सौर जल तापन: सिस्टम प्रकारों की विविधताओं और विशेषताओं को समझें
सौर तापीय तापन कैसे काम करता है, सिस्टम प्रकारों की विविधताओं और विशेषताओं के बारे में सब कुछ समझें
सूर्यातप के संबंध में ब्राजील एक विशेषाधिकार प्राप्त देश है क्योंकि यह उष्णकटिबंधीय और भूमध्यरेखीय क्षेत्र में स्थित है, जहां प्रति दिन लगभग आठ घंटे प्रत्यक्ष सूर्य का प्रकाश होता है (वार्षिक औसत के आधार पर)। इस कारण से, यह फोटोवोल्टिक सौर प्रणाली के लिए और सौर विकिरण (सौर तापीय ऊर्जा) का उपयोग करके सौर जल तापन के लिए एक उत्कृष्ट बाजार है।
फोटोवोल्टिक सौर ऊर्जा के विपरीत, जिसका कार्य सिद्धांत सौर ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण है, सौर तापीय ऊर्जा एक ऐसी तकनीक है जो सौर ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करने की अनुमति देती है, और इससे आवासीय, भवन और वाणिज्यिक प्रणालियों में जल तापन प्रदान करती है।
सूर्य से विद्युत चुम्बकीय विकिरण का तापीय ऊर्जा में रूपांतरण सौर संग्राहकों (या पैनल) द्वारा किया जाता है।
विभिन्न ऊर्जा रूपांतरण क्षमता वाले विभिन्न प्रकार के संग्राहक हैं। प्रत्येक उद्देश्य के लिए, एक अधिक उपयुक्त प्रकार का संग्राहक होता है, जैसा कि नीचे दी गई छवि में देखा जा सकता है:
छवि: जलीय
इस प्रकार, जैसा कि आप छवि से देख सकते हैं, सौर थर्मल सिस्टम बहुमुखी हैं और विभिन्न कार्यों के लिए गर्म पानी की आपूर्ति के लिए उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि स्विमिंग पूल को गर्म करना, केंद्रीय हीटिंग का समर्थन करना, स्नान करने का पानी और औद्योगिक क्षेत्र। इस प्रकार, यह जल तापन में अधिकतम ऊर्जा बचत में योगदान देता है।
यह काम किस प्रकार करता है?
पैनलों की सतह पर तांबे या एल्यूमीनियम से बने पंख होते हैं, जो आमतौर पर सौर विकिरण के अधिक अवशोषण के लिए गहरे रंग में रंगे जाते हैं। इस प्रकार, ये पंख इस विकिरण को पकड़ लेते हैं और फिर इसे ऊष्मा में बदल देते हैं। तब गर्मी को पैनलों के अंदर तरल द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिसे तब इंसुलेटेड पाइप के माध्यम से पंप करके ले जाया जाता है, जब तक कि यह गर्म पानी की टंकी (थर्मल जलाशय या बॉयलर) तक नहीं पहुंच जाता।
गर्म पानी की टंकी इंसुलेटिंग सामग्री से बनी होती है, जो पानी को ठंडा होने से रोकती है, जिससे गर्म पानी की आपूर्ति धूप की अवधि में भी की जा सकती है, जैसे कि रात में।
छवि: सोलेट्रोल (अनुकूलित)
एक सहायक हीटिंग सिस्टम (जो बिजली या गैस हो सकता है) भी है, जो यह सुनिश्चित करके काम करता है कि सौर विकिरण पूरी तरह से गर्म करने के लिए पर्याप्त न होने पर भी गर्म पानी हो।
अवयव
सामान्य तौर पर, सौर तापीय ऊर्जा प्रणाली निम्नलिखित मदों से बनी होती है:
सौर पेनल
वे एक या अधिक पैनल हो सकते हैं, जिनमें आपतित सौर विकिरण को तापीय ऊर्जा में बदलने का कार्य होता है।
सौर संचायक (थर्मल जलाशय)
जमा करें जो उपयोग के लिए आवश्यक होने तक गर्म पानी को सुरक्षित रखता है। टैंक का आकार निवास की जरूरतों के अनुकूल होना चाहिए।
हाइड्रोलिक सर्किट
पाइपिंग, परिसंचारी पंप और वाल्व।
परिसंचरण समूह
यह हाइड्रोलिक सर्किट का हिस्सा है, और इसका कार्य थर्मल तरल को ट्यूबों के माध्यम से प्रसारित करना है जो सौर पैनल को संचायक टैंक से जोड़ता है।
नियंत्रण केंद्र
नियंत्रण और विनियमन तत्व जो सिस्टम के सही कामकाज को सुनिश्चित करते हैं।
ऊर्जा समर्थन
पूरक हीटिंग सिस्टम जो केवल उस समय सक्रिय होते हैं जब पैनलों पर विकिरण की घटना पानी को पूरी तरह से गर्म करने के लिए पर्याप्त नहीं थी।
कलेक्टरों
जैसा कि छवि में कलेक्टरों की प्रयोज्यता के बारे में देखना संभव था, एक से अधिक प्रकार के कलेक्टर हैं, और इन विविधताओं में इसके उपयोग के उद्देश्य के आधार पर अलग-अलग क्षमताएं हैं। तो आइए खुले फ्लैट कलेक्टरों, बंद फ्लैट कलेक्टरों और ट्यूबलर वैक्यूम कलेक्टरों के बीच मुख्य अंतर देखें:
बंद और खुले फ्लैट कलेक्टर
एक बंद फ्लैट कलेक्टर के मुख्य घटक हैं:
- बाहरी आवरण: आमतौर पर एल्यूमीनियम से बना होता है। इसमें अन्य घटकों का समर्थन करने का कार्य है।
- थर्मल इन्सुलेशन: इसका कार्य पर्यावरण को गर्मी के नुकसान को कम करना है, जो आमतौर पर कांच के ऊन या चट्टान, या पॉलीयूरेथेन फोम से बना होता है।
- बांसुरी: एक दूसरे से जुड़ी ट्यूब जो कलेक्टर के अंदर पानी के प्रवाह की अनुमति देती है, आमतौर पर तांबे से बनी होती है।
- फिन्स: सौर ऊर्जा को पानी में अवशोषित और स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार। वे एल्यूमीनियम या तांबे से बने होते हैं और विकिरण अवशोषण को बढ़ाने के लिए मैट ब्लैक पेंट किए जाते हैं।
- कवरेज: आमतौर पर कांच, पॉली कार्बोनेट या ऐक्रेलिक जो सौर विकिरण के पारित होने की अनुमति देता है, गर्मी के नुकसान को कम करता है।
फ्लैट बंद और खुले कलेक्टर के बीच मुख्य अंतर यह है कि खुले में बाहरी बॉक्स, कवर और थर्मल इन्सुलेशन नहीं होता है, जो उच्च तापमान पर पानी गर्म करने में कम कुशल होता है।
छवि: सौर ऊर्जा क्षेत्र / दासोल
ट्यूबलर वैक्यूम कलेक्टर
ट्यूबलर वैक्यूम कलेक्टरों में उनके मुख्य घटक होते हैं:
- ट्यूब: आमतौर पर दो संकेंद्रित कांच की नलियाँ, जिनमें से पानी बहता है। अंदर और बाहर के बीच एक वैक्यूम परत होती है, जो थर्मल नुकसान को कम करने के लिए जिम्मेदार होती है।
- सिर: नलियों को सिर में डाला जाता है, जिससे पानी गुजरता है। यह स्टील, एल्यूमीनियम या तांबे से बना हो सकता है, और कुछ थर्मल इन्सुलेट सामग्री के साथ लेपित किया जा सकता है।
- संरचना: यह वह है जो सौर ऊर्जा को पकड़ने के लिए ट्यूबों को उचित स्थिति में रखता है, और सिर से जुड़ा रहता है।
छवि: सौर ऊर्जा क्षेत्र
प्रसार
सौर तापीय प्रणालियों के भी दो रूप हैं, जो प्रणाली के भीतर पानी के परिसंचारण के तरीके में भिन्न होते हैं: थर्मोसिफॉन में परिसंचरण के साथ प्रणाली और मजबूर परिसंचरण के साथ प्रणाली।
थर्मोसिफॉन में परिसंचरण
इस प्रकार की प्रणाली मुक्त जल परिसंचरण को बढ़ावा देने के लिए भौतिकी का उपयोग करती है, अर्थात यह थर्मोडायनामिक्स और गुरुत्वाकर्षण बल का उपयोग करती है, जिससे गर्म पानी स्वाभाविक रूप से जलाशय में और ठंडा पानी सौर पैनल में उतर जाता है।
इस प्रकार, थर्मोसाइफन परिसंचरण वाले सिस्टम को इलेक्ट्रिक पंपों के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है, यही वजह है कि वे अधिक किफायती और स्थापित करने में आसान होते हैं। कुछ मामलों के लिए, यह आवश्यक रूप से पैनलों के ऊपर स्थित जलाशय की आवश्यकता के अलावा, मजबूर परिसंचरण से कम कुशल हो सकता है।
मजबूर परिसंचरण
मजबूर परिसंचरण वाले सिस्टम में आमतौर पर पानी की टंकी को पैनलों से अलग किया जाता है, इस प्रकार टैंक को जमीनी स्तर पर स्थित किया जा सकता है और इसे घर के किसी भी डिब्बे में स्थापित किया जा सकता है, जबकि पैनल आमतौर पर छतों पर स्थापित होते हैं। थर्मोसिफॉन परिसंचरण प्रणालियों के विपरीत, मजबूर परिसंचरण प्रणालियों को पानी के पंपों की आवश्यकता होती है जो इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित होते हैं।
इंस्टालेशन
थर्मल सौर ऊर्जा प्रणालियों की स्थापना के लिए, कुछ बिंदुओं पर विचार किया जाना चाहिए:
- स्थापना स्थान सुरक्षित होना चाहिए, अर्थात, घटकों को ऐसे स्थान पर स्थापित किया जाना चाहिए जहां लोगों और जानवरों की आसान पहुंच न हो, आमतौर पर छतों (छत) पर स्थापित किया जा रहा हो;
- पूर्ण और/या आंशिक छायांकन वाले स्थानों में पैनलों को स्थापित करने से बचने की सलाह दी जाती है;
- पैनलों को खपत की जगह के जितना करीब हो सके स्थापित किया जाना चाहिए।
छवि स्रोत: सोलेट्रोल
सौर तापीय ऊर्जा में निवेश पर लौटाने का समय अलग-अलग होता है, आमतौर पर उस सीमा में जो 18 से 36 महीने तक होती है। सौर हीटर का उपयोगी जीवन लगभग 240 महीने होने का अनुमान है, जिससे प्रणाली बहुत फायदेमंद और किफायती हो जाती है।
क्योंकि यह बहुत कम उपयोग करता है या अक्सर पानी को गर्म करने के लिए बिजली के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है, यह प्रणाली पर्यावरण के अनुकूल होने के अलावा किफायती है क्योंकि यह प्लेटों से परे अपशिष्ट उत्पन्न नहीं करती है और पर्यावरण को नुकसान नहीं पहुंचाती है। यह ब्राजील और दुनिया में भी आशाजनक है, क्योंकि यह न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभावों का कारण बनता है और उपभोक्ताओं के कार्बन पदचिह्न को कम करता है, जो बिजली की खपत में कमी से गर्म पानी प्राप्त करने का तरीका चुनकर अपने उत्सर्जन को कम कर देंगे।
द्वारा बनाया गया वीडियो सोलेट्रोल, तापीय सौर ऊर्जा और सौर संग्राहकों के कार्य सिद्धांत को प्रदर्शित करता है।
सौर फोटोवोल्टिक प्रणाली को कैसे स्थापित करें, यह जानने के लिए, हमारे इंस्टॉलेशन गाइड तक पहुंचें - लेकिन यह केवल आपको इस लेख में समझाया गया है कि फोटोवोल्टिक ऊर्जा प्रणाली को कैसे स्थापित किया जाए, न कि थर्मल।
