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⚙️ TE • Technical अवधारणा और सिद्धांतElectricalPower Generation

15%

Quick Summary:

एक भू-तापीय ऊर्जा संयंत्र की तापीय दक्षता आमतौर पर कम होती है, जो 10% और 20% के बीच होती है, जिसका औसत लगभग 15% है। यह कम दक्षता मुख्य रूप से जीवाश्म ईंधन आधारित बिजली संयंत्रों में उपयोग की जाने वाली उच्च तापमान वाली दहन गैसों की तुलना में भू-तापीय भाप या ब्राइन (brine) के अपेक्षाकृत कम तापमान के कारण होती है।

⚙️TETechnical Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

🔢 Key Formulas

$\eta = \frac{W}{Q_{in}} \times 100$ — तापीय दक्षता की परिभाषा

$\eta_{max} = 1 - \frac{T_{L}}{T_{H}}$ — कार्नोट दक्षता सीमा

⚙️ Working Principle

भू-तापीय संयंत्र भाप टर्बाइनों का उपयोग करके पृथ्वी से प्राप्त तापीय ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। कार्नोट चक्र (Carnot cycle) के अनुसार, दक्षता को $\eta = 1 - \frac{T_{cold}}{T_{hot}}$ के रूप में परिभाषित किया गया है, जहाँ $T_{hot}$ भू-तापीय संसाधन का तापमान है। चूंकि भू-तापीय भंडार आमतौर पर 150°C और 300°C के बीच का तापमान प्रदान करते हैं (जो कोयला या परमाणु संयंत्रों की तुलना में काफी कम है), इसलिए सैद्धांतिक और व्यावहारिक दक्षता सीमा कम बनी रहती है।

📌 Key Points

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भू-तापीय तरल पदार्थों में अक्सर गैर-संघनित गैसें (NCGs) होती हैं जो कंडेनसर में वैक्यूम को कम करती हैं, जिससे दक्षता और कम हो जाती है।
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दक्षता काफी हद तक भू-तापीय स्रोत (एन्थैल्पी) के तापमान पर निर्भर करती है।
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आधुनिक बाइनरी साइकिल संयंत्र कम तापमान वाले संसाधनों के लिए दक्षता में सुधार करते हैं लेकिन फिर भी 10⁻¹⁵% की सीमा में रहते हैं।

✅ Advantages

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बेस लोड बिजली आपूर्ति (निरंतर उपलब्धता)
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ग्रीनहाउस गैसों का अत्यधिक कम उत्सर्जन
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सौर या पवन फार्मों की तुलना में कम भूमि का उपयोग

❌ Disadvantages / Limitations

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रैंकिन साइकिल (Rankine cycle) संयंत्रों की तुलना में कम तापीय दक्षता
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उच्च प्रारंभिक ड्रिलिंग और अन्वेषण लागत
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भूमि धंसाव और स्थानीय भूकंपीय गतिविधि की संभावना

🛠️ Applications / Uses

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बेस लोड बिजली उत्पादन
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जिला हीटिंग सिस्टम
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औद्योगिक प्रक्रिया हीटिंग

📄 Additional Information

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जीवाश्म ईंधन बिजली संयंत्र आमतौर पर 35% से 45% दक्षता पर काम करते हैं।
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15% का मान उच्च-एन्थैल्पी भाप भू-तापीय संयंत्रों के लिए मानक सीमा का प्रतिनिधित्व करता है।

📊 Diagram / Illustration

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B सही है — भू-तापीय बिजली संयंत्र आमतौर पर भू-तापीय ताप स्रोत की कम तापमान प्रकृति के कारण लगभग 15% की दक्षता पर काम करते हैं।

Core Concepts Used

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ऊष्मागतिकी (Thermodynamics) कार्नोट चक्र भू-तापीय ऊर्जा रूपांतरण

💡 EXAM TIP

हमेशा याद रखें कि तापीय संयंत्रों में दक्षता ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम से सख्ती से बंधी होती है; स्रोत का तापमान जितना कम होगा (जैसा कि भू-तापीय में होता है), चक्र की संभावित दक्षता उतनी ही कम होगी।

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