’ के मौलिक सिद्धांत का उपयोग करके विद्युत शक्ति उत्पन्न करते हैं। उदाहरण के लिए:
- कोयला आधारित पावर स्टेशन (और कोई भी जीवाश्म ईंधन आधारित पावर स्टेशन) – ईंधन को जलाकर उसकी रासायनिक ऊर्जा को गर्मी के रूप में छोड़ता है, जिसका उपयोग पानी को भाप में बदलने के लिए किया जाता है। भाप को एक स्टीम टर्बाइन में खिलाया जाता है, जो टर्बाइन को घुमाता है। टर्बाइन से उत्पन्न यांत्रिक शक्ति को एक शाफ्ट (और आमतौर पर गियरबॉक्स) के माध्यम से एक जनरेटर में स्थानांतरित किया जाता है।
- विंड टर्बाइन – हवा एक विंड टर्बाइन के रोटर ब्लेड के ऊपर से गुजरती है, जिससे ब्लेड घूमते हैं। ब्लेड से घूर्णन गति (गतिज ऊर्जा) को एक जनरेटर में खिलाया जाता है।
- न्यूक्लियर पावर स्टेशन – गर्मी (ऊष्मीय ऊर्जा) उत्पन्न करता है ताकि पानी का तापमान बढ़ सके; फिर पानी को एक हीट एक्सचेंजर में खिलाया जाता है। शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर के शेल साइड पर पानी गर्म होने पर भाप में बदल जाता है; फिर इस भाप को एक स्टीम टर्बाइन में खिलाया जाता है जो एक जनरेटर से जुड़ा होता है।
- जलविद्युत पावर स्टेशन (डैम, पंप स्टोरेज, ज्वारीय धारा, ज्वारीय बैराज, रन-ऑफ-द-रिवर) – पानी को एक टर्बाइन रनर में खिलाया जाता है, जिससे रनर घूमता है। रनर एक शाफ्ट पर एक जनरेटर से जुड़ा होता है।
जलविद्युत टर्बाइन रनर और जनरेटर
- सौर भट्टी – सूर्य से विद्युतचुंबकीय तरंगें एक विशिष्ट बिंदु (सौर भट्टी) पर केंद्रित की जाती हैं ताकि उस बिंदु पर बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न हो सके। एक ऊष्मीय द्रव (अक्सर पिघला हुआ नमक) गर्मी को अवशोषित करता है और इसे एक हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पानी में स्थानांतरित करता है। पानी भाप में बदल जाता है और भाप को एक स्टीम टर्बाइन में खिलाया जाता है, जो एक जनरेटर से जुड़ा होता है।
संबंधित ऑनलाइन इंजीनियरिंग कोर्स
बिजली कैसे बनाएं (शक्ति उत्पादन)
अतिरिक्त संसाधन
https://en.wikipedia.org/wiki/Electricity_generation
https://www.eia.gov/energyexplained/electricity/how-electricity-is-generated.php