Conventional Sources of Energy Questions in Gujarati

(N/A) ખૂટી જાય તેવા બે ઉર્જા સ્ત્રોતો નીચે મુજબ છે:
$(a)$ કોલસો: તે વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓના મૃત અવશેષોમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે જે લાખો વર્ષો સુધી પૃથ્વીના પોપડા નીચે દટાયેલા રહે છે. કોલસો બનતા લાખો વર્ષો લાગે છે. ઔદ્યોગિકીકરણને કારણે કોલસાની માંગ વધી છે. જો કે,કોલસો ટૂંકા ગાળામાં ફરીથી ઉત્પન્ન થઈ શકતો નથી. તેથી,તે ઉર્જાનો બિન-નવીનીકરણીય અથવા ખૂટી જાય તેવો સ્ત્રોત છે.
$(b)$ લાકડું: તે જંગલોમાંથી મેળવવામાં આવે છે. ઝડપી દરે થતા વનનાબૂદી (deforestation) ને કારણે પૃથ્વી પર જંગલોની સંખ્યામાં ઘટાડો થયો છે. જંગલને ઉગતા સેંકડો વર્ષો લાગે છે. જો આ દરે વનનાબૂદી ચાલુ રહેશે,તો પૃથ્વી પર લાકડું બાકી રહેશે નહીં. તેથી,લાકડું ઉર્જાનો ખૂટી જાય તેવો સ્ત્રોત છે.

(A) ઉર્જાનો બિન-નવીનીકરણીય સ્ત્રોત એ છે જે મર્યાદિત માત્રામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને એકવાર વપરાઈ ગયા પછી તેને બદલી શકાતો નથી,અથવા તેને બનતા લાખો વર્ષો લાગે છે.
અશ્મિભૂત ઇંધણ (જેમ કે કોલસો,પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી ગેસ) લાખો વર્ષો દરમિયાન પ્રાચીન વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓના અવશેષોમાંથી બને છે.
એકવાર આ ખતમ થઈ જાય પછી,માનવ સમયગાળામાં તેને ફરીથી ભરી શકાતા નથી.
તેનાથી વિપરીત,સૂર્ય,લાકડું (બાયોમાસ) અને પવનને નવીનીકરણીય સ્ત્રોત માનવામાં આવે છે કારણ કે તે કુદરતી રીતે ફરીથી ઉત્પન્ન થાય છે અથવા સતત ઉપલબ્ધ હોય છે.

(C) થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણીને ગરમ કરીને વરાળ બનાવવા માટે બનાવવામાં આવે છે.
આ વરાળનો ઉપયોગ ટર્બાઇનને ફેરવવા માટે થાય છે,જે જનરેટર ચલાવે છે.
પાણીને ઉકાળવા માટે જરૂરી ગરમી ઉત્પન્ન કરવા માટે કોલસો,પેટ્રોલિયમ અથવા કુદરતી ગેસ જેવા અશ્મિભૂત બળતણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
તેથી,અશ્મિભૂત બળતણ એ થર્મલ પાવર પ્લાન્ટમાં વપરાતું મુખ્ય બળતણ છે.

(D) જળ વિદ્યુત મથકમાં,પાણીને ડેમમાં ઊંચાઈ પર સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે,જે તેને મોટી માત્રામાં સ્થિતિઊર્જા આપે છે.
જ્યારે આ પાણીને નીચે પડવા દેવામાં આવે છે,ત્યારે તેની સ્થિતિઊર્જાનું ગતિઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.
વહેતા પાણીની આ ગતિઊર્જાનો ઉપયોગ જનરેટરના ટર્બાઇનને ફેરવવા માટે થાય છે,જે અંતે યાંત્રિક ઊર્જાને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
તેથી,મુખ્ય ઊર્જા રૂપાંતરણ પ્રક્રિયામાં પાણીમાં સંગ્રહિત સ્થિતિઊર્જાનું વીજળીમાં રૂપાંતર થાય છે.

(B) બાયોગેસ એ ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં (અજારક પાચન) કાર્બનિક પદાર્થોના વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું મિશ્રણ છે.
તેમાં મુખ્યત્વે $CH_4$ (મિથેન) હોય છે,જે સામાન્ય રીતે કુલ કદના $50-75\%$ જેટલો હોય છે.
અન્ય ઘટકોમાં $CO_2$ (કાર્બન ડાયોક્સાઇડ),$H_2$ (હાઇડ્રોજન) અને $H_2S$ (હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ) ઓછી માત્રામાં હોય છે.
તેથી,મિથેન એ બાયોગેસનો મુખ્ય ઘટક છે.

(A) આધુનિક પાવર પ્લાન્ટ્સમાં પરમાણુ ઉર્જા મેળવવા માટે $Nuclear Fission$ (પરમાણુ વિખંડન) પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ થાય છે.
$1$. આ પ્રક્રિયામાં,$Uranium-235$ જેવા ભારે પરમાણુના ન્યુક્લિયસ પર ઓછી ઉર્જા ધરાવતા ન્યુટ્રોનનો મારો ચલાવવામાં આવે છે.
$2$. ન્યુક્લિયસ નાના અને હલકા ન્યુક્લિયસમાં વિભાજિત થાય છે,જે ગરમીના સ્વરૂપમાં પ્રચંડ ઉર્જા મુક્ત કરે છે.
$3$. આ ગરમીનો ઉપયોગ પાણીને વરાળમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે,જે પછી ટર્બાઇન ફેરવીને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.
$4$. આ પ્રક્રિયામાં વધુ ન્યુટ્રોન પણ મુક્ત થાય છે,જે $Chain Reaction$ (શૃંખલા પ્રતિક્રિયા) ને જાળવી રાખે છે.
$5$. અંતે,ઉત્પન્ન થયેલા રેડિયોએક્ટિવ કચરાનો પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ અટકાવવા માટે કાળજીપૂર્વક સંગ્રહ અને નિકાલ કરવો જરૂરી છે.

(N/A) બાયોમાસ એટલે વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થતો કાર્બનિક પદાર્થ,જેમ કે ખેતીના અવશેષો,છાણ અને લાકડું,જે ઉર્જાના પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે.
સિદ્ધાંત: બાયોગેસ પ્લાન્ટ અજારક આથવણના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે. ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં,સૂક્ષ્મજીવો જટિલ કાર્બનિક પદાર્થો (બાયોમાસ) નું વિઘટન કરીને મિથેન $(CH_4)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$,હાઇડ્રોજન $(H_2)$ અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_2S)$ જેવા વાયુઓ મુક્ત કરે છે.
કાર્યપદ્ધતિ:
$1$. મિક્સિંગ ટેન્કમાં છાણ અને પાણીનું મિશ્રણ (સ્લરી) તૈયાર કરવામાં આવે છે અને તેને ડાયજેસ્ટરમાં મોકલવામાં આવે છે.
$2$. ડાયજેસ્ટર એ એક સીલબંધ,ઓક્સિજન મુક્ત ટાંકી છે જ્યાં અજારક બેક્ટેરિયા બાયોમાસનું વિઘટન કરે છે.
$3$. વિઘટન દરમિયાન બાયોગેસ ઉત્પન્ન થાય છે અને સ્લરીની ઉપરના ગેસ હોલ્ડર (ગુંબજ) માં એકઠો થાય છે.
$4$. એકઠા થયેલા ગેસનું દબાણ વપરાયેલી સ્લરીને ઓવરફ્લો ટેન્કમાં ધકેલે છે,જેને પછી બહાર કાઢીને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા ખાતર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
$5$. બાયોગેસ પાઇપ દ્વારા રસોઈ અને પ્રકાશ માટે ઘરોમાં પહોંચાડવામાં આવે છે.

(N/A) પરમાણુ વિખંડન (nuclear fission) ની પ્રક્રિયા માટે વપરાતા બે સામાન્ય પરમાણુ બળતણ $Uranium-235$ $(U-235)$ અને $Plutonium-239$ $(Pu-239)$ છે. $Thorium-232$ નો ઉપયોગ પણ પરમાણુ રિએક્ટરમાં ફર્ટાઈલ મટીરીયલ તરીકે કરવામાં આવે છે.

(N/A) યુરેનિયમના એક પરમાણુના ન્યુક્લિયર વિખંડન દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જા,કોલસાના એક કાર્બન પરમાણુના દહન દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જા કરતા આશરે $10$ મિલિયન (એક કરોડ) ગણી વધારે હોય છે.

(N/A) ઊર્જાના બે પરંપરાગત સ્ત્રોતો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ અશ્મિભૂત બળતણ (જેમ કે કોલસો,પેટ્રોલિયમ અને કુદરતી વાયુ).
$(ii)$ જળ વિદ્યુત (વહેતા પાણીમાંથી મેળવવામાં આવતી ઊર્જા).

(N/A) બાયોગેસના બે મુખ્ય દહનશીલ ઘટકો મિથેન $(CH_{4})$ અને હાઇડ્રોજન $(H_{2})$ છે. આ વાયુઓ કાર્બનિક પદાર્થોના અજારક વિઘટન દરમિયાન ઉત્પન્ન થાય છે અને બાયોગેસની ઉષ્મીય મૂલ્યમાં નોંધપાત્ર ફાળો આપે છે.

(B) બાયોગેસ એ ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં કાર્બનિક પદાર્થોના વિઘટનથી ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું મિશ્રણ છે. બાયોગેસનો મુખ્ય ઘટક $CH_4$ (મિથેન) છે,જે સામાન્ય રીતે તેના બંધારણના $50-75\%$ જેટલો હોય છે.

(N/A) $LPG$: Liquefied Petroleum Gas (લિક્વિફાઇડ પેટ્રોલિયમ ગેસ)
$CNG$: Compressed Natural Gas (કોમ્પ્રેસ્ડ નેચરલ ગેસ)

(B) સઢવાળી હોડી પાણી પર આગળ વધવા માટે પવનની ગતિજ ઉર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. પવન સઢ પર બળ લગાડે છે,જે હોડીને ગતિ આપવા માટે યાંત્રિક કાર્યમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

(B) બોક્સ પ્રકારનો સોલર કૂકર સૌર વિકિરણને પકડવા માટે ગ્રીનહાઉસ અસરનો ઉપયોગ કરે છે.
જ્યારે તેને $2$ થી $3$ કલાક માટે સીધા સૂર્યપ્રકાશમાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે કૂકરનું આંતરિક તાપમાન સામાન્ય રીતે $100^{\circ}C$ થી $140^{\circ}C$ ની મર્યાદા સુધી પહોંચે છે,જે મોટાભાગની ખાદ્ય સામગ્રી રાંધવા માટે પૂરતું છે.

(N/A) $(i)$ જળવિદ્યુત એ ઉર્જાનો સ્વચ્છ અને પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત છે જે પ્રદૂષણ ફેલાવતું નથી.
$(ii)$ આ ઉર્જાને ઊંચાઈ પર આવેલા જળાશયોમાં સંગ્રહિત કરી શકાય છે અને જરૂરિયાત મુજબ તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે,જે પવન ઉર્જા કે સૌર ઉર્જામાં શક્ય નથી.

(B) બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં,બાયોમાસના અજારક પાચન (anaerobic digestion) પછી જે સ્લરી બાકી રહે છે તે નાઈટ્રોજનયુક્ત અને ફોસ્ફરસયુક્ત સંયોજનોથી સમૃદ્ધ હોય છે. આ ઉચ્ચ પોષક તત્વોને કારણે,તે પાક માટે ઉત્તમ જૈવિક ખાતર તરીકે કામ કરે છે અને જમીનની ફળદ્રુપતામાં સુધારો કરે છે.

(A) બાયોગેસનો સૌથી મોટો ઘટક મિથેન $(CH_4)$ છે.
તે ઉત્પન્ન થતા કુલ બાયોગેસના કદના આશરે $50 \%$ થી $75 \%$ જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે.

(A) પરમાણુ રિએક્ટરમાં ઉર્જા પરમાણુ વિખંડન (nuclear fission) ની પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$U-235$ જેવા ભારે ન્યુક્લિયસ પર ન્યુટ્રોનનો મારો ચલાવવામાં આવે છે,જેના કારણે તે નાના ન્યુક્લિયસમાં વિભાજિત થાય છે અને મોટી માત્રામાં ઉર્જા મુક્ત કરે છે.

(B) હાલમાં,પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ્સ પરમાણુ વિખંડન (Nuclear fission) ની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રક્રિયામાં,ભારે પરમાણુના કેન્દ્ર (જેમ કે યુરેનિયમ-$235$ અથવા પ્લુટોનિયમ-$239$) પર ઓછા ઊર્જાવાળા ન્યુટ્રોનનો મારો ચલાવવામાં આવે છે,જેના કારણે તે હળવા ન્યુક્લિયસમાં વિભાજિત થાય છે. આ પ્રતિક્રિયા ગરમીના સ્વરૂપમાં નોંધપાત્ર માત્રામાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે,જેનો ઉપયોગ વરાળ ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે,જે વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે ટર્બાઇન ચલાવે છે.

(B) સૂર્યમાં મોટા પાયે ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે જવાબદાર પ્રક્રિયા $Nuclear \ fusion$ (પરમાણુ સંલયન) છે. આ પ્રક્રિયામાં,અત્યંત ઊંચા તાપમાન અને દબાણ હેઠળ હળવા ન્યુક્લિયસ,મુખ્યત્વે હાઇડ્રોજનના પરમાણુઓ,એકબીજા સાથે જોડાઈને ભારે ન્યુક્લિયસ,જેમ કે હિલિયમ બનાવે છે,જેનાથી ગરમી અને પ્રકાશના સ્વરૂપમાં પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઉર્જા મુક્ત થાય છે.

(N/A) પ્રાણીઓના છાણને બાયોગેસમાં વિઘટિત કરવા માટે જવાબદાર એજન્ટો $Anaerobic$ (અજારક) સૂક્ષ્મજીવો (મિથેનોજેન્સ) છે.
આ પ્રક્રિયામાં નીચેના પગલાંઓનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. મિશ્રણ: મિશ્રણ ટાંકીમાં પ્રાણીઓનું છાણ અને પાણીને $1:1$ ના પ્રમાણમાં ભેળવીને સ્લરી (કાદવ જેવું મિશ્રણ) બનાવવામાં આવે છે.
$2$. પાચન: આ સ્લરીને ડાયજેસ્ટર ટાંકીમાં મોકલવામાં આવે છે,જે એક સીલબંધ અને ઓક્સિજન મુક્ત ચેમ્બર છે. અહીં,$Anaerobic$ સૂક્ષ્મજીવો છાણમાં રહેલા કાર્બનિક પદાર્થોનું વિઘટન કરે છે,જેનાથી બાયોગેસ (મુખ્યત્વે મિથેન) ઉત્પન્ન થાય છે.
$3$. સંગ્રહ અને ઉપયોગ: ઉત્પન્ન થયેલ બાયોગેસને ગેસ હોલ્ડરમાં એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને ઉપયોગ માટે મોકલવામાં આવે છે. બાકી રહેલી સ્લરી,જેને 'સ્પેન્ટ સ્લરી' કહેવામાં આવે છે,તેને બહાર કાઢીને પોષક તત્વોથી ભરપૂર ખાતર તરીકે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.

(N/A) પાણીનો ઉપયોગ કરીને જળવિદ્યુત ઉત્પન્ન કરવાની બે રીતો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ બંધોમાં ઊંચાઈ પર સંગ્રહિત પાણીની સ્થિતિ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને,જેને ટર્બાઇન પર પડવા માટે છોડવામાં આવે છે.
$(ii)$ સમુદ્રના ભરતી-ઓટ (સમુદ્રના પાણીનું ચઢવું અને ઉતરવું) ની ગતિ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને ટર્બાઇન ફેરવીને વીજળી ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે.

(N/A) ભારતમાં કુદરતી ગેસ જ્યાં જોવા મળે છે તે સ્થળો ત્રિપુરા,જેસલમેર,બોમ્બે હાઈ (ઓફ-શોર વિસ્તાર) અને કૃષ્ણા-ગોદાવરી ડેલ્ટા છે.
કુદરતી ગેસને સ્વચ્છ બળતણ કહેવામાં આવે છે કારણ કે:
$(i)$ તે દહન દરમિયાન હાનિકારક વાયુઓ ઉત્પન્ન કરતું નથી.
$(ii)$ તે ધુમાડા વગર સળગે છે અને બળ્યા પછી કોઈ અવશેષ છોડતું નથી.

(N/A) પવનચક્કી એક મજબૂત આધાર પર અમુક ઊંચાઈએ ઊભી કરવામાં આવેલી એક વિશાળ રચના છે. તેની ટોચ પર પંખા જેવી પાંખિયાં (blades) હોય છે. વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરવા માટે,પવનચક્કીની ભ્રમણીય ગતિનો ઉપયોગ વિદ્યુત જનરેટરના ટર્બાઇનને ફેરવવા માટે કરવામાં આવે છે.
$(b)$ પાણી ખેંચવાનો પંપ (water lifting pump) એ એક ઉત્તમ ઉદાહરણ છે,જ્યાં પવનચક્કીની ભ્રમણીય ગતિનો ઉપયોગ ભૂતકાળમાં કૂવામાંથી પાણી બહાર કાઢવા માટે કરવામાં આવતો હતો.

(N/A) જળવિદ્યુત ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણીના પ્રવાહને રોકવા માટે ઊંચા બંધ (dams) બનાવવામાં આવે છે.
બંધની પાછળ પાણીનું સ્તર વધવાથી,વહેતા પાણીની ગતિઊર્જાનું સ્થિતિઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.
જ્યારે આ પાણીને ઊંચાઈ પરથી છોડવામાં આવે છે,ત્યારે તેને પાઈપો દ્વારા ટર્બાઈન તરફ લઈ જવામાં આવે છે.
પડતું પાણી ટર્બાઈનના પાંખિયા પર અથડાય છે,જેના કારણે તે ફરે છે.
ટર્બાઈનના ફરવાથી ઉત્પન્ન થતી યાંત્રિક ઊર્જાનો ઉપયોગ જનરેટર ચલાવવા માટે થાય છે,જે તેનું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર કરે છે.

(N/A) $(i)$ જળાશયમાં સંગ્રહિત પાણીની સ્થિતિ ઉર્જા $(PE)$ જ્યારે તે ટનલમાંથી વહે છે ત્યારે ગતિ ઉર્જા $(KE)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
$(ii)$ વહેતા પાણીની ગતિ ઉર્જા $(KE)$ ટર્બાઇનની પરિભ્રમણીય ગતિ ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
$(iii)$ ટર્બાઇનની પરિભ્રમણીય ગતિ ઉર્જા જનરેટરના આર્મેચરને સ્થાનાંતરિત થાય છે.
$(iv)$ જ્યારે આર્મેચરના ગૂંચળા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરે છે,ત્યારે વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણને કારણે આર્મેચરની પરિભ્રમણીય ગતિ ઉર્જાનું વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.

(N/A) ફ્લોટિંગ ગેસ હોલ્ડર પ્રકારના બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં એક ડાયજેસ્ટર ટાંકી,સ્લરી (બાયોમાસ અને પાણીનું મિશ્રણ) માટે ઇનલેટ પાઇપ,ગેસ હોલ્ડર (તરતો ડ્રમ) અને વપરાયેલી સ્લરી માટે આઉટલેટ પાઇપ હોય છે. ગેસ આઉટલેટ તરતા ગેસ હોલ્ડરની ટોચ પર સ્થિત હોય છે,જે ઉત્પન્ન થયેલા બાયોગેસને એકત્રિત કરવા અને ઉપયોગ માટે સપ્લાય કરવાની મંજૂરી આપે છે. આકૃતિ નીચે મુજબ છે:

(N/A) પવનચક્કી એ એક એવું મશીન છે જે ફૂંકાતા પવનની ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને કાર્ય કરે છે. તેનો ઉપયોગ પાણીના પંપ ચલાવવા (જમીનમાંથી પાણી કાઢવા માટે) અને અનાજ દળવા માટે થાય છે.
રચના: તેમાં એક ગોળાકાર પૈડું હોય છે,જેમાં પવનને પકડવા માટે ત્રિજ્યાવર્તી રીતે પાંખિયાં જોડાયેલા હોય છે. આ ગોળાકાર પૈડાનું કેન્દ્ર એક ક્રૅન્ક સળિયાના એક છેડા સાથે જોડાયેલું હોય છે. ક્રૅન્કનો $U$-આકારનો વળાંક પંપના સળિયા (પિસ્ટન સળિયા) સાથે જોડાયેલ હોય છે.
કાર્ય પદ્ધતિ: જ્યારે ફૂંકાતો પવન પવનચક્કીના પાંખિયાં સાથે અથડાય છે,ત્યારે પવનની $KE$ (ગતિ ઉર્જા) પાંખિયાંને સતત ફેરવે છે,જેના પરિણામે તેની સાથે જોડાયેલ ક્રૅન્ક ફરે છે. હવે,જ્યારે ક્રૅન્ક ફરે છે,ત્યારે તેનો $U$-આકારનો વળાંક પંપના સળિયાને સતત ઉપર-નીચે કરે છે. આ પંપનો સળિયો પંપને કાર્યરત કરે છે,જે ભૂગર્ભ જળને ઉપર ખેંચે છે.
પવન ઉર્જાના ઉપયોગો:
$(i)$ પવન ઉર્જાનો ઉપયોગ સઢવાળી હોડીઓને આગળ ધપાવવા માટે થાય છે,જેથી માણસો અને માલસામાનને એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ લઈ જઈ શકાય.
$(ii)$ પવન ઉર્જાનો ઉપયોગ ભૂગર્ભ જળ બહાર કાઢવા માટે પાણીના પંપ ચલાવવા માટે થાય છે.
$(iii)$ પવન ઉર્જાનો ઉપયોગ અનાજ દળવા માટે ઘંટીઓ ચલાવવા માટે થાય છે.
$(iv)$ પવન ઉર્જાનો ઉપયોગ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે.

(N/A) વહેતા પાણીની ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પન્ન થતી વીજળીને જળવિદ્યુત કહેવામાં આવે છે.
જળવિદ્યુત ઉત્પાદનનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત નીચે મુજબ છે:
$1$. નદીમાં વહેતા પાણીને ઊંચા બંધ $D$ (આકૃતિ જુઓ) બનાવીને એકત્રિત કરવામાં આવે છે. ઊંચાઈ પર સંગ્રહિત આ પાણીમાં પુષ્કળ પ્રમાણમાં સ્થિતિ ઉર્જા હોય છે.
$2$. ઊંચા બંધમાં સંગ્રહિત પાણીને બંધના પાયાની નજીક આવેલા ટર્બાઇન $G$ પર પડવા દેવામાં આવે છે.
$3$. જ્યારે ઝડપથી વહેતું પાણી ટર્બાઇનના પાંખિયા પર પડે છે,ત્યારે પાણીની ગતિ ઉર્જા ટર્બાઇનને ઝડપથી ફેરવે છે.
$4$. ટર્બાઇનનો શાફ્ટ વીજ જનરેટર અથવા ડાયનેમોના કોઈલ સાથે જોડાયેલ હોય છે. તેથી,જ્યારે જળ-ટર્બાઇન ઝડપથી ફરે છે,ત્યારે તેના શાફ્ટ પર નિશ્ચિત જનરેટર કોઈલ પણ ઝડપથી ફરે છે અને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.

(N/A) સોલર કૂકર એક અવાહક ધાતુના બોક્સ $B$ નું બનેલું હોય છે જે અંદરની તરફથી કાળા રંગનું હોય છે. બહારથી કાળા રંગથી રંગાયેલું ધાતુનું પાત્ર $C$,સોલર કૂકરના બોક્સમાં મૂકવામાં આવે છે. બોક્સ અને પાત્રને કાળા રંગથી રંગવામાં આવે છે કારણ કે કાળી સપાટી અન્ય કોઈપણ રંગ કરતા વધુ ગરમીના કિરણોનું શોષણ કરે છે. સોલર હીટિંગ ઉપકરણમાં શોષાયેલી ગરમીનો વ્યય અટકાવવા માટે,કાળા રંગના ધાતુના બોક્સને અવાહક (વહન,ઉષ્ણતાનયન અને વિકિરણને કારણે થતી ગરમીનો વ્યય અટકાવવા માટે થર્મોકોલ અથવા ગ્લાસ વૂલ સાથે) લાકડાના બોક્સ $B$ ની અંદર મૂકવામાં આવે છે અને કૂકર બોક્સની ઉપર પારદર્શક જાડા કાચની શીટ $G$ વડે ઢાંકવામાં આવે છે. બોક્સ સાથે એક સમતલ અરીસો (પરાવર્તક) $R$ પણ જોડાયેલ હોય છે.
રાંધવાની ખાદ્ય સામગ્રીને ધાતુના પાત્રમાં મૂકવામાં આવે છે. પાત્રને કાળા ઢાંકણથી ઢાંકીને સોલર કૂકરના બોક્સમાં મૂકવામાં આવે છે. ત્યારબાદ કૂકરના બોક્સને કાચની શીટના ઢાંકણથી ઢાંકવામાં આવે છે. સોલર કૂકરને તડકામાં રાખવામાં આવે છે અને તેના સમતલ અરીસા $R$ ને એવી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે કે સૂર્યપ્રકાશનો મજબૂત કિરણપુંજ કૂકરની ઉપર પડે. સૂર્યના કિરણો કાચની શીટમાંથી પસાર થઈને કૂકર બોક્સની અંદર શોષાય છે. આ કાચની શીટ સૌર ઉર્જાને વિકિરણ ગરમીના સ્વરૂપમાં બહાર નીકળવા દેતી નથી. આમ,તે સૂર્યના વધુ ને વધુ ગરમીના કિરણોને ફસાવે છે,જેનાથી ગ્રીનહાઉસ અસર ઉત્પન્ન થાય છે. અડધા કલાક કે તેથી વધુ સમયમાં સોલર કૂકરની અંદરનું તાપમાન લગભગ $100^{\circ} C$ થી $140^{\circ} C$ સુધી વધી જાય છે,જે કૂકરના પાત્રમાં રાખેલી ખાદ્ય સામગ્રી (જેમ કે ચોખા અથવા દાળ) રાંધવા માટે પૂરતું છે.
બોક્સ પ્રકારના સોલર કૂકરના ફાયદા:
$(i)$ ખોરાક રાંધવાનો ખર્ચ શૂન્ય છે કારણ કે સૌર ઉર્જા મફતમાં મળે છે.
$(ii)$ તે અન્ય મોંઘા ઇંધણની બચત કરે છે અને કોઈ પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ ફેલાવતું નથી.
$(iii)$ તે એકસાથે એકથી ચાર વાનગીઓ રાંધી શકે છે.
$(iv)$ તે ખોરાકના તમામ પોષક તત્વોને જાળવી રાખે છે,કારણ કે તેમાં ખોરાક પ્રમાણમાં ઓછા તાપમાને રાંધવામાં આવે છે.
$(v)$ તેનો ઇન્સ્ટોલેશન અને જાળવણી ખર્ચ ખૂબ જ ઓછો છે.
બોક્સ પ્રકારના સોલર કૂકરની મર્યાદાઓ (ગેરફાયદા):
$(i)$ તે રાત્રે અથવા દિવસ દરમિયાન આકાશ વાદળછાયું હોય ત્યારે ખોરાક રાંધી શકતું નથી.
$(ii)$ ખોરાક રાંધવામાં ઘણો સમય લાગે છે.
$(iii)$ પરાવર્તકની દિશા વારંવાર બદલવી પડે છે જેથી તે હંમેશા સૂર્યની સામે રહે.
$(iv)$ તેનો ઉપયોગ રોટલી બનાવવા,તળવા કે બેક કરવા માટે થઈ શકતો નથી.
$(v)$ તેની કાર્યક્ષમતા શિયાળામાં ઉનાળા જેટલી અસરકારક હોતી નથી.

(N/A) ફ્લોટિંગ ગેસ હોલ્ડર પ્રકારનો બાયોગેસ પ્લાન્ટ: આ પ્રકારના બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં ડાયજેસ્ટર ટેન્ક નામની કૂવા જેવી ભૂગર્ભ ટાંકી હોય છે. ડાયજેસ્ટર ટેન્કની બાજુઓ ઈંટોની અને પાયો કોંક્રિટનો બનેલો હોય છે. સ્ટીલનો બનેલો ડ્રમ આકારનો ગેસ હોલ્ડર ડાયજેસ્ટર ટેન્કમાં છાણના સ્લરી (મિશ્રણ) પર ઉંધો તરે છે.
ગેસ ફ્લોટિંગ ગેસ હોલ્ડરમાં એકત્રિત થાય છે. ગેસ હોલ્ડર ઉપર કે નીચે જઈ શકે છે,અને તેની હિલચાલ ગાઈડ પાઈપ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. બાયોગેસ ગેસ હોલ્ડર ટેન્કની ટોચ પરના આઉટલેટમાંથી બહાર આવે છે. ડાયજેસ્ટર ટેન્કમાં એક પાર્ટીશન વોલ (વિભાજક દીવાલ) હોય છે,જે તેને બે ચેમ્બરમાં વિભાજિત કરે છે અને ગેસનું દબાણ વધારવામાં પણ મદદ કરે છે. ડાયજેસ્ટર ટેન્કની ડાબી બાજુએ સિમેન્ટની બનેલી ઇનલેટ પાઈપ છે જે મિક્સિંગ ટેન્ક સાથે જોડાયેલી છે. આ ઇનલેટ પાઈપ તાજી છાણની સ્લરીને ડાયજેસ્ટર ટેન્કમાં લાવે છે. ડાયજેસ્ટર ટેન્કની જમણી બાજુએ સિમેન્ટની બનેલી આઉટલેટ પાઈપ છે જે ઓવરફ્લો ટેન્ક સાથે જોડાયેલી છે. આ આઉટલેટ પાઈપ બાયોગેસના નિષ્કર્ષણ પછી વપરાયેલી છાણની સ્લરીને દૂર કરવા માટે છે.
કાર્યપદ્ધતિ: છાણ અને પાણીને મિક્સિંગ ટેન્કમાં સમાન પ્રમાણમાં મિશ્ર કરીને સ્લરી તૈયાર કરવામાં આવે છે,જે ઇનલેટ પાઈપ દ્વારા ડાયજેસ્ટર ટેન્કમાં મોકલવામાં આવે છે. સ્લરીને ડાયજેસ્ટર ટેન્કમાં $50$ થી $60$ દિવસ માટે રાખવામાં આવે છે. આ છાણ અજારક આથવણ (anaerobic fermentation) પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે અને બાયોગેસ બનાવે છે જે ગેસ હોલ્ડરમાં એકત્રિત થાય છે. જેમ જેમ ગેસ હોલ્ડરમાં વધુ બાયોગેસ એકત્રિત થાય છે,તેમ તેમાં ગેસનું દબાણ વધે છે અને તે ગેસ હોલ્ડરને ઉપર ઉઠાવે છે. ગેસ હોલ્ડર એક ચોક્કસ બિંદુથી ઉપર વધી શકતું નથી,તેથી વધેલું ગેસનું દબાણ વપરાયેલી સ્લરીને ડાયજેસ્ટર ટેન્કમાંથી ઓવરફ્લો ટેન્કમાં ધકેલે છે. આ વપરાયેલી સ્લરીને બહાર કાઢીને ખાતર તરીકે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. વધુ તાજી સ્લરી ઉમેરવામાં આવે છે અને આમ સતત બાયોગેસ ઉત્પન્ન થાય છે.
પ્રાણીઓના છાણનો ઉપયોગ બાયોગેસ બનાવવા માટે કરવાના,તેને સૂકા છાણાના સ્વરૂપમાં બળતણ તરીકે વાપરવા કરતાં ફાયદા:
$(i)$ બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં પ્રાણીઓના છાણનો ઉપયોગ કરવાથી હવા અને પાણી બંનેનું પ્રદૂષણ અટકે છે,જ્યારે છાણા બાળવાથી ધુમાડો અને હાનિકારક વાયુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.
$(ii)$ બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં બાકી રહેલો અવશેષ નાઈટ્રેટ્સ અને ફોસ્ફેટ્સથી ભરપૂર ઉત્તમ ખાતર છે,જે છાણને બળતણ તરીકે બાળવાથી મળતું નથી.

(N/A) બાયોગેસનો મુખ્ય બળતણ ઘટક મિથેન $(CH_{4})$ છે.
અન્ય દહનશીલ ઘટકોમાં હાઇડ્રોજન $(H_{2})$,હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_{2}S)$ અને કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ નો સમાવેશ થાય છે.
આકૃતિ: (ફિક્સ્ડ ડોમ પ્રકારના બાયોગેસ પ્લાન્ટની આપેલી આકૃતિ જુઓ).
બાકી રહેલી સ્લરી (વપરાયેલી સ્લરી) નો ઉપયોગ ખાતર તરીકે થાય છે કારણ કે તે નાઇટ્રોજન અને ફોસ્ફરસથી સમૃદ્ધ હોય છે,જે છોડના વિકાસ માટે આવશ્યક પોષક તત્વો છે.

(C) વિનાશક નિસ્યંદન (destructive distillation) એ હવાના અભાવમાં લાકડાને ગરમ કરીને ચારકોલ,વુડ ગેસ અને વુડ ટાર ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયા છે.
જ્યારે $1 \, kg$ લાકડાનું વિનાશક નિસ્યંદન કરવામાં આવે છે,ત્યારે ચારકોલનું ઉત્પાદન લાકડાના મૂળ દળના આશરે $25\%$ જેટલું હોય છે.
તેથી,ઉત્પન્ન થતા ચારકોલનું પ્રમાણ $0.25 \, kg$ છે.