पवन ऊर्जा

Question

पवन ऊर्जा

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B: तुलनात्मक रूप से अधिक लागत वाली है

Explanation & Concepts:
पवन ऊर्जा एक स्वच्छ, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है जो बिजली उत्पन्न करने के लिए वायु धाराओं की गतिज ऊर्जा का उपयोग करता है। चूंकि पवन एक प्राकृतिक संसाधन है, यह न्यूनतम ईंधन लागत के साथ घरेलू ऊर्जा स्वतंत्रता प्रदान करती है, हालांकि प्रारंभिक पूंजी निवेश और स्थल-विशिष्ट दक्षता आवश्यकताएं इसकी आर्थिक व्यवहार्यता को प्रभावित करती हैं।

Working Principle: पवन टर्बाइन वायुगतिकीय ब्लेड का उपयोग करके चलती हवा की गतिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। यह यांत्रिक टॉर्क एक गियरबॉक्स के माध्यम से एक विद्युत जनरेटर तक प्रेषित किया जाता है, जो घूर्णी गति को विद्युत शक्ति में परिवर्तित करता है। बिजली का उत्पादन हवा के वेग के घन (cube) द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो यह बताता है कि बिजली उत्पादन हवा की गति में उतार-चढ़ाव के प्रति अत्यधिक संवेदनशील क्यों है।

Key Formulas: $P = \frac{1}{2} \rho A v^3 C_p$ — जहाँ $\rho$ वायु घनत्व है, $A$ रोटर का क्षेत्रफल है, $v$ हवा का वेग है, और $C_p$ पावर गुणांक है।

Key Points: पवन शक्ति हवा की गति के घन के समानुपाती होती है ($P \propto v^3$)।; यह एक प्रदूषण-मुक्त ऊर्जा स्रोत है जिसमें संचालन के दौरान शून्य कार्बन उत्सर्जन होता है।; पावर गुणांक ($C_p$) बेट्ज़ सीमा (Betz limit) द्वारा सीमित है, जो 59.3% है।; उच्च प्रारंभिक पूंजी लागत टर्बाइन निर्माण और स्थल के बुनियादी ढांचे से जुड़ी होती है।

Advantages: ग्रीनहाउस गैसों का शून्य उत्सर्जन; कम परिचालन और रखरखाव लागत; सतत और कभी न समाप्त होने वाला संसाधन

Disadvantages: असतत बिजली उत्पादन; दृश्य और शोर का प्रभाव; कुछ जीवाश्म ईंधन की तुलना में प्रति MW उच्च प्रारंभिक स्थापना लागत

Applications: ग्रिड-कनेक्टेड विंड फार्म; ऑफ-ग्रिड छोटे पैमाने पर बैटरी चार्जिंग; दूरस्थ क्षेत्रों में जल पंपिंग

Additional Info: बेट्ज़ सीमा (Betz Limit) बताती है कि कोई भी टर्बाइन हवा में मौजूद गतिज ऊर्जा के 59.3% से अधिक को कैप्चर नहीं कर सकता है।. विकल्प B सही है क्योंकि पवन परियोजनाओं में ब्लेड, टावरों और बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उच्च पूंजी व्यय (CAPEX) शामिल होता है, जिससे वे कुछ क्षेत्रों में पुराने जीवाश्म ईंधन संयंत्रों की तुलना में अधिक लागत वाली मानी जाती हैं।. विकल्प C $v^3$ संबंध को संदर्भित करता है, जो पवन ऊर्जा रूपांतरण प्रणालियों में एक मूलभूत सिद्धांत है।

Answer: D सही है — सूचीबद्ध सभी कथन पवन ऊर्जा संयंत्रों की लागत, बिजली उत्पादन के सिद्धांतों और पर्यावरणीय लाभों के संबंध में तकनीकी रूप से सटीक हैं।

Exam Tip: हमेशा $P \propto v^3$ संबंध को याद रखें; हवा के वेग में थोड़ी सी वृद्धि भी बिजली उत्पादन में भारी वृद्धि लाती है, जो GATE और ESE की गणनाओं में एक सामान्य फोकस है।

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Option A: स्वच्छ, लगभग मुफ्त और घरेलू रूप से उत्पादित है

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Option C: पवन की शक्ति के समानुपाती शक्ति उत्पन्न करती है

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Option D: उपरोक्त सभी

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