Binary cycle
একটি বাইনারি চক্র হল ভূ-তাপীয় সম্পদ থেকে বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদনের একটি পদ্ধতি এবং দুটি পৃথক তরল চক্র নিযুক্ত করে, তাই বাইনারি চক্র। প্রাথমিক চক্রটি জলাধার থেকে ভূ-তাপীয় শক্তি উত্তোলন করে এবং গৌণ চক্রটি জেনারেটর চালানোর জন্য এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য তাপকে কাজে রূপান্তরিত করে। বাইনারি চক্র এমনকি নিম্ন তাপমাত্রার ভূ-তাপীয় সম্পদ (<180 ডিগ্রি সেলসিয়াস) থেকেও বিদ্যুৎ উৎপাদনের অনুমতি দেয় যা অন্যথায় ফ্ল্যাশ বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিকে অর্থনৈতিকভাবে টেকসই করার জন্য অপর্যাপ্ত পরিমাণে বাষ্প উৎপাদন করবে। যাইহোক, নিম্ন তাপমাত্রার কারণে বাইনারি চক্রের সামগ্রিক দক্ষতা প্রায় 10-13% কম। পরিচিতি ড্রাই-স্টিম বা ফ্ল্যাশের মতো প্রচলিত ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ উৎপাদন পদ্ধতির বিপরীতে, যা একটি একক খোলা চক্র ব্যবহার করে, একটি বাইনারি চক্রের দুটি পৃথক চক্র থাকে যা একসঙ্গে কাজ করে, তাই বাইনারি চক্র। প্রাথমিক চক্রটি ভূ-তাপীয় জলাধার থেকে তাপ উত্তোলন করে এবং এটি গৌণ চক্রকে সরবরাহ করে, যা একটি জেনারেটর চালানোর জন্য এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য তাপকে কাজে রূপান্তরিত করে (হিট ইঞ্জিন দেখুন)। তাপগতিবিদ্যার দিক থেকে, বাইনারি চক্র বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি কয়লাভিত্তিক বা পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির অনুরূপ যেখানে তারা র্যাঙ্কাইন পাওয়ার সাইকেল ব্যবহার করে, প্রধান পার্থক্য হল তাপ উৎস এবং চক্রের কার্যকরী তরলের পছন্দ। প্রাথমিক চক্র ভূ-তাপীয় জলাধারের গরম ইন-সিটু তরল (বা জিওফ্লুইড) একটি কূপের মাধ্যমে পৃষ্ঠে উত্পাদিত হয়, যদি প্রয়োজন হয় একটি পাম্প দ্বারা সহায়তা করা হয়। পৃষ্ঠে, গরম ভূ-তরল একটি তাপ বিনিময়ের মাধ্যমে তার কিছু তাপ গৌণ চক্রে স্থানান্তর করে, এইভাবে প্রক্রিয়াটি শীতল হয়। শীতল ভূ-তরল তারপর একটি পৃথক কূপের মাধ্যমে ভূ-তাপীয় জলাশয়ে পুনরায় প্রবেশ করানো হয়, যেখানে এটি পুনরায় গরম করা হয়। প্রাথমিক চক্রটিকে একটি "উন্মুক্ত" চক্র হিসাবে বিবেচনা করা হয়। গৌণ চক্র শীতল উচ্চ-চাপের কার্যকরী তরলকে গরম জিওফ্লুইড দ্বারা হিট এক্সচেঞ্জারে উত্তপ্ত ও বাষ্পীভূত করা হয়। গরম উচ্চ-চাপের বাষ্পকে শীতল করার আগে একটি টারবাইনে প্রসারিত করা হয় এবং একটি কনডেনসারে ঘনীভূত করা হয়। লুপটি বন্ধ করার জন্য, একটি ফিড পাম্পের মাধ্যমে ঠান্ডা নিম্নচাপের তরলকে দমন করা হয়। গৌণ চক্র হল একটি বদ্ধ চক্র। দুটি প্রধান গৌণ চক্র বিন্যাস হল জৈব র্যাঙ্কাইন চক্র (ওআরসি) বা কালিনা চক্র, প্রধান পার্থক্য হল কার্যকরী তরলের পছন্দ; একটি জৈব তরল (সাধারণত একটি হাইড্রোকার্বন বা রেফ্রিজারেন্ট) বা যথাক্রমে একটি জল-অ্যামোনিয়া মিশ্রণ। ইতিহাস বাইনারি চক্র ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্রের প্রাচীনতম উদাহরণটি ইতালির ইসচিয়ায় 1940-1943 এর মধ্যে অবস্থিত বলে মনে করা হয়। এই প্ল্যান্টটি 250 কিলোওয়াট কার্যকরী ক্ষমতার ইথাইল ক্লোরাইডকে কার্যকরী তরল হিসাবে ব্যবহার করেছে বলে মনে করা হয়। তবে, একই সময়ে সংঘটিত দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের কারণে, এই বিশেষ স্থাপনা সম্পর্কে খুব বেশি কিছু জানা যায় না। 1967 সালে রাশিয়ার কামচাটকা উপদ্বীপে পেট্রোপাভলোভস্কের কাছে আরেকটি বাইনারি চক্র ভূ-তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্র চালু করা হয়। এটি 670 কিলোওয়াট রেট করা হয়েছিল এবং একটি অজানা সংখ্যক বছর ধরে চলেছিল, যা বাইনারি চক্র ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির ধারণা প্রমাণ করে। ডিসেম্বর 2014 পর্যন্ত, বিশ্বব্যাপী 15টি দেশে 203টি বাইনারি চক্র ভূ-তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্র ছিল, যা সমস্ত ভূ-তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রের 35 শতাংশের প্রতিনিধিত্ব করে, কিন্তু মোট ভূ-তাপবিদ্যুৎ শক্তির (প্রায় 1250 মেগাওয়াট) শুধুমাত্র 10.4% উৎপাদন করে। পরিবর্তন দ্বৈত চাপ কার্যকরী তরল দুটি ভিন্ন চাপ স্তরে বাষ্পীভূত হয়, এবং এইভাবে তাপমাত্রা। এটি জিওফ্লুইড কুলিং বক্ররেখা এবং কার্যকরী তরল গরম করার বক্ররেখার মধ্যে একটি ঘনিষ্ঠ মিল বজায় রেখে প্রাথমিক তাপ এক্সচেঞ্জারে সক্রিয় ক্ষতি হ্রাস করে দক্ষতা উন্নত করে। দ্বৈত তরল দুটি গৌণ চক্র একসঙ্গে পরিচালিত হয়, প্রতিটি পৃথক কার্যকরী তরল এবং বয়লিং পয়েন্ট সহ। এটি ভূ-তরল শীতলকরণ বক্ররেখা এবং কার্যকরী তরলের গরম করার বক্ররেখার মধ্যে একটি ঘনিষ্ঠ মিল নিশ্চিত করে তাপ প্রবর্তন প্রক্রিয়ার সক্রিয় ক্ষতি হ্রাস করে দক্ষতা উন্নত করে। কার্যকারিতা একটি সাধারণ বাইনারি চক্র এবং এর পৃথক উপাদানগুলির কার্যকারিতা নিম্নরূপ গণনা করা যেতে পারেঃ টারবাইন হল টারবাইন দ্বারা করা কাজের হার, কিলোওয়াটে কাজ করা তরলের ভর প্রবাহের হার, কেজি/সেকেন্ডে টারবাইন দক্ষতা, অ-মাত্রিক হল টারবাইন ইনলেটে কাজ করা তরলের নির্দিষ্ট এনথালপি, কেজে/কেজি-তে টারবাইন আউটলেটে কাজ করা তরলের নির্দিষ্ট এনথালপি, কেজে/কেজি কনডেনসারে টারবাইনে আইসেন্ট্রোপিক সম্প্রসারণ ধরে নেওয়া হয় নীচের সমীকরণটি কনডেনসার শুল্ক এবং প্রয়োজনীয় কুল্যান্টের ভর প্রবাহের হার নির্ধারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। কনডেন্সারের কার্যকরী তরল থেকে তাপ অপসারণের হার হল কেডব্লিউ-তে এবং যথাক্রমে কনডেন্সারের প্রবেশপথ এবং নির্গমনে কার্যকরী তরলের নির্দিষ্ট এনথালপি, কেজে/কেজি-তে কুল্যান্টের ভর প্রবাহের হার হল কেজি/সেকেন্ডে এবং যথাক্রমে কনডেন্সারের প্রবেশপথ এবং নির্গমনে কুল্যান্টের নির্দিষ্ট এনথালপি, কেজে/কেজি-তে ফিড পাম্প হল পাম্প দ্বারা কার্যকরী তরলকে দমন করার জন্য করা কাজের হার, কেডব্লিউ-তে ফিড পাম্পের নির্গমনে কার্যকরী তরলের নির্দিষ্ট এনথালপি, আইসেন্ট্রোপিক সংকোচন ধরে নিয়ে, কেজে/কেজি-তে ফিড পাম্পের ইনলেটে কার্যকরী তরলের নির্দিষ্ট এনথালপি, কেজে/কেজি-তে। প্রাথমিক হিট এক্সচেঞ্জারের মধ্যে কার্যকরী তরলে যোগ করা তাপের হার হল প্রাথমিক হিট এক্সচেঞ্জার ইনলেটে কার্যকরী তরলের নির্দিষ্ট এনথালপি, কেজে/কেজি হল জিওফ্লুইডের ভর প্রবাহের হার, কেজি/সেকেন্ডে এবং প্রাথমিক হিট এক্সচেঞ্জার ইনলেট এবং আউটলেটে যথাক্রমে জিওফ্লুইডের নির্দিষ্ট এনথালপি, কেজে/কেজি দক্ষতায় দক্ষতার বিভিন্ন সংজ্ঞা রয়েছে যা বিবেচনা করা যেতে পারে; এগুলি নীচে আলোচনা করা হয়েছে। প্রথম সূত্র দক্ষতা প্রথম সূত্র দক্ষতা (তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র থেকে) চক্রকে প্রদত্ত তাপকে দরকারী কাজে রূপান্তরিত করার একটি পরিমাপ। বাস্তব জীবনের ক্ষতি এবং অদক্ষতার হিসাব করার সময়, বাস্তব বাইনারি চক্র ভূ-তাপীয় উদ্ভিদের 10-13% এর মধ্যে প্রথম আইন দক্ষতা থাকে। কার্নোট দক্ষতা কার্নোট দক্ষতা একটি আদর্শ তাপগতিবিদ্যার চক্রের দক্ষতা দেয়, যা বিভিন্ন তাপমাত্রার দুটি জলাধারের মধ্যে কাজ করে, যেমন এটি যে কোনও তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতার জন্য একটি তাত্ত্বিক সর্বোচ্চ প্রদান করে। এই কারণে, একটি ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্র 180 ডিগ্রি সেলসিয়াস (≈ 450 কেলভিন) তাপমাত্রায় গরম ভূ-তরল উৎপাদন করে এবং 25 ডিগ্রি সেলসিয়াস (≈ 298 কেলভিন) তাপমাত্রায় তাপ প্রত্যাখ্যান করে, যার সর্বোচ্চ দক্ষতা মাত্র 34 শতাংশ। এবং যথাক্রমে গরম এবং ঠান্ডা পরম তাপমাত্রা, কে দ্বিতীয় সূত্র দক্ষতায় দ্বিতীয় সূত্র দক্ষতা (তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র থেকে) হল আদর্শভাবে উপলব্ধ সর্বাধিক কাজের ব্যবহার এবং দরকারী কাজে রূপান্তরের একটি পরিমাপ। এটি জিওফ্লুইডের এক্সার্জির হার, কিলোওয়াটে। , এবং হল নির্দিষ্ট এনথালপি, কেজে/কেজি-তে, নির্দিষ্ট এনট্রপি, কেজে/কেজি/কে-তে এবং পরম তাপমাত্রা, কে-তে, স্থানীয় রেফারেন্স অবস্থায় জিওফ্লুইডের। এটি স্থানীয় পরিবেষ্টিত, ভেজা-বাল্ব বা পুনরায় ইনজেকশন পরিস্থিতি হতে পারে। কার্যকরী তরল নির্বাচন যে কোনও বাইনারি চক্রে কার্যকরী তরল একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে এবং যত্ন সহকারে নির্বাচন করা আবশ্যক। একটি উপযুক্ত তরল নির্বাচন করার জন্য কিছু মানদণ্ড নীচে দেওয়া হল। চক্রের সর্বোচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপের উপরে একটি সমালোচনামূলক তাপমাত্রা এবং চাপ-বেশিরভাগ তাপ সর্বাধিক তাপমাত্রায় স্থানান্তরিত হয়, দক্ষতা বৃদ্ধি করে। একটি স্যাচুরেশন গম্বুজ যা একটি উল্টানো ইউ-এর অনুরূপ-এটি টারবাইনে তরল ড্রপ আউট রোধ করে, যা দক্ষতা হ্রাস করে, টারবাইন ব্লেডের ক্ষতি করে এবং এইভাবে টারবাইনের জীবনকাল হ্রাস করে। উচ্চ তাপ পরিবাহিতা-প্রাথমিক তাপ বিনিময়কারী এবং ঘনীভূতকারীতে তাপ স্থানান্তরকে উন্নত করে, প্রয়োজনীয় মোট তাপ স্থানান্তর এলাকা এবং তাই উদ্ভিদের খরচ হ্রাস করে। পরিবেশগত সামঞ্জস্য-অ-বিষাক্ত, অ-কার্সিয়োজেনিক, কম বিশ্ব উষ্ণায়নের সম্ভাবনা, কম ওজোন হ্রাসের সম্ভাবনা, অ-দাহ্য, রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয়। কম খরচে এবং সহজেই পাওয়া যায়। বিদ্যুৎ কেন্দ্র বাণিজ্যিক উৎপাদনে অসংখ্য বাইনারি সাইকেল পাওয়ার স্টেশন রয়েছে। জৈব র্যাঙ্কিন চক্র ওলকারিয়া 3য়, কেনিয়া ম্যামথ লেকস, ক্যালিফোর্নিয়া, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র স্টিমবোট স্প্রিংস (নেভাদা), মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র তে হুকা পাওয়ার স্টেশন, নিউজিল্যান্ড কির্চস্টকচ (মিউনিখ), জার্মানি ট্রনরুট, জার্মানি কালিনা চক্র হুসাভিক পাওয়ার স্টেশন জিওথার্মি আনটারহাচিং আরও দেখুন ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ তরল জৈব র্যাঙ্কিন চক্র