UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201610 Marks
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Q29.

ओ.टी.ई.सी. (OTEC)

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देते समय, ओ.टी.ई.सी. (OTEC) की अवधारणा, कार्यप्रणाली, विभिन्न प्रकारों (खुला चक्र, बंद चक्र, हाइब्रिड) और भारत में इसकी संभावनाओं पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। उत्तर में तकनीकी पहलुओं के साथ-साथ पर्यावरणीय प्रभावों और आर्थिक व्यवहार्यता का भी उल्लेख करना आवश्यक है। संरचना इस प्रकार होनी चाहिए: परिचय, ओ.टी.ई.सी. की अवधारणा और कार्यप्रणाली, प्रकार, लाभ, चुनौतियाँ, भारत में संभावनाएँ और निष्कर्ष।

Model Answer

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Introduction

ओ.टी.ई.सी. (समुद्री तापीय ऊर्जा रूपांतरण) एक ऐसी तकनीक है जो समुद्र की सतह के गर्म पानी और गहरे पानी के ठंडे पानी के बीच तापमान अंतर का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करती है। यह नवीकरणीय ऊर्जा का एक स्रोत है जो जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम करने और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने में मदद कर सकता है। हाल के वर्षों में, जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को कम करने के लिए ओ.टी.ई.सी. में रुचि बढ़ी है, खासकर उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में जहां तापमान अंतर पर्याप्त होता है।

ओ.टी.ई.सी. की अवधारणा और कार्यप्रणाली

ओ.टी.ई.सी. एक थर्मोडायनामिक चक्र पर आधारित है जो गर्म और ठंडे पानी के बीच तापमान अंतर का उपयोग करता है। इस तापमान अंतर का उपयोग एक कार्यशील तरल पदार्थ (जैसे अमोनिया या प्रोपेन) को वाष्पित करने के लिए किया जाता है, जो फिर एक टरबाइन को चलाता है और बिजली उत्पन्न करता है। ओ.टी.ई.सी. प्रणाली के तीन मुख्य घटक हैं:

  • गर्म जल इनलेट: समुद्र की सतह से गर्म पानी खींचा जाता है।
  • ठंडा जल इनलेट: समुद्र की गहराई से ठंडा पानी खींचा जाता है।
  • पावर जनरेशन सिस्टम: यह वह प्रणाली है जो तापमान अंतर का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करती है।

ओ.टी.ई.सी. के प्रकार

ओ.टी.ई.सी. प्रणालियों को तीन मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

  • खुला चक्र ओ.टी.ई.सी.: इस प्रणाली में, समुद्र का गर्म पानी सीधे कार्यशील तरल पदार्थ को वाष्पित करने के लिए उपयोग किया जाता है। वाष्पित तरल पदार्थ फिर एक टरबाइन को चलाता है, और ठंडा पानी संघनन के लिए उपयोग किया जाता है।
  • बंद चक्र ओ.टी.ई.सी.: इस प्रणाली में, कार्यशील तरल पदार्थ एक बंद लूप में परिचालित होता है। गर्म पानी एक हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पारित किया जाता है, जो कार्यशील तरल पदार्थ को वाष्पित करता है। वाष्पित तरल पदार्थ फिर एक टरबाइन को चलाता है, और ठंडा पानी संघनन के लिए उपयोग किया जाता है।
  • हाइब्रिड ओ.टी.ई.सी.: यह प्रणाली खुले और बंद चक्र प्रणालियों दोनों के तत्वों को जोड़ती है।

ओ.टी.ई.सी. के लाभ

  • नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत: ओ.टी.ई.सी. एक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है जो जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम करने में मदद कर सकता है।
  • कम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन: ओ.टी.ई.सी. ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन नहीं करता है।
  • स्थिर बिजली उत्पादन: ओ.टी.ई.सी. एक स्थिर बिजली उत्पादन प्रदान कर सकता है, जो सौर और पवन ऊर्जा जैसे अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के विपरीत है जो मौसम पर निर्भर होते हैं।
  • अतिरिक्त लाभ: ओ.टी.ई.सी. संयंत्रों से खारे पानी का निर्वहन जलीय कृषि और समुद्री कृषि के लिए उपयोग किया जा सकता है।

ओ.टी.ई.सी. की चुनौतियाँ

  • उच्च प्रारंभिक लागत: ओ.टी.ई.सी. संयंत्रों की प्रारंभिक लागत बहुत अधिक होती है।
  • कम दक्षता: ओ.टी.ई.सी. प्रणालियों की दक्षता अपेक्षाकृत कम होती है, क्योंकि तापमान अंतर आमतौर पर छोटा होता है।
  • पर्यावरणीय प्रभाव: ओ.टी.ई.सी. संयंत्रों से खारे पानी का निर्वहन समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है।
  • स्थान संबंधी सीमाएँ: ओ.टी.ई.सी. संयंत्रों को स्थापित करने के लिए उपयुक्त स्थानों की संख्या सीमित है, क्योंकि उन्हें गर्म और ठंडे पानी के स्रोतों के पास स्थित होना चाहिए।

भारत में ओ.टी.ई.सी. की संभावनाएँ

भारत में ओ.टी.ई.सी. की काफी संभावनाएं हैं, खासकर लक्षद्वीप, अंडमान और निकोबार द्वीप समूह जैसे तटीय क्षेत्रों में। इन क्षेत्रों में समुद्र की सतह के गर्म पानी और गहरे पानी के ठंडे पानी के बीच पर्याप्त तापमान अंतर होता है। भारत सरकार ओ.टी.ई.सी. प्रौद्योगिकी के विकास और तैनाती को बढ़ावा देने के लिए कई पहल कर रही है।

राज्य/क्षेत्र तापमान अंतर (°C) संभावित क्षमता (MW)
लक्षद्वीप 20-25 50-100
अंडमान और निकोबार द्वीप समूह 18-22 30-60

Conclusion

ओ.टी.ई.सी. एक आशाजनक नवीकरणीय ऊर्जा तकनीक है जिसमें जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को कम करने और ऊर्जा सुरक्षा को बढ़ाने की क्षमता है। हालांकि, उच्च प्रारंभिक लागत, कम दक्षता और पर्यावरणीय प्रभाव जैसी चुनौतियों का समाधान करना आवश्यक है। भारत में, ओ.टी.ई.सी. की काफी संभावनाएं हैं, और सरकार को इस तकनीक के विकास और तैनाती को बढ़ावा देने के लिए निरंतर प्रयास करने चाहिए।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

ओ.टी.ई.सी. (OTEC)
समुद्री तापीय ऊर्जा रूपांतरण (Ocean Thermal Energy Conversion) एक प्रक्रिया है जो समुद्र की सतह और गहराई के पानी के बीच तापमान अंतर का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करती है।
थर्मोडायनामिक चक्र
एक थर्मोडायनामिक चक्र एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक प्रणाली एक श्रृंखला में परिवर्तनों से गुजरती है, अंततः अपनी प्रारंभिक अवस्था में लौट आती है। ओ.टी.ई.सी. एक थर्मोडायनामिक चक्र पर आधारित है जो तापमान अंतर का उपयोग करके ऊर्जा उत्पन्न करता है।

Key Statistics

वैश्विक स्तर पर ओ.टी.ई.सी. की अनुमानित क्षमता 1000 टीडब्लू (Terawatts) से अधिक है।

Source: अंतर्राष्ट्रीय ओ.टी.ई.सी. संघ (International OTEC Association)

ओ.टी.ई.सी. संयंत्रों से उत्पादित बिजली की लागत वर्तमान में सौर और पवन ऊर्जा की तुलना में अधिक है, लेकिन प्रौद्योगिकी में सुधार के साथ यह लागत कम होने की उम्मीद है। (ज्ञान कटऑफ के अनुसार)

Source: नवीन और नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय (Ministry of New and Renewable Energy)

Examples

जापान में ओ.टी.ई.सी. परियोजना

जापान ने 2016 में दुनिया का पहला 100 किलोवाट ओ.टी.ई.सी. संयंत्र शुरू किया, जो ओकिनावा द्वीप के पास स्थित है। यह संयंत्र खुले चक्र ओ.टी.ई.सी. तकनीक का उपयोग करता है।

Topics Covered

EnvironmentEnergyOTECRenewable EnergyOcean Thermal Energy