UPSC CSE Prelims
नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत Previous Year Questions (PYQs)

Detailed Explanation:

Alternative Powertrain Vehicles वे वाहन हैं जो पारंपरिक पेट्रोल या डीज़ल इंजन पर निर्भर नहीं होते।

• कथन I सही है: Battery Electric Vehicles (BEVs) पूरी तरह बैटरी और इलेक्ट्रिक मोटर से चलते हैं।

• कथन II सही है: Hydrogen Fuel Cell Vehicles (FCEVs) हाइड्रोजन से बिजली बनाकर चलते हैं।

• कथन III सही है: Fuel Cell Electric Hybrid Vehicles (FCEHVs) में फ्यूल सेल, बैटरी और इलेक्ट्रिक मोटर का संयोजन होता है।

• अतः तीनों वाहन Alternative Powertrain Vehicles माने जाते हैं। इसलिए सही उत्तर विकल्प (C) है।

वाहन-वार विश्लेषण

Alternative Powertrain Vehicles

क्या हैं Alternative Powertrains?

ये ऐसे वाहन प्रणोदन तंत्र हैं जो पेट्रोल-डीज़ल इंजन के विकल्प के रूप में काम करते हैं।

मुख्य प्रकार

महत्वपूर्ण तथ्य

• BEVs से कोई टेलपाइप उत्सर्जन नहीं होता।

• FCEVs का मुख्य उत्सर्जन जलवाष्प (Water Vapour) होता है।

• हाइड्रोजन वाहन लंबी दूरी और भारी परिवहन के लिए महत्वपूर्ण माने जाते हैं।

• ये वाहन जीवाश्म ईंधनों पर निर्भरता कम करने में मदद करते हैं।

Detailed Explanation:

अधिकांश लिथियम-आयन EV बैटरियों में कैथोड मुख्य रूप से लिथियम, कोबाल्ट और निकेल से बना होता है।

• I. कोबाल्ट ✅ सही – NMC और LCO बैटरियों में उपयोग होता है।

• II. ग्रेफाइट ❌ गलत – ग्रेफाइट सामान्यतः एनोड में उपयोग होता है।

• III. लिथियम ✅ सही – सभी लिथियम-आयन बैटरियों के कैथोड का प्रमुख घटक।

• IV. निकेल ✅ सही – NMC और NCA बैटरियों में उपयोग होता है।

• अतः केवल तीन तत्व (कोबाल्ट, लिथियम और निकेल) कैथोड का हिस्सा होते हैं। इसलिए सही उत्तर विकल्प (C) है।

तत्व-वार विश्लेषण

EV बैटरी के भाग

सामान्य कैथोड रसायन

• LCO – Lithium Cobalt Oxide

• NMC – Nickel Manganese Cobalt

• NCA – Nickel Cobalt Aluminum

• LFP – Lithium Iron Phosphate

महत्वपूर्ण तथ्य

• कैथोड बैटरी की क्षमता और लागत को काफी हद तक निर्धारित करता है।

• ग्रेफाइट आज भी सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला एनोड पदार्थ है।

• EV उद्योग के कारण लिथियम, निकेल और कोबाल्ट की मांग तेजी से बढ़ रही है।

Detailed Explanation:

सही उत्तर: ✅ विकल्प 4 (सभी चार)

Distributed Energy Resources (DERs) ऐसे छोटे ऊर्जा उत्पादन या भंडारण स्रोत होते हैं जो उपभोक्ताओं के निकट स्थित होते हैं, न कि बड़े केंद्रीकृत बिजलीघरों में। ये ऊर्जा प्रणाली को अधिक लचीला और कुशल बनाते हैं।

✅ बैटरी स्टोरेज – सही: यह ऊर्जा को संग्रहित करता है और आवश्यकता पड़ने पर बिजली उपलब्ध कराता है, इसलिए DER माना जाता है।

✅ बायोमास जनरेटर – सही: छोटे स्तर पर बायोमास से बिजली उत्पादन उपभोक्ताओं के निकट किया जा सकता है।

✅ फ्यूल सेल – सही: फ्यूल सेल विकेन्द्रीकृत तरीके से बिजली उत्पन्न करते हैं और DER की श्रेणी में आते हैं।

✅ रूफटॉप सोलर फोटोवोल्टिक यूनिट – सही: घरों, कार्यालयों और उद्योगों में सीधे बिजली उत्पादन करने वाला सबसे सामान्य DER है।

संक्षिप्त नोट्स: Distributed Energy Resources (DERs)

• DERs छोटे पैमाने के ऊर्जा संसाधन होते हैं।

• इनमें ऊर्जा उत्पादन और ऊर्जा भंडारण दोनों शामिल हैं।

• प्रमुख उदाहरण: रूफटॉप सोलर, बैटरी स्टोरेज, फ्यूल सेल, बायोमास प्लांट।

• ट्रांसमिशन और वितरण हानियों को कम करते हैं।

• बिजली ग्रिड की विश्वसनीयता और लचीलापन बढ़ाते हैं।

• नवीकरणीय ऊर्जा के एकीकरण में मदद करते हैं।

• मुख्य ग्रिड के साथ या स्वतंत्र रूप से कार्य कर सकते हैं।

• स्मार्ट ग्रिड और विकेन्द्रीकृत ऊर्जा प्रणाली के लिए महत्वपूर्ण हैं।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 3 — 1 और 3

यह प्रश्न सड़क प्रकाश व्यवस्था में उपयोग किए जाने वाले पारंपरिक सोडियम लैंप और आधुनिक LED लैंप की तुलना करता है। कथन 1 सही रूप से पहचानता है कि सोडियम लैंप सर्वदिशात्मक रूप से (360 डिग्री) प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, जबकि LED दिशात्मक होते हैं, जिससे प्रकाश की बर्बादी कम होती है। कथन 3 सही रूप से नोट करता है कि सोडियम लैंप लगभग एकवर्णी पीला प्रकाश उत्पन्न करते हैं, जबकि LED बेहतर रंग प्रतिपादन और स्पेक्ट्रम विविधता प्रदान करते हैं।

✅ कथन 1 – सही: सोडियम लैंप सभी दिशाओं में प्रकाश उत्सर्जित करते हैं (360 डिग्री), जबकि LED लैंप दिशात्मक होते हैं और आवश्यक स्थान पर प्रकाश केंद्रित करते हैं, जिससे दक्षता में सुधार होता है।
❌ कथन 2 – गलत: LED लैंप की आयु (50,000-100,000 घंटे) सोडियम लैंप (15,000-24,000 घंटे) की तुलना में काफी अधिक होती है।
✅ कथन 3 – सही: सोडियम लैंप एकवर्णी पीला-नारंगी प्रकाश (संकीर्ण स्पेक्ट्रम) उत्पन्न करते हैं, जबकि LED लैंप सड़क प्रकाश व्यवस्था के लिए बेहतर रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI) के साथ व्यापक स्पेक्ट्रम प्रदान करते हैं।

📝 संक्षिप्त नोट्स: सड़क प्रकाश प्रौद्योगिकियाँ

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 2 — केवल 2 और 3

❌ कथन 1 – गलत: शैवाल-आधारित जैव ईंधन उत्पादन केवल समुद्रों तक सीमित नहीं है। शैवाल को खुले तालाबों, बंद फोटोबायोरिएक्टरों या अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों का उपयोग करके भूमि पर उगाया जा सकता है। महाद्वीपीय उत्पादन तकनीकी रूप से संभव है और व्यापक रूप से प्रचलित है।

✅ कथन 2 – सही: शैवाल जैव ईंधन सुविधाओं की स्थापना के लिए उन्नत जैव प्रौद्योगिकी, फोटोबायोरिएक्टरों के लिए परिष्कृत इंजीनियरिंग, सटीक खेती नियंत्रण प्रणालियों और निष्कर्षण प्रौद्योगिकी की आवश्यकता होती है। यह उच्च तकनीकी बुनियादी ढांचा सीमित तकनीकी विशेषज्ञता और पूंजी वाले विकासशील देशों के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है।

✅ कथन 3 – सही: बड़े पैमाने पर शैवाल खेती सुविधाओं के लिए व्यापक भूमि/जल संसाधनों, महत्वपूर्ण ऊर्जा इनपुट और जल उपयोग की आवश्यकता होती है। ये आवश्यकताएँ पारिस्थितिक चिंताओं (जैव विविधता प्रभाव, जल की कमी) और सामाजिक मुद्दों (भूमि अधिग्रहण, समुदायों का विस्थापन, खाद्य उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा) को जन्म दे सकती हैं।