सौर तापीय विद्युत उत्पादन किसके द्वारा प्राप्त किया जा सकता है?

Question

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D: उपरोक्त में से कोई भी प्रणाली

Explanation & Concepts:
सौर तापीय विद्युत उत्पादन में सौर विकिरण को थर्मल ऊर्जा में परिवर्तित करके उच्च-दाब वाली भाप तैयार की जाती है, जो फिर बिजली उत्पन्न करने के लिए टरबाइन को चलाती है। यह प्रक्रिया तापमान की आवश्यकता और उपयोग किए जाने वाले ऊष्मागतिकी चक्र के आधार पर विभिन्न सांद्रण तकनीकों या थर्मल स्टोरेज प्रणालियों के माध्यम से प्राप्त की जा सकती है।

Working Principle: यह सिद्धांत एक हीट ट्रांसफर फ्लूइड द्वारा सौर ऊर्जा के अवशोषण पर निर्भर करता है। फोकसिंग कलेक्टर (हेलियोस्टैट्स) रैंकिन या ब्रेटन चक्र के लिए उच्च तापमान प्राप्त करते हैं। फ्लैट प्लेट कलेक्टरों का उपयोग आमतौर पर कम तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, जबकि सौर तालाब (solar ponds) कार्बनिक रैंकिन चक्र टरबाइन के लिए निरंतर ताप स्रोत प्रदान करने हेतु एक स्तरित खारे पानी के घोल में थर्मल ऊर्जा को संग्रहीत करते हैं।

Key Formulas: $\eta_{th} = 1 - \frac{T_{cold}}{T_{hot}}$ — तापीय रूपांतरण के लिए कार्नोट दक्षता सीमा; $Q = m \cdot c_p \cdot \Delta T$ — सोलर कलेक्टरों के लिए बुनियादी ऊष्मा प्राप्ति सूत्र

Key Points: ग्रिड-स्केल पर उच्च-तापमान वाली भाप उत्पादन के लिए फोकसिंग सिस्टम (CSP) की आवश्यकता होती है।; सौर तालाब संग्रह और दीर्घकालिक थर्मल स्टोरेज का एक अनूठा संयोजन प्रदान करते हैं।; तापीय प्रणालियों की दक्षता काफी हद तक सांद्रण अनुपात पर निर्भर करती है।; फ्लैट प्लेट कलेक्टर कम-ग्रेड वाले तापीय अनुप्रयोगों (

Advantages: एकीकृत थर्मल स्टोरेज बादलों वाले समय के दौरान भी बिजली उत्पादन की अनुमति देता है।; जीवाश्म ईंधन संयंत्रों में आम पारंपरिक भाप टरबाइन तकनीक का उपयोग करता है।

Disadvantages: फोटोवोल्टिक (PV) प्रणालियों की तुलना में कम समग्र रूपांतरण दक्षता।; उच्च-तापमान CSP के लिए पर्याप्त प्रत्यक्ष सौर विकिरण (DNI) की आवश्यकता होती है।

Applications: उपयोगिता-स्तरीय सौर ऊर्जा संयंत्र।; औद्योगिक प्रक्रिया ऊष्मा उत्पादन।; दूरस्थ क्षेत्र के स्वतंत्र बिजली सिस्टम।

Additional Info: सौर तालाब प्रणालियाँ संवहन (convection) को रोकने के लिए घनत्व प्रवणता (लवणता) का उपयोग करती हैं, जिससे निचली परत में गर्मी फंसी रहती है।. विकल्प B आमतौर पर पानी गर्म करने के लिए है लेकिन यह कम तापमान वाले कार्बनिक द्रव टरबाइन (ORC) को भी चला सकता है।

Answer: D सही है — सौर तापीय विद्युत को विभिन्न तकनीकों के माध्यम से उत्पन्न किया जा सकता है, जिसमें तापीय मांग के आधार पर CSP (सांद्रण), फ्लैट-प्लेट, और साल्ट-ग्रेडिएंट सोलर पॉन्ड शामिल हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि सौर तापीय में एक ऊष्मागतिकी चक्र (ऊष्मा से यांत्रिक और फिर विद्युत) शामिल होता है, जबकि PV एक प्रत्यक्ष क्वांटम-यांत्रिक रूपांतरण है।

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Option A: फोकसिंग कलेक्टर या हेलियोस्टैट्स का उपयोग करके

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Option B: फ्लैट प्लेट कलेक्टरों का उपयोग करके

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Option C: सोलर पॉन्ड (सौर तालाब) का उपयोग करके

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