इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में "जनरेशन" शब्द लैटिन से आया है। इसका अर्थ है "जन्म"। ऊर्जा के संबंध में हम कह सकते हैं कि जनरेटर तकनीकी उपकरण हैं जो बिजली का उत्पादन करते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विद्युत धारा विभिन्न प्रकार की ऊर्जा को परिवर्तित करके उत्पन्न की जा सकती है, उदाहरण के लिए:

रासायनिक;

रोशनी;

थर्मल और अन्य।

ऐतिहासिक रूप से, जनरेटर ऐसी संरचनाएं हैं जो घूर्णी गतिज ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करती हैं।

उत्पन्न बिजली के प्रकार के अनुसार, जनरेटर हैं:

1. डीसी;

2. परिवर्तनशील.

भौतिक नियम जो यांत्रिक ऊर्जा के परिवर्तन के माध्यम से बिजली पैदा करने के लिए आधुनिक विद्युत प्रतिष्ठानों को बनाना संभव बनाते हैं, वैज्ञानिकों ओर्स्टेड और फैराडे द्वारा खोजे गए थे।

किसी भी जनरेटर के डिजाइन में, इसका एहसास तब होता है जब एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ इसके चौराहे के कारण एक बंद फ्रेम में विद्युत प्रवाह प्रेरित होता है, जो घरेलू उपयोग के लिए सरलीकृत मॉडल में या उच्च शक्ति के औद्योगिक उत्पादों पर उत्तेजना वाइंडिंग्स द्वारा बनाया जाता है।

जब फ़्रेम घूमता है, तो चुंबकीय प्रवाह का परिमाण बदल जाता है।

कुंडल में प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल एक बंद लूप एस में फ्रेम के माध्यम से गुजरने वाले चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर पर निर्भर करता है, और इसके मूल्य के सीधे आनुपातिक होता है। रोटर जितनी तेजी से घूमता है, उतना अधिक वोल्टेज उत्पन्न होता है।

एक बंद सर्किट बनाने और उसमें से विद्युत धारा निकालने के लिए, एक कलेक्टर और एक ब्रश असेंबली बनाना आवश्यक था जो घूर्णन फ्रेम और सर्किट के स्थिर भाग के बीच निरंतर संपर्क सुनिश्चित करता है।

स्प्रिंग-लोडेड ब्रश के डिज़ाइन के कारण, जो कम्यूटेटर प्लेटों के खिलाफ दबाए जाते हैं, विद्युत प्रवाह आउटपुट टर्मिनलों तक प्रेषित होता है, और उनसे यह उपभोक्ता नेटवर्क में प्रवाहित होता है।

सबसे सरल डीसी जनरेटर के संचालन का सिद्धांत

जब फ्रेम अपनी धुरी पर घूमता है, तो इसके बाएँ और दाएँ हिस्से चक्रीय रूप से चुम्बकों के दक्षिणी या उत्तरी ध्रुव के पास से गुजरते हैं। उनमें हर बार धाराओं की दिशा विपरीत हो जाती है जिससे प्रत्येक ध्रुव पर वे एक ही दिशा में प्रवाहित होती हैं।

आउटपुट सर्किट में डायरेक्ट करंट बनाने के लिए, वाइंडिंग के प्रत्येक आधे हिस्से के लिए कलेक्टर नोड पर एक सेमी-रिंग बनाई जाती है। रिंग से सटे ब्रश केवल उनके संकेत की क्षमता को हटाते हैं: सकारात्मक या नकारात्मक।

चूँकि घूमने वाले फ्रेम का आधा रिंग खुला होता है, इसलिए इसमें ऐसे क्षण निर्मित होते हैं जब करंट अपने अधिकतम मूल्य तक पहुँच जाता है या अनुपस्थित होता है। न केवल दिशा, बल्कि उत्पन्न वोल्टेज के निरंतर मूल्य को बनाए रखने के लिए, फ्रेम विशेष रूप से तैयार तकनीक का उपयोग करके बनाया गया है:

यह एक मोड़ का नहीं, बल्कि कई का उपयोग करता है - नियोजित वोल्टेज के मूल्य के आधार पर;

फ़्रेम की संख्या एक प्रति तक सीमित नहीं है: वे उन्हें समान स्तर पर वोल्टेज ड्रॉप को इष्टतम रूप से बनाए रखने के लिए पर्याप्त बनाने का प्रयास करते हैं।

डीसी जनरेटर के लिए, रोटर वाइंडिंग स्लॉट में स्थित होते हैं। यह आपको प्रेरित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के नुकसान को कम करने की अनुमति देता है।

डीसी जनरेटर की डिज़ाइन सुविधाएँ

डिवाइस के मुख्य तत्व हैं:

बाहरी पावर फ्रेम;

चुंबकीय ध्रुव;

स्टेटर;

घूमने वाला रोटर;

ब्रश के साथ स्विचिंग यूनिट।

समग्र संरचना को यांत्रिक शक्ति प्रदान करने के लिए शरीर स्टील मिश्र धातु या कच्चा लोहा से बना है। आवास का एक अतिरिक्त कार्य ध्रुवों के बीच चुंबकीय प्रवाह संचारित करना है।

चुंबक के खंभे स्टड या बोल्ट के साथ आवास से जुड़े होते हैं। उन पर एक वाइंडिंग लगाई जाती है।

स्टेटर, जिसे योक या कोर भी कहा जाता है, लौहचुंबकीय सामग्रियों से बना होता है। इस पर उत्तेजना कुंडल वाइंडिंग लगाई जाती है। स्टेटर कोरचुंबकीय ध्रुवों से सुसज्जित जो इसके चुंबकीय बल क्षेत्र का निर्माण करते हैं।

रोटर का एक पर्यायवाची है: एंकर। इसके चुंबकीय कोर में लेमिनेटेड प्लेटें होती हैं, जो भंवर धाराओं के गठन को कम करती हैं और दक्षता बढ़ाती हैं। कोर के खांचे में रोटर और/या स्व-उत्तेजना वाइंडिंग्स होते हैं।

स्विचिंग नोडब्रश के साथ ध्रुवों की संख्या अलग-अलग हो सकती है, लेकिन यह हमेशा दो का गुणज होता है। ब्रश सामग्री आमतौर पर ग्रेफाइट होती है। कलेक्टर प्लेटें तांबे से बनी होती हैं, जो वर्तमान चालकता के विद्युत गुणों के लिए सबसे उपयुक्त धातु है।

कम्यूटेटर के उपयोग के लिए धन्यवाद, डीसी जनरेटर के आउटपुट टर्मिनलों पर एक स्पंदनशील सिग्नल उत्पन्न होता है।

डीसी जनरेटर डिज़ाइन के मुख्य प्रकार

उत्तेजना वाइंडिंग को बिजली आपूर्ति के प्रकार के आधार पर, उपकरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है:

1. आत्म-उत्साह के साथ;

2. स्वतंत्र समावेशन के आधार पर कार्य करना।

पहले उत्पाद कर सकते हैं:

स्थायी चुम्बकों का उपयोग करें;

या बाहरी स्रोतों से काम करें, उदाहरण के लिए, बैटरी, पवन ऊर्जा...

स्वतंत्र स्विचिंग वाले जेनरेटर अपनी स्वयं की वाइंडिंग से संचालित होते हैं, जिन्हें जोड़ा जा सकता है:

क्रमानुसार;

शंट या समानांतर उत्तेजना।

ऐसे कनेक्शन के विकल्पों में से एक चित्र में दिखाया गया है।

डीसी जनरेटर का एक उदाहरण एक डिज़ाइन है जिसे पहले अक्सर ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता था। इसकी संरचना अतुल्यकालिक मोटर के समान है।

ऐसी संग्राहक संरचनाएं इंजन या जनरेटर मोड में एक साथ काम करने में सक्षम हैं। इसके कारण, वे मौजूदा हाइब्रिड कारों में व्यापक हो गए हैं।

एंकर प्रतिक्रिया के गठन की प्रक्रिया

यह निष्क्रिय मोड में होता है जब ब्रश दबाने वाले बल को गलत तरीके से समायोजित किया जाता है, जिससे उनके घर्षण का एक गैर-इष्टतम मोड बनता है। इसके परिणामस्वरूप चुंबकीय क्षेत्र कम हो सकता है या चिंगारी उत्पन्न होने से आग लग सकती है।

इसे कम करने के तरीके हैं:

अतिरिक्त ध्रुवों को जोड़कर चुंबकीय क्षेत्र का मुआवजा;

कम्यूटेटर ब्रश की स्थिति में बदलाव को समायोजित करना।

डीसी जेनरेटर के लाभ

इसमे शामिल है:

हिस्टैरिसीस और भंवर धाराओं के गठन के कारण कोई नुकसान नहीं;

विषम परिस्थितियों में काम करना;

कम वजन और छोटे आयाम।

सबसे सरल प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर के संचालन का सिद्धांत

इस डिज़ाइन के अंदर पिछले एनालॉग के समान सभी भागों का उपयोग किया जाता है:

एक चुंबकीय क्षेत्र;

घूमने वाला फ्रेम;

वर्तमान जल निकासी के लिए ब्रश के साथ कलेक्टर इकाई।

मुख्य अंतर कम्यूटेटर यूनिट के डिज़ाइन में निहित है, जो इस तरह से बनाया गया है कि जब फ्रेम ब्रश के माध्यम से घूमता है, तो चक्रीय रूप से उनकी स्थिति को बदले बिना फ्रेम के आधे हिस्से के साथ संपर्क लगातार बनाया जाता है।

इसके कारण, वर्तमान, प्रत्येक आधे में हार्मोनिक्स के नियमों के अनुसार बदलता हुआ, पूरी तरह से अपरिवर्तित ब्रश तक और फिर उनके माध्यम से उपभोक्ता सर्किट में प्रसारित होता है।

स्वाभाविक रूप से, फ़्रेम को एक मोड़ से नहीं, बल्कि इष्टतम वोल्टेज प्राप्त करने के लिए घुमावों की गणना की गई संख्या से बनाया जाता है।

इस प्रकार, प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर का संचालन सिद्धांत सामान्य है, और डिज़ाइन अंतर विनिर्माण में निहित हैं:

घूर्णन रोटर कलेक्टर इकाई;

रोटर पर घुमावदार विन्यास।

औद्योगिक प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर की डिज़ाइन सुविधाएँ

आइए एक औद्योगिक प्रेरण जनरेटर के मुख्य भागों पर विचार करें, जिसमें रोटर पास के टरबाइन से घूर्णी गति प्राप्त करता है। स्टेटर डिज़ाइन में एक इलेक्ट्रोमैग्नेट (हालांकि चुंबकीय क्षेत्र को स्थायी मैग्नेट के एक सेट द्वारा बनाया जा सकता है) और एक निश्चित संख्या में घुमावों के साथ एक रोटर वाइंडिंग शामिल है।

प्रत्येक मोड़ के अंदर एक इलेक्ट्रोमोटिव बल प्रेरित होता है, जो क्रमिक रूप से उनमें से प्रत्येक में जोड़ा जाता है और आउटपुट टर्मिनलों पर जुड़े उपभोक्ताओं के पावर सर्किट को आपूर्ति किए गए वोल्टेज का कुल मूल्य बनाता है।

जनरेटर के आउटपुट पर ईएमएफ के आयाम को बढ़ाने के लिए, चुंबकीय प्रणाली के एक विशेष डिजाइन का उपयोग किया जाता है, जो खांचे के साथ टुकड़े टुकड़े वाली प्लेटों के रूप में विद्युत स्टील के विशेष ग्रेड के उपयोग के माध्यम से दो चुंबकीय कोर से बना होता है। इनके अंदर वाइंडिंग्स लगी होती हैं।

जेनरेटर हाउसिंग में वाइंडिंग को समायोजित करने के लिए स्लॉट के साथ एक स्टेटर कोर होता है जो एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है।

बेयरिंग पर घूमने वाले रोटर में खांचे के साथ एक चुंबकीय सर्किट भी होता है, जिसके अंदर एक वाइंडिंग लगी होती है जो प्रेरित ईएमएफ प्राप्त करती है। आमतौर पर, रोटेशन अक्ष को रखने के लिए एक क्षैतिज दिशा चुनी जाती है, हालांकि ऊर्ध्वाधर व्यवस्था और संबंधित असर डिजाइन के साथ जनरेटर डिजाइन होते हैं।

स्टेटर और रोटर के बीच हमेशा एक गैप बनाया जाता है, जो रोटेशन सुनिश्चित करने और जाम होने से बचने के लिए आवश्यक है। लेकिन, साथ ही, चुंबकीय प्रेरण ऊर्जा का नुकसान भी होता है। इसलिए, वे इन दोनों आवश्यकताओं को सर्वोत्तम रूप से ध्यान में रखते हुए, इसे यथासंभव न्यूनतम बनाने का प्रयास करते हैं।

रोटर के समान शाफ्ट पर स्थित एक्साइटर, अपेक्षाकृत कम शक्ति वाला एक प्रत्यक्ष विद्युत जनरेटर है। इसका उद्देश्य स्वतंत्र उत्तेजना की स्थिति में बिजली जनरेटर की वाइंडिंग्स को बिजली की आपूर्ति करना है।

उत्तेजना की मुख्य या बैकअप विधि बनाते समय ऐसे उत्तेजकों का उपयोग अक्सर टरबाइन या हाइड्रोलिक इलेक्ट्रिक जनरेटर के डिजाइन के साथ किया जाता है।

एक औद्योगिक जनरेटर की तस्वीर घूर्णन रोटर संरचना से धाराओं को इकट्ठा करने के लिए कम्यूटेटर रिंग और ब्रश का स्थान दिखाती है। ऑपरेशन के दौरान, यह इकाई निरंतर यांत्रिक और विद्युत भार का अनुभव करती है। उन पर काबू पाने के लिए एक जटिल संरचना बनाई जाती है, जिसके संचालन के दौरान समय-समय पर निरीक्षण और निवारक उपायों की आवश्यकता होती है।

बनाई गई परिचालन लागत को कम करने के लिए, एक और वैकल्पिक तकनीक का उपयोग किया जाता है, जो घूर्णन विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के बीच बातचीत का भी उपयोग करता है। रोटर पर केवल स्थायी या विद्युत चुम्बक लगाए जाते हैं, और वोल्टेज को स्थिर वाइंडिंग से हटा दिया जाता है।

ऐसा सर्किट बनाते समय, ऐसे डिज़ाइन को "अल्टरनेटर" शब्द कहा जा सकता है। इसका उपयोग सिंक्रोनस जनरेटर में किया जाता है: उच्च आवृत्ति, ऑटोमोबाइल, डीजल इंजनों और जहाजों पर, बिजली के उत्पादन के लिए बिजली स्टेशनों की स्थापना।

तुल्यकालिक जनरेटर की विशेषताएं

परिचालन सिद्धांत

क्रिया का नाम और विशिष्ट विशेषता स्टेटर वाइंडिंग "एफ" में प्रेरित वैकल्पिक इलेक्ट्रोमोटिव बल की आवृत्ति और रोटर के रोटेशन के बीच एक कठोर संबंध के निर्माण में निहित है।

स्टेटर में एक तीन-चरण वाइंडिंग लगाई जाती है, और रोटर पर एक कोर और एक उत्तेजना वाइंडिंग के साथ एक इलेक्ट्रोमैग्नेट होता है, जो ब्रश कम्यूटेटर असेंबली के माध्यम से डीसी सर्किट से संचालित होता है।

रोटर को यांत्रिक ऊर्जा के एक स्रोत - एक ड्राइव मोटर - द्वारा समान गति से घुमाया जाता है। इसका चुंबकीय क्षेत्र समान गति करता है।

समान परिमाण के इलेक्ट्रोमोटिव बल, लेकिन दिशा में 120 डिग्री स्थानांतरित होने पर, स्टेटर वाइंडिंग में प्रेरित होते हैं, जिससे तीन-चरण सममित प्रणाली बनती है।

जब उपभोक्ता सर्किट की वाइंडिंग के सिरों से जुड़ा होता है, तो सर्किट में चरण धाराएं कार्य करना शुरू कर देती हैं, जो एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती हैं जो उसी तरह घूमती है: समकालिक रूप से।

प्रेरित ईएमएफ के आउटपुट सिग्नल का आकार केवल रोटर ध्रुवों और स्टेटर प्लेटों के बीच के अंतर के अंदर चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के वितरण कानून पर निर्भर करता है। इसलिए, वे ऐसा डिज़ाइन बनाने का प्रयास करते हैं जब प्रेरण का परिमाण साइनसॉइडल कानून के अनुसार बदलता है।

जब गैप की एक स्थिर विशेषता होती है, तो गैप के अंदर चुंबकीय प्रेरण वेक्टर एक ट्रेपेज़ॉइड के आकार में बनाया जाता है, जैसा कि लाइन ग्राफ 1 में दिखाया गया है।

यदि ध्रुवों पर किनारों के आकार को अधिकतम मान में परिवर्तन के साथ तिरछा करने के लिए सही किया जाता है, तो एक साइनसॉइडल वितरण आकार प्राप्त किया जा सकता है, जैसा कि पंक्ति 2 द्वारा दिखाया गया है। इस तकनीक का उपयोग अभ्यास में किया जाता है।

तुल्यकालिक जनरेटर के लिए उत्तेजना सर्किट

रोटर की उत्तेजना वाइंडिंग "ओबी" पर उत्पन्न होने वाला मैग्नेटोमोटिव बल इसका चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। इस प्रयोजन के लिए, डीसी एक्साइटर्स के विभिन्न डिज़ाइन निम्न पर आधारित हैं:

1. संपर्क विधि;

2. संपर्क रहित विधि.

पहले मामले में, एक अलग जनरेटर का उपयोग किया जाता है, जिसे एक्साइटर "बी" कहा जाता है। इसकी उत्तेजना वाइंडिंग समानांतर उत्तेजना के सिद्धांत के अनुसार एक अतिरिक्त जनरेटर द्वारा संचालित होती है, जिसे "पीवी" सबएक्साइटर कहा जाता है।

सभी रोटार एक सामान्य शाफ्ट पर रखे गए हैं। इसके कारण वे बिल्कुल एक समान घूमते हैं। रिओस्टैट्स आर1 और आर2 एक्साइटर और सबएक्साइटर सर्किट में धाराओं को विनियमित करने का काम करते हैं।

संपर्क रहित विधि सेकोई रोटर स्लिप रिंग नहीं हैं। इस पर सीधे तीन चरण वाली एक्साइटर वाइंडिंग लगाई जाती है। यह रोटर के साथ समकालिक रूप से घूमता है और एक सह-घूर्णन रेक्टिफायर के माध्यम से विद्युत प्रत्यक्ष धारा को सीधे एक्साइटर वाइंडिंग "बी" तक पहुंचाता है।

संपर्क रहित सर्किट के प्रकार हैं:

1. अपने स्वयं के स्टेटर वाइंडिंग से स्व-उत्तेजना प्रणाली;

2. स्वचालित योजना.

पहली विधि सेस्टेटर वाइंडिंग से वोल्टेज को स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर और फिर सेमीकंडक्टर रेक्टिफायर "पीपी" को आपूर्ति की जाती है, जो प्रत्यक्ष धारा उत्पन्न करता है।

इस विधि में अवशिष्ट चुंबकत्व की घटना के कारण प्रारंभिक उत्तेजना पैदा होती है।

आत्म-उत्तेजना पैदा करने की एक स्वचालित योजना में इसका उपयोग शामिल है:

वोल्टेज ट्रांसफार्मर टीएन;

स्वचालित उत्तेजना नियामक AVR;

वर्तमान ट्रांसफार्मर सीटी;

रेक्टिफायर ट्रांसफार्मर वीटी;

थाइरिस्टर कनवर्टर टीपी;

बीजेड सुरक्षा इकाई।

अतुल्यकालिक जनरेटर की विशेषताएं

इन डिज़ाइनों के बीच मूलभूत अंतर रोटर गति (एनआर) और वाइंडिंग (एन) में प्रेरित ईएमएफ के बीच एक कठोर संबंध की अनुपस्थिति है। इनके बीच हमेशा एक अंतर रहता है, जिसे "स्लिप" कहा जाता है। इसे लैटिन अक्षर "S" द्वारा दर्शाया जाता है और सूत्र S=(n-nr)/n द्वारा व्यक्त किया जाता है।

जब कोई लोड जनरेटर से जुड़ा होता है, तो रोटर को घुमाने के लिए एक ब्रेकिंग टॉर्क बनाया जाता है। यह उत्पन्न ईएमएफ की आवृत्ति को प्रभावित करता है और नकारात्मक स्लिप बनाता है।

अतुल्यकालिक जनरेटर की रोटर संरचना बनाई जाती है:

शॉर्ट सर्किट;

चरण;

खोखला।

अतुल्यकालिक जनरेटर हो सकते हैं:

1. स्वतंत्र उत्तेजना;

2. आत्मउत्तेजना.

पहले मामले में, वैकल्पिक वोल्टेज के एक बाहरी स्रोत का उपयोग किया जाता है, और दूसरे में, अर्धचालक कनवर्टर या कैपेसिटर का उपयोग प्राथमिक, माध्यमिक या दोनों प्रकार के सर्किट में किया जाता है।

इस प्रकार, प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष धारा जनरेटर के निर्माण के सिद्धांतों में कई सामान्य विशेषताएं हैं, लेकिन कुछ तत्वों के डिजाइन में भिन्नता है।

विद्युत धारा मुख्य प्रकार की ऊर्जा है जो मानव जीवन के सभी क्षेत्रों में उपयोगी कार्य करती है। यह विभिन्न तंत्रों को गति प्रदान करता है, प्रकाश प्रदान करता है, घरों को गर्म करता है और कई उपकरणों को सक्रिय करता है जो ग्रह पर हमारे आरामदायक अस्तित्व को सुनिश्चित करते हैं। सचमुच, इस प्रकार की ऊर्जा सार्वभौमिक है। आप इससे कुछ भी प्राप्त कर सकते हैं, और यदि अनुचित तरीके से उपयोग किया जाए तो महान विनाश भी।

लेकिन एक समय था जब विद्युत प्रभाव अभी भी प्रकृति में मौजूद थे, लेकिन किसी भी तरह से मनुष्यों की मदद नहीं करते थे। तब से क्या बदल गया है? लोगों ने भौतिक घटनाओं का अध्ययन करना शुरू किया और दिलचस्प मशीनें - कन्वर्टर्स लेकर आए, जिन्होंने सामान्य तौर पर, हमारी सभ्यता में एक क्रांतिकारी छलांग लगाई, जिससे एक व्यक्ति को दूसरे से एक ऊर्जा प्राप्त करने की अनुमति मिली।

इस तरह लोगों ने साधारण धातु, चुम्बक और यांत्रिक गति से बिजली उत्पन्न करना सीखा - बस इतना ही। जनरेटरों का निर्माण किया गया जो कि मेगावाट की मात्रा में विशाल ऊर्जा प्रवाह उत्पन्न करने में सक्षम थे। लेकिन दिलचस्प बात यह है कि इन मशीनों के संचालन का सिद्धांत इतना जटिल नहीं है और एक किशोर के लिए भी यह काफी समझ में आ सकता है। ये क्या है आइए इस मुद्दे को समझने की कोशिश करते हैं.

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण प्रभाव

किसी चालक में विद्युत धारा की उपस्थिति का आधार इलेक्ट्रोमोटिव बल - ईएमएफ है। यह आवेशित कणों को गति करने में सक्षम है, जिनमें से किसी भी धातु में बहुत सारे होते हैं। यह बल तभी प्रकट होता है जब चालक चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता में परिवर्तन का अनुभव करता है। इस प्रभाव को ही विद्युत चुम्बकीय प्रेरण कहा जाता है। चुंबकीय तरंगों के प्रवाह में परिवर्तन की गति जितनी अधिक होगी, ईएमएफ उतना ही अधिक होगा। यही है, आप एक कंडक्टर को एक स्थायी चुंबक के पास ले जा सकते हैं, या एक इलेक्ट्रोमैग्नेट के क्षेत्र के साथ एक स्थिर तार को प्रभावित कर सकते हैं, इसकी ताकत बदल सकते हैं, प्रभाव समान होगा - कंडक्टर में एक विद्युत प्रवाह दिखाई देगा।

वैज्ञानिक ओर्स्टेड और फैराडे ने 19वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में इस मुद्दे पर काम किया। उन्होंने इस भौतिक घटना की भी खोज की। इसके बाद, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के आधार पर वर्तमान जनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर बनाए गए। दिलचस्प बात यह है कि इन मशीनों को आसानी से एक-दूसरे में बदला जा सकता है।

डीसी और एसी जनरेटर कैसे काम करते हैं?

यह स्पष्ट है कि विद्युत धारा जनरेटर एक विद्युत यांत्रिक मशीन है जो धारा उत्पन्न करती है। लेकिन वास्तव में, यह ऊर्जा का एक कनवर्टर है: हवा, पानी, गर्मी, ईएमएफ में कुछ भी, जो पहले से ही कंडक्टर में करंट का कारण बनता है। किसी भी जनरेटर का डिज़ाइन मौलिक रूप से एक बंद प्रवाहकीय सर्किट से अलग नहीं होता है जो चुंबक के ध्रुवों के बीच घूमता है, जैसा कि वैज्ञानिकों के पहले प्रयोगों में हुआ था। केवल शक्तिशाली स्थायी या, अक्सर, विद्युत चुम्बकों द्वारा निर्मित चुंबकीय प्रवाह का परिमाण बहुत अधिक होता है। बंद सर्किट में मल्टी-टर्न वाइंडिंग का रूप होता है, जिनमें से एक आधुनिक जनरेटर में एक नहीं, बल्कि कम से कम तीन होते हैं। यह सब अधिकतम संभव ईएमएफ प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

एक मानक एसी (या डीसी) विद्युत जनरेटर में निम्न शामिल होते हैं:

• आवास. यह एक फ्रेम का कार्य करता है जिसके अंदर विद्युत चुंबक ध्रुवों वाला एक स्टेटर लगा होता है। इसमें रोटर शाफ्ट के रोलिंग बीयरिंग शामिल हैं। यह धातु से बना है, यह मशीन की संपूर्ण आंतरिक फिलिंग की भी सुरक्षा करता है।
• चुंबकीय ध्रुवों वाला स्टेटर.चुंबकीय प्रवाह उत्तेजना वाइंडिंग इससे जुड़ी हुई है। यह लौहचुम्बकीय इस्पात से बना है।
• रोटर या आर्मेचर.यह जनरेटर का गतिमान भाग है, जिसका शाफ्ट एक बाहरी बल द्वारा घूर्णन में संचालित होता है। आर्मेचर कोर पर एक स्व-उत्तेजना वाइंडिंग लगाई जाती है, जहां विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।
• स्विचिंग नोड.यह संरचनात्मक तत्व चल रोटर शाफ्ट से बिजली निकालने का कार्य करता है। इसमें प्रवाहकीय छल्ले शामिल हैं जो ग्रेफाइट वर्तमान-संग्रहित संपर्कों से गतिशील रूप से जुड़े हुए हैं।

डीसी करंट का निर्माण

प्रत्यक्ष धारा उत्पन्न करने वाले जनरेटर में, संचालन सर्किट चुंबकीय संतृप्ति के स्थान में घूमता है। इसके अलावा, घूर्णन के एक निश्चित क्षण के लिए, सर्किट का प्रत्येक आधा भाग एक या दूसरे ध्रुव के करीब होता है। इस अर्ध-मोड़ के दौरान कंडक्टर में चार्ज एक दिशा में चलता है।

कण निष्कासन प्राप्त करने के लिए, एक ऊर्जा निष्कासन तंत्र बनाया जाता है। इसकी ख़ासियत यह है कि वाइंडिंग (फ्रेम) का प्रत्येक आधा भाग एक प्रवाहकीय आधे-रिंग से जुड़ा होता है। आधे छल्ले एक-दूसरे से बंद नहीं होते हैं, बल्कि एक ढांकता हुआ पदार्थ से जुड़े होते हैं। उस अवधि के दौरान जब वाइंडिंग का एक हिस्सा एक निश्चित ध्रुव से गुजरना शुरू करता है, तो आधी रिंग को ब्रश संपर्क समूहों द्वारा विद्युत सर्किट में बंद कर दिया जाता है। इससे पता चलता है कि प्रत्येक टर्मिनल पर केवल एक ही प्रकार की क्षमता आती है।

ऊर्जा को स्थिर नहीं, बल्कि निरंतर ध्रुवता के साथ स्पंदित कहना अधिक सही होगा। तरंग इस तथ्य के कारण होती है कि घूर्णन के दौरान चालक पर चुंबकीय प्रवाह का अधिकतम और न्यूनतम दोनों प्रभाव होता है। इस तरंग को समतल करने के लिए, सर्किट के इनपुट पर रोटर और शक्तिशाली कैपेसिटर पर कई वाइंडिंग का उपयोग किया जाता है। चुंबकीय प्रवाह हानि को कम करने के लिए आर्मेचर और स्टेटर के बीच का अंतर न्यूनतम रखा जाता है।

अल्टरनेटर सर्किट

जब करंट पैदा करने वाले उपकरण का गतिमान भाग घूमता है, तो फ्रेम कंडक्टरों में एक ईएमएफ भी प्रेरित होता है, जैसा कि प्रत्यक्ष करंट जनरेटर में होता है। लेकिन एक छोटी सी ख़ासियत है - प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर का कलेक्टर इकाई के लिए एक अलग डिज़ाइन है। इसमें प्रत्येक टर्मिनल अपनी स्वयं की प्रवाहकीय रिंग से जुड़ा होता है।

प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है: जब वाइंडिंग का आधा हिस्सा एक ध्रुव (दूसरा, क्रमशः, विपरीत ध्रुव के पास) के पास से गुजरता है, तो सर्किट में धारा अपने न्यूनतम से उच्चतम मूल्य तक एक दिशा में चलती है और फिर से शून्य पर. जैसे ही वाइंडिंग ध्रुवों के सापेक्ष अपनी स्थिति बदलती है, धारा उसी पैटर्न के साथ विपरीत दिशा में चलने लगती है।

इस मामले में, सर्किट के इनपुट पर, रोटर शाफ्ट के घूर्णन की अवधि के अनुरूप अर्ध-तरंग आवृत्ति के साथ साइनसॉइड के रूप में एक सिग्नल फॉर्म प्राप्त होता है। आउटपुट पर एक स्थिर सिग्नल प्राप्त करने के लिए, जहां अल्टरनेटर की आवृत्ति स्थिर होती है, यांत्रिक भाग की रोटेशन अवधि स्थिर होनी चाहिए।

गैस का प्रकार

वर्तमान जनरेटर के डिज़ाइन, जहां धातु फ्रेम के बजाय एक प्रवाहकीय प्लाज्मा, तरल या गैस का उपयोग चार्ज वाहक के रूप में किया जाता है, एमएचडी जनरेटर कहलाते हैं। दबाव में पदार्थ चुंबकीय तीव्रता के क्षेत्र में चलाये जाते हैं। उसी प्रेरित ईएमएफ के प्रभाव में, आवेशित कण दिशात्मक गति प्राप्त करते हैं, जिससे विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। धारा का परिमाण चुंबकीय प्रवाह के माध्यम से पारित होने की गति के साथ-साथ इसकी शक्ति के सीधे आनुपातिक है।

एमएचडी जनरेटर का डिज़ाइन समाधान सरल होता है - उनमें रोटर रोटेशन तंत्र नहीं होता है। ऐसी बिजली आपूर्ति कम समय में बड़ी मात्रा में ऊर्जा देने में सक्षम हैं। इनका उपयोग बैकअप डिवाइस के रूप में और आपातकालीन स्थितियों में किया जाता है। इन मशीनों की उपयोगी क्रिया (दक्षता) को निर्धारित करने वाला गुणांक विद्युत प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर की तुलना में अधिक है।

तुल्यकालिक प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर

प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर निम्नलिखित प्रकार के होते हैं:

• मशीनें समकालिक हैं.
• मशीनें अतुल्यकालिक हैं.

एक सिंक्रोनस अल्टरनेटर में रोटर की घूर्णी गति और बिजली के बीच एक सख्त भौतिक संबंध होता है। ऐसी प्रणालियों में, रोटर कोर, ध्रुवों और रोमांचक वाइंडिंग्स से इकट्ठा किया गया एक विद्युत चुंबक है। उत्तरार्द्ध ब्रश और रिंग संपर्कों के माध्यम से डीसी स्रोत से संचालित होते हैं। स्टेटर तार का एक कुंडल है जो एक सामान्य बिंदु - शून्य के साथ स्टार सिद्धांत के अनुसार एक दूसरे से जुड़ा होता है। उनमें EMF पहले से ही प्रेरित होता है और करंट उत्पन्न होता है।

रोटर शाफ्ट एक बाहरी बल द्वारा संचालित होता है, आमतौर पर टर्बाइन, जिसकी आवृत्ति सिंक्रनाइज़ और स्थिर होती है। ऐसे जनरेटर से जुड़ा विद्युत सर्किट एक तीन चरण वाला सर्किट होता है, जिसकी एक अलग लाइन में करंट की आवृत्ति अन्य लाइनों के सापेक्ष 120 डिग्री चरण स्थानांतरित होती है। सही साइनसॉइड प्राप्त करने के लिए, स्टेटर और रोटर भागों के बीच के अंतर में चुंबकीय प्रवाह की दिशा को बाद के डिजाइन द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

अल्टरनेटर दो तरीकों से उत्तेजित होता है:

1. संपर्क करना।
2. संपर्क रहित।

एक संपर्क उत्तेजना सर्किट में, दूसरे जनरेटर से ब्रश जोड़ी के माध्यम से इलेक्ट्रोमैग्नेट वाइंडिंग्स को बिजली की आपूर्ति की जाती है। इस जनरेटर को मुख्य शाफ्ट के साथ जोड़ा जा सकता है। इसमें आमतौर पर कम शक्ति होती है, लेकिन एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए पर्याप्त होती है।

गैर-संपर्क सिद्धांत प्रदान करता है कि शाफ्ट पर तुल्यकालिक प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर में अतिरिक्त तीन-चरण वाइंडिंग होती है, जिसमें रोटेशन के दौरान एक ईएमएफ प्रेरित होता है और बिजली उत्पन्न होती है। इसे एक रेक्टीफाइंग सर्किट के माध्यम से रोटर उत्तेजना कॉइल्स में आपूर्ति की जाती है। संरचनात्मक रूप से, ऐसी प्रणाली में कोई गतिशील संपर्क नहीं होता है, जो प्रणाली को सरल बनाता है, जिससे यह अधिक विश्वसनीय हो जाता है।

अतुल्यकालिक जनरेटर

एक अतुल्यकालिक प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर है। इसकी डिवाइस सिंक्रोनस डिवाइस से अलग होती है। इसमें रोटर शाफ्ट के घूमने की आवृत्ति पर ईएमएफ की सटीक निर्भरता नहीं होती है। "स्लिप एस" जैसी एक अवधारणा है, जो प्रभाव में इस अंतर को दर्शाती है। स्लिप की मात्रा गणना द्वारा निर्धारित की जाती है, इसलिए यह सोचना गलत है कि एसिंक्रोनस मोटर में इलेक्ट्रोमैकेनिकल प्रक्रिया का कोई पैटर्न नहीं है।

यदि निष्क्रिय चल रहे जनरेटर को लोड किया जाता है, तो वाइंडिंग में बहने वाली धारा एक चुंबकीय प्रवाह बनाएगी जो रोटर को एक निश्चित आवृत्ति पर घूमने से रोकती है। इससे फिसलन पैदा होती है, जो स्वाभाविक रूप से ईएमएफ के उत्पादन को प्रभावित करती है।

एक आधुनिक अतुल्यकालिक प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर में तीन अलग-अलग डिज़ाइनों में एक गतिशील भाग उपकरण होता है:

1. खोखला रोटर.
2. गिलहरी-पिंजरे रोटर.
3. स्लिप रोटर.

ऐसी मशीनों में स्वयं और स्वतंत्र उत्तेजना हो सकती है। पहला सर्किट वाइंडिंग में कैपेसिटर और सेमीकंडक्टर कन्वर्टर्स को शामिल करके कार्यान्वित किया जाता है। स्वतंत्र प्रकार की उत्तेजना एक अतिरिक्त प्रत्यावर्ती धारा स्रोत द्वारा निर्मित होती है।

जनरेटर कनेक्शन आरेख

बिजली लाइनों के लिए सभी उच्च-शक्ति बिजली स्रोत तीन-चरण विद्युत प्रवाह उत्पन्न करते हैं। इनमें तीन वाइंडिंग होती हैं जिनमें अवधि के 1/3 द्वारा एक दूसरे से स्थानांतरित चरण के साथ प्रत्यावर्ती धाराएं उत्पन्न होती हैं। यदि हम ऐसे शक्ति स्रोत की प्रत्येक व्यक्तिगत वाइंडिंग पर विचार करते हैं, तो हमें लाइन में प्रवाहित होने वाली एकल-चरण प्रत्यावर्ती धारा प्राप्त होती है। एक जनरेटर हजारों वोल्ट का वोल्टेज उत्पन्न कर सकता है। उपभोक्ता को वितरण ट्रांसफार्मर से प्राप्त होता है।

किसी भी प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर में एक मानक वाइंडिंग उपकरण होता है, लेकिन लोड से कनेक्शन दो प्रकार के होते हैं:

• तारा;
• त्रिकोण.

स्टार-कनेक्टेड अल्टरनेटिंग करंट जनरेटर के संचालन सिद्धांत में सभी तारों (तटस्थ) को एक में संयोजित करना शामिल है, जो लोड से जनरेटर तक वापस जाते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि सिग्नल (विद्युत प्रवाह) मुख्य रूप से आउटगोइंग वाइंडिंग तार (रैखिक) के माध्यम से प्रेषित होता है, जिसे चरण कहा जाता है। व्यवहार में, यह बहुत सुविधाजनक है, क्योंकि आपको उपभोक्ता को जोड़ने के लिए तीन अतिरिक्त तार खींचने की आवश्यकता नहीं है। लाइन तारों और लाइन और न्यूट्रल तारों के बीच वोल्टेज अलग-अलग होगा।

जनरेटर वाइंडिंग को एक त्रिकोण से जोड़कर, उन्हें एक सर्किट में श्रृंखला में एक दूसरे से बंद कर दिया जाता है। उनके कनेक्शन बिंदुओं से उपभोक्ता तक लाइनें खींची जाती हैं। फिर तटस्थ तार की बिल्कुल भी आवश्यकता नहीं है, और लोड की परवाह किए बिना प्रत्येक लाइन पर वोल्टेज समान होगा।

एकल-चरण धारा की तुलना में तीन-चरण धारा का लाभ सुधार के दौरान इसकी कम तरंग है। इसका संचालित उपकरणों, विशेषकर डीसी मोटर्स पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, तीन-चरण धारा एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्रवाह बनाती है, जो शक्तिशाली अतुल्यकालिक मोटर्स को चलाने में सक्षम है।

डीसी और एसी जनरेटर कहां लागू हैं?

डीसी जनरेटर एसी मशीनों की तुलना में आकार और वजन में काफी छोटे होते हैं। उत्तरार्द्ध की तुलना में अधिक जटिल डिजाइन होने के बावजूद, उन्हें कई उद्योगों में आवेदन मिला है।

इनका उपयोग मुख्य रूप से उन मशीनों में हाई-स्पीड ड्राइव के रूप में किया जाता है जहां गति नियंत्रण की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, धातु तंत्र, खदान लिफ्ट और रोलिंग मिलों में। परिवहन में, ऐसे जनरेटर डीजल इंजनों और विभिन्न जहाजों पर स्थापित किए जाते हैं। पवन जनरेटर के कई मॉडल निरंतर वोल्टेज स्रोतों के आधार पर इकट्ठे किए जाते हैं।

विशेष प्रयोजन डीसी जनरेटर का उपयोग वेल्डिंग में, सिंक्रोनस-प्रकार जनरेटर की वाइंडिंग को डीसी एम्पलीफायरों के रूप में उत्तेजित करने और गैल्वेनिक और इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिष्ठानों को बिजली देने के लिए किया जाता है।

अल्टरनेटर का उद्देश्य औद्योगिक पैमाने पर बिजली उत्पन्न करना है। इस प्रकार की ऊर्जा मानवता को निकोला टेस्ला द्वारा दी गई थी। ऐसा क्यों है कि ध्रुवता-परिवर्तनशील धारा, न कि स्थिर धारा, का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है? यह इस तथ्य के कारण है कि निरंतर वोल्टेज संचारित करते समय तारों में बड़े नुकसान होते हैं। और तार जितना लंबा होगा, नुकसान उतना ही अधिक होगा। एसी वोल्टेज को बहुत कम लागत पर विशाल दूरी तक ले जाया जा सकता है। इसके अलावा, आप आसानी से वैकल्पिक वोल्टेज (इसे कम करना और बढ़ाना) को परिवर्तित कर सकते हैं, जो 220 वी जनरेटर द्वारा उत्पन्न किया गया था।

निष्कर्ष

मनुष्य पूरी तरह से यह नहीं समझ पाया है कि उसके आस-पास की हर चीज़ में क्या व्याप्त है। और विद्युत ऊर्जा ब्रह्माण्ड के खुले रहस्यों का एक छोटा सा हिस्सा मात्र है। जिन मशीनों को हम पावर जनरेटर कहते हैं, वे मूलतः बहुत सरल हैं, लेकिन वे हमारे लिए जो कर सकती हैं वह अद्भुत है। फिर भी यहां असली चमत्कार तकनीक में नहीं, बल्कि मानवीय सोच में है, जो अंतरिक्ष में फैले विचारों के अक्षय भंडार को भेदने में सक्षम थी!

जनरेटर एक उपकरण है जो उत्पाद का उत्पादन करता है, बिजली उत्पन्न करता है, या विद्युत चुम्बकीय, विद्युत, ध्वनि, प्रकाश कंपन और आवेग बनाता है। उनके कार्यों के आधार पर, उन्हें प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है, जिन पर हम नीचे विचार करेंगे।

डीसी जनरेटर

प्रत्यक्ष वर्तमान जनरेटर के संचालन के सिद्धांत को समझने के लिए, आपको इसकी मुख्य विशेषताओं, अर्थात् मुख्य मात्राओं की निर्भरता का पता लगाने की आवश्यकता है जो लागू उत्तेजना सर्किट में डिवाइस के संचालन को निर्धारित करते हैं।

मुख्य मात्रा वोल्टेज है, जो जनरेटर की घूर्णन गति, वर्तमान उत्तेजना और भार से प्रभावित होती है।

प्रत्यक्ष धारा जनरेटर के संचालन का मूल सिद्धांत मुख्य ध्रुव के चुंबकीय प्रवाह पर ऊर्जा विभाजन के प्रभाव पर और तदनुसार, कलेक्टर से प्राप्त वोल्टेज पर निर्भर करता है, जबकि उस पर ब्रश की स्थिति अपरिवर्तित रहती है। अतिरिक्त ध्रुवों से सुसज्जित उपकरणों के लिए, तत्वों को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि वर्तमान पृथक्करण पूरी तरह से ज्यामितीय तटस्थता के साथ मेल खाता है। इसके कारण, यह आर्मेचर के घूर्णन की रेखा के साथ इष्टतम कम्यूटेशन स्थिति में स्थानांतरित हो जाएगा, इसके बाद इस स्थिति में ब्रश धारकों को सुरक्षित किया जाएगा।

आवर्तित्र

प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर का संचालन सिद्धांत निर्मित चुंबकीय क्षेत्र में तार की कुंडली के घूमने के कारण यांत्रिक ऊर्जा को बिजली में बदलने पर आधारित है। इस उपकरण में एक स्थिर चुंबक और एक तार फ्रेम होता है। इसका प्रत्येक सिरा एक स्लिप रिंग का उपयोग करके एक दूसरे से जुड़ा हुआ है जो विद्युत प्रवाहकीय कार्बन ब्रश पर स्लाइड करता है। इस योजना के कारण, विद्युत प्रेरित धारा उस समय आंतरिक स्लिप रिंग में जाने लगती है जब इससे जुड़ा फ्रेम का आधा भाग चुंबक के उत्तरी ध्रुव से होकर गुजरता है और, इसके विपरीत, बाहरी रिंग में उस समय प्रवाहित होता है जब दूसरा भाग उत्तरी ध्रुव से होकर गुजरता है।

सबसे किफायती तरीका जिस पर अल्टरनेटर के संचालन का सिद्धांत आधारित है वह मजबूत पीढ़ी है। यह घटना एक चुंबक का उपयोग करके प्राप्त की जाती है, जो कई वाइंडिंग्स के सापेक्ष घूमती है। यदि इसे तार के कुंडल में डाला जाता है, तो यह विद्युत प्रवाह उत्पन्न करना शुरू कर देगा, जिससे गैल्वेनोमीटर सुई "0" स्थिति से दूर हो जाएगी। चुंबक को रिंग से हटा दिए जाने के बाद, करंट अपनी दिशा बदल देगा, और डिवाइस का तीर दूसरी दिशा में भटकना शुरू कर देगा।

कार जनरेटर

अक्सर यह इंजन के सामने पाया जा सकता है, काम का मुख्य हिस्सा क्रैंकशाफ्ट को घुमाना है। नई कारें हाइब्रिड प्रकार की होती हैं, जो स्टार्टर के रूप में भी काम करती हैं।

कार जनरेटर के संचालन का सिद्धांत इग्निशन को चालू करना है, जिसके दौरान करंट स्लिप रिंग के माध्यम से चलता है और क्षारीय इकाई को निर्देशित किया जाता है, और फिर उत्तेजना को रिवाइंड करने के लिए जाता है। इस क्रिया के परिणामस्वरूप एक चुंबकीय क्षेत्र बनेगा।

क्रैंकशाफ्ट के साथ, रोटर अपना काम शुरू करता है, जो तरंगें बनाता है जो स्टेटर वाइंडिंग में प्रवेश करती हैं। रिवाइंड आउटपुट पर प्रत्यावर्ती धारा दिखाई देने लगती है। जब जनरेटर स्व-उत्तेजना मोड में संचालित होता है, तो रोटेशन की गति एक निश्चित मूल्य तक बढ़ जाती है, फिर रेक्टिफायर इकाई में वैकल्पिक वोल्टेज स्थिरांक में बदलना शुरू हो जाता है। अंततः, उपकरण उपभोक्ताओं को आवश्यक बिजली प्रदान करेगा, और बैटरी करंट प्रदान करेगी।

कार जनरेटर के संचालन का सिद्धांत क्रैंकशाफ्ट की गति को बदलना या लोड को बदलना है, जिस पर वोल्टेज नियामक चालू होता है; यह उस समय को नियंत्रित करता है जब उत्तेजना रिवाइंड चालू होता है। जब बाहरी भार कम हो जाता है या रोटर रोटेशन बढ़ जाता है, तो फ़ील्ड वाइंडिंग की स्विचिंग अवधि काफी कम हो जाती है। उस समय जब करंट इतना बढ़ जाता है कि जनरेटर सहना बंद कर देता है, बैटरी काम करना शुरू कर देती है।

आधुनिक कारों में उपकरण पैनल पर एक चेतावनी प्रकाश होता है, जो जनरेटर में संभावित विचलन के बारे में ड्राइवर को सूचित करता है।

बिजली पैदा करने वाला

विद्युत जनरेटर का संचालन सिद्धांत यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत क्षेत्र में परिवर्तित करना है। ऐसे बल के मुख्य स्रोत पानी, भाप, हवा और एक आंतरिक दहन इंजन हो सकते हैं। जनरेटर के संचालन का सिद्धांत चुंबकीय क्षेत्र और कंडक्टर की संयुक्त बातचीत पर आधारित है, अर्थात्, फ्रेम के घूमने के समय, चुंबकीय प्रेरण रेखाएं इसे काटना शुरू कर देती हैं, और इस समय एक इलेक्ट्रोमोटिव बल प्रकट होता है। यह स्लिप रिंगों का उपयोग करके फ्रेम के माध्यम से करंट प्रवाहित करता है और बाहरी सर्किट में प्रवाहित होता है।

इन्वेंटरी जेनरेटर

आज, एक इन्वर्टर जनरेटर बहुत लोकप्रिय हो रहा है, जिसका सिद्धांत एक स्वायत्त बिजली स्रोत बनाना है जो उच्च गुणवत्ता वाली बिजली का उत्पादन करता है। ऐसे उपकरणों का उपयोग अस्थायी और स्थायी ऊर्जा स्रोतों के रूप में किया जाता है। अधिकतर इनका उपयोग अस्पतालों, स्कूलों और अन्य संस्थानों में किया जाता है जहां मामूली वोल्टेज उछाल भी नहीं होना चाहिए। यह सब एक इन्वर्टर जनरेटर का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है, जिसका संचालन सिद्धांत स्थिरता पर आधारित है और निम्नलिखित योजना का पालन करता है:

1. उच्च आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा का उत्पादन।
2. रेक्टिफायर के लिए धन्यवाद, परिणामी करंट को डायरेक्ट करंट में बदल दिया जाता है।
3. तब बैटरियों में करंट का संचय होता है और विद्युत तरंगों का दोलन स्थिर हो जाता है।
4. इन्वर्टर की मदद से, प्रत्यक्ष ऊर्जा को वांछित वोल्टेज और आवृत्ति के प्रत्यावर्ती धारा में बदल दिया जाता है, और फिर उपयोगकर्ता को आपूर्ति की जाती है।

डीजल जनरेटर

डीजल जनरेटर का संचालन सिद्धांत ईंधन ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करना है, जिसकी मुख्य क्रियाएं इस प्रकार हैं:

• जब ईंधन डीजल इंजन में प्रवेश करता है, तो वह जलने लगता है, जिसके बाद यह रसायन से तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है;
• क्रैंक तंत्र की उपस्थिति के लिए धन्यवाद, थर्मल बल यांत्रिक बल में परिवर्तित हो जाता है, यह सब क्रैंकशाफ्ट में होता है;
• परिणामी ऊर्जा को रोटर की मदद से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जो आउटपुट के लिए आवश्यक है।

तुल्यकालिक जनरेटर

सिंक्रोनस जनरेटर का संचालन सिद्धांत स्टेटर और रोटर के चुंबकीय क्षेत्र के घूर्णन की समान शुद्धता पर आधारित है, जो ध्रुवों के साथ मिलकर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, और यह स्टेटर वाइंडिंग को पार करता है। इस इकाई में, रोटर एक स्थायी विद्युत चुम्बक है, जिसके ध्रुवों की संख्या 2 और उससे अधिक से शुरू हो सकती है, लेकिन वे 2 के गुणज होने चाहिए।

जब जनरेटर चालू होता है, तो रोटर एक कमजोर क्षेत्र बनाता है, लेकिन गति बढ़ने के बाद, फ़ील्ड वाइंडिंग में अधिक बल दिखाई देने लगता है। परिणामी वोल्टेज को स्वचालित नियंत्रण इकाई के माध्यम से डिवाइस में आपूर्ति की जाती है और चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के कारण आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित किया जाता है। जनरेटर का मूल संचालन सिद्धांत आउटगोइंग वोल्टेज की उच्च स्थिरता है, लेकिन नुकसान वर्तमान ओवरलोड की महत्वपूर्ण संभावना है। नकारात्मक गुणों को जोड़ने के लिए, आप एक ब्रश असेंबली की उपस्थिति जोड़ सकते हैं, जिसे अभी भी एक निश्चित समय पर सर्विस करना होगा, और इसमें निश्चित रूप से अतिरिक्त वित्तीय लागत शामिल होगी।

अतुल्यकालिक जनरेटर

जनरेटर के संचालन का सिद्धांत रोटर को आगे की ओर घूमते हुए लगातार ब्रेकिंग मोड में रखना है, लेकिन फिर भी स्टेटर पर चुंबकीय क्षेत्र के समान अभिविन्यास में होना चाहिए।

प्रयुक्त वाइंडिंग के प्रकार के आधार पर, रोटर चरणबद्ध या शॉर्ट-सर्किट हो सकता है। सहायक वाइंडिंग की मदद से बनाया गया घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र रोटर पर प्रेरित करना शुरू कर देता है, जो इसके साथ घूमता है। आउटपुट पर आवृत्ति और वोल्टेज सीधे क्रांतियों की संख्या पर निर्भर करता है, क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र विनियमित नहीं होता है और अपरिवर्तित रहता है।

विद्युत रासायनिक जनरेटर

एक इलेक्ट्रोकेमिकल जनरेटर भी है, जिसका उपकरण और संचालन सिद्धांत एक कार में उसके संचलन और सभी विद्युत उपकरणों को बिजली देने के लिए हाइड्रोजन से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करना है। यह उपकरण रासायनिक है क्योंकि यह ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया के माध्यम से ऊर्जा उत्पन्न करता है, जिसका उपयोग गैसीय अवस्था में ईंधन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

ध्वनिक शोर जनरेटर

ध्वनिक हस्तक्षेप जनरेटर के संचालन का सिद्धांत संगठनों और व्यक्तियों को बातचीत और विभिन्न प्रकार की घटनाओं पर नज़र रखने से बचाना है। खिड़कियों से प्राप्त ध्वनिक जानकारी को कैप्चर करने के लिए खिड़की के शीशे, दीवारों, वेंटिलेशन सिस्टम, हीटिंग पाइप, रेडियो माइक्रोफोन, वायर्ड माइक्रोफोन और लेजर उपकरणों के माध्यम से उनकी निगरानी की जा सकती है।

इसलिए, कंपनियां अक्सर अपनी गोपनीय जानकारी की सुरक्षा के लिए जनरेटर का उपयोग करती हैं, डिवाइस और ऑपरेटिंग सिद्धांत डिवाइस को किसी निश्चित आवृत्ति पर, यदि यह ज्ञात हो, या एक निश्चित सीमा तक ट्यून करना है। फिर शोर संकेत के रूप में एक सार्वभौमिक हस्तक्षेप बनाया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, डिवाइस में आवश्यक शक्ति का एक शोर जनरेटर होता है।

ऐसे जनरेटर भी हैं जो शोर सीमा में हैं, जिनकी बदौलत आप उपयोगी ध्वनि संकेत को छिपा सकते हैं। इस किट में एक ब्लॉक शामिल है जो शोर उत्पन्न करता है, साथ ही इसके प्रवर्धन और ध्वनिक उत्सर्जक भी शामिल है। ऐसे उपकरणों का उपयोग करने का मुख्य नुकसान बातचीत के दौरान दिखाई देने वाला हस्तक्षेप है। डिवाइस को अपना काम पूरी तरह से करने के लिए केवल 15 मिनट तक बातचीत करनी चाहिए।

विद्युत् दाब नियामक

वोल्टेज नियामक के संचालन का मूल सिद्धांत जनरेटर रोटर की रोटेशन आवृत्ति, परिवेश के तापमान और विद्युत भार में विभिन्न परिवर्तनों के साथ सभी ऑपरेटिंग मोड में ऑन-बोर्ड नेटवर्क की ऊर्जा को बनाए रखने पर आधारित है। यह उपकरण द्वितीयक कार्य भी कर सकता है, अर्थात्, जनरेटर सेट के कुछ हिस्सों को इंस्टॉलेशन के संभावित आपातकालीन संचालन और अधिभार से बचाना, स्वचालित रूप से उत्तेजना वाइंडिंग सर्किट को ऑन-बोर्ड सिस्टम से कनेक्ट करना या डिवाइस के आपातकालीन संचालन को अलार्म देना।

ऐसे सभी उपकरण एक ही सिद्धांत पर काम करते हैं। जनरेटर में वोल्टेज कई कारकों द्वारा निर्धारित होता है - वर्तमान ताकत, रोटर गति और चुंबकीय प्रवाह। जनरेटर पर लोड जितना कम होगा और रोटेशन की गति जितनी अधिक होगी, डिवाइस का वोल्टेज उतना ही अधिक होगा। उत्तेजना वाइंडिंग में करंट अधिक होने के कारण चुंबकीय प्रवाह बढ़ने लगता है और इसके साथ ही जनरेटर में वोल्टेज भी बढ़ने लगता है और करंट कम होने के बाद वोल्टेज भी कम हो जाता है।

ऐसे जनरेटर के निर्माता की परवाह किए बिना, वे सभी एक ही तरह से उत्तेजना धारा को बदलकर वोल्टेज को सामान्य करते हैं। जैसे-जैसे वोल्टेज बढ़ता या घटता है, उत्तेजना धारा बढ़ने या घटने लगती है और वोल्टेज को आवश्यक सीमा के भीतर संचालित करती है।

रोजमर्रा की जिंदगी में जेनरेटर के इस्तेमाल से व्यक्ति को कई उभरते मुद्दों को सुलझाने में काफी मदद मिलती है।

सीमित जीवाश्म ईंधन की समस्या को हल करने के लिए, दुनिया भर के शोधकर्ता वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के निर्माण और व्यावसायीकरण पर काम कर रहे हैं। और हम केवल प्रसिद्ध पवन टर्बाइनों और सौर पैनलों के बारे में बात नहीं कर रहे हैं। गैस और तेल को शैवाल, ज्वालामुखी और मानव कदमों से प्राप्त ऊर्जा से प्रतिस्थापित किया जा सकता है। रीसायकल ने भविष्य के दस सबसे दिलचस्प और पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा स्रोतों का चयन किया है।

टर्नस्टाइल से जूल

रेलवे स्टेशनों के प्रवेश द्वार पर हर दिन हजारों लोग टर्नस्टाइल से गुजरते हैं। एक ही बार में, दुनिया भर के कई शोध केंद्र लोगों के प्रवाह को एक अभिनव ऊर्जा जनरेटर के रूप में उपयोग करने का विचार लेकर आए। जापानी कंपनी ईस्ट जापान रेलवे कंपनी ने रेलवे स्टेशनों पर प्रत्येक टर्नस्टाइल को जनरेटर से लैस करने का निर्णय लिया। इंस्टॉलेशन टोक्यो के शिबुया जिले के एक रेलवे स्टेशन पर काम करता है: टर्नस्टाइल के नीचे फर्श में पीजोइलेक्ट्रिक तत्व बनाए जाते हैं, जो लोगों द्वारा उन पर कदम रखने पर प्राप्त होने वाले दबाव और कंपन से बिजली उत्पन्न करते हैं।

एक अन्य "ऊर्जा टर्नस्टाइल" तकनीक चीन और नीदरलैंड में पहले से ही उपयोग में है। इन देशों में, इंजीनियरों ने पीज़ोइलेक्ट्रिक तत्वों को दबाने के प्रभाव का नहीं, बल्कि टर्नस्टाइल हैंडल या टर्नस्टाइल दरवाजों को धकेलने के प्रभाव का उपयोग करने का निर्णय लिया। डच कंपनी बून एडम की अवधारणा में शॉपिंग सेंटरों के प्रवेश द्वार पर मानक दरवाजों को बदलना शामिल है (जो आमतौर पर एक फोटोकेल सिस्टम का उपयोग करके संचालित होते हैं और खुद को घुमाना शुरू करते हैं) जिन्हें आगंतुक को धक्का देना चाहिए और इस प्रकार बिजली उत्पन्न करनी चाहिए।

ऐसे जनरेटर दरवाजे पहले ही डच सेंटर नैचुरकैफे ला पोर्ट में दिखाई दे चुके हैं। उनमें से प्रत्येक प्रति वर्ष लगभग 4,600 किलोवाट-घंटे ऊर्जा का उत्पादन करता है, जो पहली नज़र में महत्वहीन लग सकता है, लेकिन बिजली पैदा करने के लिए वैकल्पिक तकनीक का एक अच्छा उदाहरण है।

शैवाल घरों को गर्म करता है

शैवाल को वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत के रूप में अपेक्षाकृत हाल ही में माना जाने लगा है, लेकिन विशेषज्ञों के अनुसार तकनीक बहुत आशाजनक है। इतना कहना पर्याप्त है कि शैवाल के कब्जे वाले 1 हेक्टेयर जल सतह क्षेत्र से प्रति वर्ष 150 हजार क्यूबिक मीटर बायोगैस प्राप्त किया जा सकता है। यह लगभग एक छोटे कुएं द्वारा उत्पादित गैस की मात्रा के बराबर है, और एक छोटे से गांव के जीवन के लिए पर्याप्त है।

हरे शैवाल को बनाए रखना आसान है, वे तेजी से बढ़ते हैं और कई प्रजातियों में आते हैं जो प्रकाश संश्लेषण करने के लिए सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करते हैं। सभी बायोमास, चाहे शर्करा हो या वसा, को जैव ईंधन, आमतौर पर बायोएथेनॉल और बायोडीजल में परिवर्तित किया जा सकता है। शैवाल एक आदर्श पर्यावरण-ईंधन है क्योंकि यह जलीय वातावरण में उगता है और इसके लिए भूमि संसाधनों की आवश्यकता नहीं होती है, यह अत्यधिक उत्पादक है और पर्यावरण को नुकसान नहीं पहुंचाता है।

अर्थशास्त्रियों का अनुमान है कि 2018 तक, समुद्री सूक्ष्म शैवाल बायोमास के प्रसंस्करण से वैश्विक कारोबार लगभग 100 बिलियन डॉलर तक पहुंच सकता है। "शैवाल" ईंधन का उपयोग करने वाली परियोजनाएं पहले ही पूरी हो चुकी हैं - उदाहरण के लिए, जर्मनी के हैम्बर्ग में 15-अपार्टमेंट की इमारत। घर के अग्रभाग 129 शैवाल एक्वैरियम से ढके हुए हैं, जो इमारत में हीटिंग और एयर कंडीशनिंग के लिए ऊर्जा के एकमात्र स्रोत के रूप में काम करते हैं, जिसे बायो इंटेलिजेंट कोशिएंट (बीआईक्यू) हाउस कहा जाता है।

स्पीड बम्प से सड़कें जगमगा उठती हैं

तथाकथित "स्पीड बम्प्स" का उपयोग करके बिजली पैदा करने की अवधारणा को पहले यूके में, फिर बहरीन में लागू किया गया और जल्द ही यह तकनीक रूस तक पहुंच जाएगी।यह सब तब शुरू हुआ जब ब्रिटिश आविष्कारक पीटर ह्यूजेस ने राजमार्गों के लिए इलेक्ट्रो-काइनेटिक रोड रैंप बनाया। रैंप में दो धातु की प्लेटें होती हैं जो सड़क से थोड़ा ऊपर उठती हैं। प्लेटों के नीचे एक विद्युत जनरेटर है जो जब भी कार रैंप से गुजरती है तो करंट उत्पन्न करती है।

कार के वजन के आधार पर, कार के रैंप से गुजरने के दौरान रैंप 5 से 50 किलोवाट के बीच उत्पन्न हो सकता है। ऐसे रैंप बैटरी के रूप में कार्य करते हैं और ट्रैफिक लाइट और रोशन सड़क संकेतों को बिजली की आपूर्ति कर सकते हैं। यूके में, तकनीक पहले से ही कई शहरों में काम कर रही है। यह पद्धति अन्य देशों में फैलने लगी - उदाहरण के लिए, छोटे बहरीन तक।

सबसे हैरानी की बात तो ये है कि ऐसा ही कुछ रूस में भी देखने को मिल सकता है. टूमेन के एक छात्र अल्बर्ट ब्रांड ने VUZPromExpo फोरम में स्ट्रीट लाइटिंग के लिए इसी समाधान का प्रस्ताव रखा। डेवलपर की गणना के अनुसार, उसके शहर में प्रतिदिन 1,000 से 1,500 कारें स्पीड बम्प पर चलती हैं। विद्युत जनरेटर से सुसज्जित "स्पीड बम्प" पर कार की एक "टक्कर" के लिए, लगभग 20 वाट बिजली उत्पन्न होगी, जो पर्यावरण को नुकसान नहीं पहुंचाएगी।

सिर्फ फुटबॉल से भी ज्यादा

अनचार्टेड प्ले कंपनी की स्थापना करने वाले हार्वर्ड स्नातकों के एक समूह द्वारा विकसित, सॉकेट बॉल फुटबॉल खेलने के आधे घंटे में कई घंटों तक एक एलईडी लैंप को बिजली देने के लिए पर्याप्त बिजली उत्पन्न कर सकती है। सॉकेट को असुरक्षित ऊर्जा स्रोतों का पर्यावरण अनुकूल विकल्प कहा जाता है, जिसका उपयोग अक्सर अविकसित देशों के निवासियों द्वारा किया जाता है।

सॉकेट बॉल के ऊर्जा भंडारण के पीछे का सिद्धांत काफी सरल है: गेंद को मारने से उत्पन्न गतिज ऊर्जा को एक छोटे पेंडुलम जैसे तंत्र में स्थानांतरित किया जाता है जो जनरेटर को चलाता है। जनरेटर बिजली पैदा करता है, जो बैटरी में संग्रहित होती है। संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग किसी भी छोटे विद्युत उपकरण को बिजली देने के लिए किया जा सकता है - उदाहरण के लिए, एलईडी वाला एक टेबल लैंप।

सॉकेट में छह वाट का बिजली उत्पादन होता है। ऊर्जा उत्पन्न करने वाली गेंद पहले ही विश्व समुदाय से मान्यता प्राप्त कर चुकी है: इसे कई पुरस्कार प्राप्त हुए हैं, क्लिंटन ग्लोबल इनिशिएटिव द्वारा इसकी अत्यधिक प्रशंसा की गई, और प्रसिद्ध TED सम्मेलन में भी प्रशंसा प्राप्त हुई।

ज्वालामुखियों की छुपी हुई ऊर्जा

ज्वालामुखीय ऊर्जा के विकास में मुख्य विकासों में से एक आरंभिक कंपनियों अल्टारॉक एनर्जी और डेवनपोर्ट न्यूबेरी होल्डिंग्स के अमेरिकी शोधकर्ताओं का है। "परीक्षण विषय" ओरेगॉन में एक सुप्त ज्वालामुखी था। खारे पानी को चट्टानों में गहराई तक पंप किया जाता है, जिसका तापमान ग्रह की पपड़ी और पृथ्वी के सबसे गर्म आवरण में मौजूद रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय के कारण बहुत अधिक होता है। गर्म होने पर, पानी भाप में बदल जाता है, जिसे टरबाइन में डाला जाता है जो बिजली पैदा करता है।

फिलहाल, इस प्रकार के केवल दो छोटे परिचालन बिजली संयंत्र हैं - फ्रांस और जर्मनी में। यदि अमेरिकी तकनीक काम करती है, तो, अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के अनुसार, भू-तापीय ऊर्जा देश की जरूरत की 50% बिजली प्रदान करने की क्षमता रखती है (आज इसका योगदान केवल 0.3% है)।

ऊर्जा के लिए ज्वालामुखियों का उपयोग करने का एक और तरीका 2009 में आइसलैंडिक शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित किया गया था। ज्वालामुखीय गहराई के पास, उन्होंने असामान्य रूप से उच्च तापमान वाले पानी के भूमिगत भंडार की खोज की। अत्यधिक गर्म पानी तरल और गैस के बीच की सीमा पर कहीं स्थित होता है और केवल निश्चित तापमान और दबाव पर ही मौजूद होता है।

वैज्ञानिक प्रयोगशाला में कुछ ऐसा ही उत्पन्न कर सकते थे, लेकिन यह पता चला कि ऐसा पानी प्रकृति में भी पाया जाता है - पृथ्वी की गहराई में। ऐसा माना जाता है कि शास्त्रीय तरीके से उबालकर लाए गए पानी की तुलना में "महत्वपूर्ण तापमान" पर पानी से दस गुना अधिक ऊर्जा निकाली जा सकती है।

मानव ताप से ऊर्जा

तापमान अंतर पर काम करने वाले थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर का सिद्धांत लंबे समय से जाना जाता है। लेकिन कुछ साल पहले ही प्रौद्योगिकी ने मानव शरीर की गर्मी को ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करना संभव बनाना शुरू किया। कोरिया एडवांस्ड इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (KAIST) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने लचीली ग्लास प्लेट में निर्मित एक जनरेटर विकसित किया है।

टी यह गैजेट फिटनेस कंगन को मानव हाथ की गर्मी से रिचार्ज करने की अनुमति देगा - उदाहरण के लिए, दौड़ने के दौरान, जब शरीर बहुत गर्म हो जाता है और परिवेश के तापमान के विपरीत होता है। 10 गुणा 10 सेंटीमीटर मापने वाला कोरियाई जनरेटर, 31 डिग्री सेल्सियस के त्वचा तापमान पर लगभग 40 मिलीवाट ऊर्जा का उत्पादन कर सकता है।

इसी तरह की तकनीक को युवा एन माकोसिंस्की ने आधार के रूप में लिया, जिन्होंने एक टॉर्च का आविष्कार किया जो हवा और मानव शरीर के बीच तापमान के अंतर से चार्ज होता है। प्रभाव को चार पेल्टियर तत्वों के उपयोग से समझाया गया है: उनकी विशेषता एक तरफ गर्म होने और दूसरी तरफ ठंडा होने पर बिजली उत्पन्न करने की क्षमता है।

नतीजतन, ऐन की टॉर्च काफी तेज रोशनी पैदा करती है, लेकिन इसके लिए रिचार्जेबल बैटरी की आवश्यकता नहीं होती है। इसे काम करने के लिए, किसी व्यक्ति की हथेली के ताप की डिग्री और कमरे के तापमान के बीच केवल पांच डिग्री के तापमान अंतर की आवश्यकता होती है।

स्मार्ट फ़र्श स्लैब के लिए कदम

व्यस्त सड़कों में से किसी एक बिंदु पर प्रति दिन 50,000 कदम तक चलना पड़ता है। कदमों को उपयोगी रूप से ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए पैदल यातायात का उपयोग करने का विचार यूके के पावेजेन सिस्टम्स लिमिटेड के निदेशक लॉरेंस केमबॉल-कुक द्वारा विकसित उत्पाद में लागू किया गया था। एक इंजीनियर ने ऐसे फ़र्श वाले स्लैब बनाए हैं जो पैदल चलने वालों की गतिज ऊर्जा से बिजली उत्पन्न करते हैं।

इनोवेटिव टाइल में उपकरण लचीली, जलरोधी सामग्री से बना है जो दबाने पर लगभग पांच मिलीमीटर मुड़ जाता है। यह बदले में ऊर्जा पैदा करता है, जिसे तंत्र बिजली में परिवर्तित करता है। संचित वाटों को या तो लिथियम पॉलिमर बैटरी में संग्रहीत किया जाता है या सीधे बस स्टॉप, स्टोरफ्रंट और संकेतों को रोशन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

पावेगेन टाइल को पूरी तरह से पर्यावरण के अनुकूल माना जाता है: इसका शरीर स्टेनलेस स्टील के एक विशेष ग्रेड और कम कार्बन सामग्री वाले पुनर्नवीनीकरण बहुलक से बना है। ऊपरी सतह प्रयुक्त टायरों से बनाई गई है, जो टाइलों को टिकाऊ और घर्षण के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी बनाती है।

लंदन में 2012 के ग्रीष्मकालीन ओलंपिक के दौरान, कई पर्यटक सड़कों पर टाइलें लगाई गईं। दो सप्ताह में, वे 20 मिलियन जूल ऊर्जा प्राप्त करने में सफल रहे। यह ब्रिटिश राजधानी में स्ट्रीट लाइटिंग संचालित करने के लिए पर्याप्त से अधिक था।

साइकिल चार्जिंग स्मार्टफोन

अपने प्लेयर, फ़ोन या टैबलेट को रिचार्ज करने के लिए, आपके पास पावर आउटलेट होना ज़रूरी नहीं है। कभी-कभी आपको बस पैडल घुमाने की ज़रूरत होती है। इस प्रकार, अमेरिकी कंपनी साइकिल एटम ने एक उपकरण जारी किया है जो आपको साइकिल चलाते समय बाहरी बैटरी चार्ज करने और बाद में मोबाइल उपकरणों को रिचार्ज करने की अनुमति देता है।

उत्पाद, जिसे शिवा साइकिल एटम कहा जाता है, एक हल्का साइकिल जनरेटर है जिसमें लिथियम बैटरी होती है जिसे यूएसबी पोर्ट वाले लगभग किसी भी मोबाइल डिवाइस को पावर देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस मिनी जनरेटर को अधिकांश नियमित साइकिल फ़्रेमों पर कुछ ही मिनटों में स्थापित किया जा सकता है। गैजेट को बाद में चार्ज करने के लिए बैटरी को आसानी से हटाया जा सकता है। उपयोगकर्ता खेल और पैडल के लिए जाता है - और कुछ घंटों के बाद उसका स्मार्टफोन पहले से ही 100 सेंट तक चार्ज हो जाता है।

बदले में, नोकिया ने आम जनता के लिए एक गैजेट भी प्रस्तुत किया जो साइकिल से जुड़ जाता है और आपको पैडल चलाने को पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा उत्पन्न करने के तरीके में बदलने की अनुमति देता है। नोकिया साइकिल चार्जर किट में एक डायनेमो, एक छोटा विद्युत जनरेटर है जो अधिकांश नोकिया फोन पर पाए जाने वाले मानक 2 मिमी जैक के माध्यम से फोन को चार्ज करने के लिए बाइक के पहियों के घूर्णन से ऊर्जा का उपयोग करता है।

अपशिष्ट जल से लाभ

कोई भी बड़ा शहर प्रतिदिन भारी मात्रा में अपशिष्ट जल खुले जल निकायों में छोड़ता है, जिससे पारिस्थितिकी तंत्र प्रदूषित होता है। ऐसा लगता है कि सीवेज से जहरीला पानी अब किसी के लिए उपयोगी नहीं हो सकता है, लेकिन ऐसा नहीं है - वैज्ञानिकों ने इसके आधार पर ईंधन सेल बनाने का एक तरीका खोज लिया है।

इस विचार के अग्रदूतों में से एक पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर ब्रूस लोगान थे। किसी गैर-विशेषज्ञ के लिए सामान्य अवधारणा को समझना बहुत कठिन है और यह दो स्तंभों पर बनी है - जीवाणु ईंधन कोशिकाओं का उपयोग और तथाकथित रिवर्स इलेक्ट्रोडायलिसिस की स्थापना। बैक्टीरिया अपशिष्ट जल में कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण करते हैं और इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करते हैं, जिससे विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।

लगभग किसी भी प्रकार के जैविक अपशिष्ट पदार्थ का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है - न केवल अपशिष्ट जल, बल्कि पशु अपशिष्ट, साथ ही शराब, शराब बनाने और डेयरी उद्योगों के उप-उत्पाद भी। रिवर्स इलेक्ट्रोडायलिसिस के लिए, विद्युत जनरेटर यहां काम करते हैं, जो झिल्ली द्वारा कोशिकाओं में विभाजित होते हैं और दो मिश्रित तरल धाराओं की लवणता में अंतर से ऊर्जा निकालते हैं।

"कागज" ऊर्जा

जापानी इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माता सोनी ने टोक्यो ग्रीन प्रोडक्ट्स प्रदर्शनी में एक बायो-जनरेटर विकसित और प्रस्तुत किया है जो बारीक कटे कागज से बिजली पैदा करने में सक्षम है। प्रक्रिया का सार इस प्रकार है: सेलूलोज़ को अलग करने के लिए (यह ग्लूकोज चीनी की एक लंबी श्रृंखला है जो हरे पौधों में पाई जाती है), नालीदार कार्डबोर्ड की आवश्यकता होती है।

श्रृंखला को एंजाइमों की मदद से तोड़ा जाता है, और परिणामस्वरूप ग्लूकोज को एंजाइमों के दूसरे समूह द्वारा संसाधित किया जाता है, जिसकी मदद से हाइड्रोजन आयन और मुक्त इलेक्ट्रॉन निकलते हैं। बिजली उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रॉनों को बाहरी सर्किट के माध्यम से भेजा जाता है। यह माना जाता है कि इस तरह की स्थापना, 210 गुणा 297 मिमी मापने वाले कागज की एक शीट को संसाधित करते समय, लगभग 18 डब्ल्यू प्रति घंटे (6 एए बैटरी द्वारा उत्पादित ऊर्जा की समान मात्रा) उत्पन्न कर सकती है।

विधि पर्यावरण के अनुकूल है: ऐसी "बैटरी" का एक महत्वपूर्ण लाभ धातुओं और हानिकारक रासायनिक यौगिकों की अनुपस्थिति है। हालाँकि फिलहाल तकनीक अभी भी व्यावसायीकरण से दूर है: उत्पन्न होने वाली बिजली काफी कम है - यह केवल छोटे पोर्टेबल गैजेट्स को बिजली देने के लिए पर्याप्त है।