কাপ্তাই জলবিদ্যুৎ কেন্দ্র: শক্তি রূপান্তর ও অপচয়ের ধাপ

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

কাপ্তাই জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রে হ্রদের সঞ্চিত পানির বিভব শক্তি থেকে প্রতি সেকেন্ডে ১০০ MJ শক্তি টারবাইনে ঢোকে। টারবাইনের কর্মদক্ষতা ৯০% এবং জেনারেটরের কর্মদক্ষতা ৯৫% হলে ৮৫.৫ MJ বিদ্যুৎ তৈরি হয়। পূর্বে পুরনো সঞ্চালন লাইনে (দক্ষতা ৮০%) বসতবাড়িতে ৬৮.৪ MJ বিদ্যুৎ পৌঁছাত। বর্তমানে সঞ্চালন লাইনের কর্মদক্ষতা ৯২% করা হলে, প্রাথমিক ১০০ MJ বিভব শক্তির কতটুকু শেষ পর্যন্ত বসতবাড়িতে বিদ্যুৎ হিসেবে পৌঁছাবে?

সঞ্চালন লাইনের কর্মদক্ষতা ৯২% হলে, হ্রদের ১০০ MJ বিভব শক্তির কতটুকু বসতবাড়িতে বিদ্যুৎ হিসেবে পৌঁছাবে?

প্রায় ৭৯ MJ (৭৮.৭ MJ): প্রতিটি ধাপে রূপান্তরের পর এই কার্যকর শক্তি অবশিষ্ট থাকে
১০০ MJ: শক্তির সৃষ্টি বা বিনাশ নেই, তাই কোনো শক্তিই হারায় না
প্রায় কিছুই না: প্রতিটি ধাপে শক্তি ক্রমাগত খরচ হয়ে শেষ পর্যন্ত নিঃশেষ হয়ে যায়

যা বদলাতে পারবে

সঞ্চালন লাইনের কর্মদক্ষতা: ১০ থেকে ১০০ %
বাতির কর্মদক্ষতা: ১০ থেকে ১০০ %

যা মেপে দেখাবে

বসতবাড়িতে পৌঁছানো বিদ্যুৎ (MJ)
বাতি থেকে পাওয়া আলো (MJ)
তাপে মোট অপচয় (MJ)

চালানোর সময় খেয়াল করো

সঞ্চালন লাইনের কর্মদক্ষতা ৯২% করো। প্রতিটি ধাপে নির্গত তাপীয় অপচয় যোগ করে দেখো মোট শক্তি এখনো ১০০ MJ থাকে কি না।

নিজে করে দেখো

সঞ্চালন লাইনের অপচয় কমিয়ে কর্মদক্ষতা এমনভাবে বাড়াও যেন বসতবাড়িতে অন্তত ৮০ MJ বিদ্যুৎ পৌঁছায়।
ইঙ্গিত
টারবাইন ও জেনারেটর থেকে ৮৫.৫ MJ বিদ্যুৎ লাইনে ঢোকে। লাইনের দক্ষতা ৯৪% বা তার বেশি করে দেখো: ৮৫.৫ × ০.৯৪ = ৮০.৩৭ MJ।
বসতবাড়ির বাতির কর্মদক্ষতা এমনভাবে নির্বাচন করো যেন অন্তত ৩০ MJ শক্তি আলোতে রূপান্তরিত হয়।
ইঙ্গিত
ফিলামেন্ট বাতির দক্ষতা মাত্র ১০%। আধুনিক LED বাতির মতো কর্মদক্ষতা বাড়িয়ে ৪০% বা তার বেশি করো।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

শক্তির রূপান্তর, অপচয় ও সামগ্রিক কর্মদক্ষতা

\eta_{\text{total}} = \eta_1 \times \eta_2 \times \eta_3 = \frac{E_{\text{useful}}}{E_{\text{input}}}

শক্তি কখনো ধ্বংস হয় না, কেবল এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তিত হয়। প্রতিটি ধাপে কার্যকর শক্তি ও অপচয়কৃত শক্তির (তাপ ও শব্দ) যোগফল সর্বদা ইনপুট শক্তির সমান: কার্যকর শক্তি + অপচয় = মোট শক্তি। কোনো ব্যবস্থার কর্মদক্ষতা η = লভ্য কার্যকর শক্তি ÷ মোট প্রদত্ত শক্তি। একাধিক রূপান্তর ধাপের ক্ষেত্রে সামগ্রিক কর্মদক্ষতা হলো প্রতি ধাপের দক্ষতার গুণফল: ১০০ MJ × ০.৯০ × ০.৯৫ × ০.৯২ = ৭৮.৬৬ MJ (প্রায় ৭৯ MJ)।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

১০০ MJ সরাসরি পৌঁছায় না, কারণ টারবাইন, জেনারেটর এবং তারের রোধে কিছু শক্তি তাপে অপচয় হয়। আবার শক্তি শেষও হয়ে যায় না: অপচয়কৃত তাপ ও শব্দ যোগ করলে মোট শক্তি ঠিক ১০০ MJ-ই থাকে। অপচয় মানে শক্তির রূপান্তর, ধ্বংস নয়।

যেসব ভুল ধারণা হয়

শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতির কারণে রূপান্তরের কোনো ধাপেই ব্যবহারযোগ্য শক্তি কমে না
শক্তি ব্যবহারের সময় ক্রমাগত খরচ হয়ে সম্পূর্ণ নিঃশেষ বা ধ্বংস হয়ে যায়

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

জাতীয় গ্রিডে উচ্চ ভোল্টেজে (১৩২ kV বা ২৩০ kV) বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে তারের রোধজনিত তাপ অপচয় (I²Rt) কমিয়ে দক্ষতা বৃদ্ধি করা।
বাংলাদেশের বাসাবাড়ি ও শিল্পকারখানায় পুরনো ফিলামেন্ট বাল্বের বদলে সাশ্রয়ী LED বাতি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ সাশ্রয় নিশ্চিত করা।