सूरज की गर्मी। सौर ताप: कितना प्रभावी? सौर ताप की विशेषताएं
एक निजी कॉटेज या अपार्टमेंट में आराम का मुख्य मानदंड गर्मी है। एक ठंडे घर में, यहां तक कि सबसे शानदार सामान भी आरामदायक स्थिति बनाने में मदद नहीं करेगा। लेकिन न केवल गर्मियों में, बल्कि सर्दियों में भी, कमरे में रहने के लिए इष्टतम तापमान बनाए रखने के लिए, आपको एक हीटिंग सिस्टम स्थापित करने की आवश्यकता होगी।
गर्मी स्रोत के रूप में गैस, डीजल या इलेक्ट्रिक बॉयलर खरीदकर आज इसे आसानी से किया जा सकता है। लेकिन समस्या यह है कि ऐसे उपकरणों के लिए ईंधन महंगा है और सभी बस्तियों में उपलब्ध नहीं है। फिर क्या चुनें? सबसे अच्छा समाधानगर्मी के वैकल्पिक स्रोत हैं और विशेष रूप से सौर ताप।
उपकरण और संचालन का सिद्धांत
ऐसी प्रणाली क्या है? सबसे पहले, यह कहा जाना चाहिए कि सौर ताप के लिए दो विकल्प हैं। उनमें ऐसे तत्वों का उपयोग शामिल है जो डिजाइन और उद्देश्य दोनों के मामले में भिन्न हैं:
- एकत्र करनेवाला;
- फोटोवोल्टिक पैनल।
और अगर पहले प्रकार के उपकरण विशुद्ध रूप से इनडोर बनाए रखने के लिए हैं आरामदायक तापमान, तो घरेलू हीटिंग के लिए सौर पैनलों का उपयोग बिजली और गर्मी उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। उनके संचालन का सिद्धांत सौर ऊर्जा के रूपांतरण और बैटरियों में इसके संचय पर आधारित है, ताकि बाद में इसका उपयोग विभिन्न आवश्यकताओं के लिए किया जा सके।
वीडियो देखें, इस कलेक्टर के बारे में सब कुछ:
कलेक्टर का उपयोग आपको उपयोग करते समय एक निजी घर के लिए केवल एक सौर ताप प्रणाली को व्यवस्थित करने की अनुमति देता है थर्मल ऊर्जा. ऐसा उपकरण निम्नानुसार संचालित होता है। सूरज की किरणें पानी को गर्म करती हैं, जो गर्मी का वाहक है और पाइप लाइन से आता है। उसी प्रणाली का उपयोग गर्म पानी की आपूर्ति के रूप में भी किया जा सकता है। रचना में विशेष फोटोकल्स शामिल हैं।
कलेक्टर डिवाइस
लेकिन उनके अलावा, सौर ताप के पैकेज में शामिल हैं:
- विशेष टैंक;
- अवंकमेरी;
- ट्यूबों से बना एक रेडिएटर और एक बॉक्स में संलग्न होता है, जिसमें सामने की दीवार कांच की बनी होती है।
घर की हीटिंग के लिए सोलर पैनल छत पर लगाए गए हैं। इसमें गर्म पानी आगे के कक्ष में चला जाता है जहां इसे गर्म शीतलक से बदल दिया जाता है। यह आपको सिस्टम में निरंतर गतिशील दबाव बनाए रखने की अनुमति देता है।
वैकल्पिक स्रोतों का उपयोग करके हीटिंग के प्रकार
सूर्य की ऊर्जा को ऊष्मा में बदलने का सबसे आसान तरीका है उपयोग सौर पेनल्सघर के हीटिंग के लिए। उनका तेजी से अतिरिक्त ऊर्जा स्रोतों के रूप में उपयोग किया जा रहा है। लेकिन ये उपकरण क्या हैं और क्या ये वास्तव में प्रभावी हैं?
हम वीडियो देखते हैं, प्रकार और उनके काम की विशेषताएं:
छत पर लगे घर के लिए सोलर हीटिंग सिस्टम के कलेक्टर का काम जितना हो सके सौर विकिरण को अवशोषित करना है, फिर उसे परिवर्तित करना है। एक व्यक्ति के लिए आवश्यकऊर्जा। लेकिन यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि इसे तापीय और विद्युत ऊर्जा दोनों में परिवर्तित किया जा सकता है। गर्मी और पानी उत्पन्न करने के लिए प्रयुक्त सौर प्रणालीएस हीटिंग। बैटरियों का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। वे दिन में ऊर्जा जमा करते हैं और रात में इसे छोड़ते हैं। हालाँकि, आज संयुक्त प्रणालियाँ भी हैं। सौर पैनल एक ही समय में गर्मी और बिजली दोनों का उत्पादन करते हैं।
घरेलू हीटिंग के लिए सौर वॉटर हीटर के रूप में, वे एक विस्तृत श्रृंखला द्वारा बाजार में प्रस्तुत किए जाते हैं। इसके अलावा, मॉडल हो सकते हैं विभिन्न उद्देश्य, डिजाइन, संचालन का सिद्धांत, आयाम।
विभिन्न विकल्प
उदाहरण के लिए, द्वारा दिखावटऔर एक निजी घर के हीटिंग सिस्टम के डिजाइन में विभाजित हैं:
- समतल;
- ट्यूबलर वैक्यूम।
उद्देश्य से, उन्हें इसके लिए उपयोग में वर्गीकृत किया जाता है:
- हीटिंग और गर्म पानी की व्यवस्था;
- पूल में पानी गर्म करने के लिए।
संचालन के सिद्धांत में अंतर हैं। कलेक्टरों के साथ सौर तापन के लिए आदर्श विकल्प है गांव का घरक्योंकि उन्हें विद्युत कनेक्शन की आवश्यकता नहीं होती है। मजबूर परिसंचरण वाले मॉडल एक सामान्य हीटिंग सिस्टम से जुड़े होते हैं, जिसमें एक पंप का उपयोग करके शीतलक को परिचालित किया जाता है।
वीडियो देखें, फ्लैट और ट्यूबलर कलेक्टरों की तुलना करें:
सभी संग्राहक सौर ताप के लिए उपयुक्त नहीं हैं बहुत बड़ा घर. इस मानदंड के अनुसार, उन्हें इसमें विभाजित किया गया है:
- मौसमी;
- वर्ष के दौरान।
पहले का उपयोग गर्मियों के कॉटेज को गर्म करने के लिए किया जाता है, दूसरे का उपयोग निजी घरों में किया जाता है।
पारंपरिक हीटिंग सिस्टम के साथ तुलना करें
अगर आप इस उपकरण की तुलना गैस या बिजली से करें तो इसके और भी कई फायदे हैं। पहला ईंधन अर्थव्यवस्था है। गर्मियों में, सौर ताप घर में रहने वाले लोगों को पूरी तरह से प्रदान करने में सक्षम है गर्म पानी. शरद ऋतु और वसंत ऋतु में, जब कुछ स्पष्ट दिन होते हैं, उपकरण का उपयोग मानक बॉयलर पर भार को कम करने के लिए किया जा सकता है। सर्दियों के समय के लिए, आमतौर पर इस समय कलेक्टरों की दक्षता बहुत कम होती है।
वीडियो देखें, सर्दियों में कलेक्टरों की दक्षता:
लेकिन ईंधन बचाने के अलावा सौर ऊर्जा से चलने वाले उपकरणों के इस्तेमाल से गैस और बिजली पर निर्भरता कम होती है। सौर ताप स्थापित करने के लिए, आपको अनुमति प्राप्त करने की आवश्यकता नहीं है और जिसे नलसाजी में बुनियादी ज्ञान है, वह इसे स्थापित कर सकता है।
वीडियो देखें, उपकरण चयन मानदंड:
एक और प्लस कलेक्टर की लंबी अवधि है। उपकरण की गारंटीकृत सेवा जीवन कम से कम 15 वर्ष है, जिसका अर्थ है कि इस अवधि के लिए आपके उपयोगिता बिल न्यूनतम होंगे।
हालांकि, किसी भी उपकरण की तरह, कलेक्टर के कुछ नुकसान हैं:
- एक निजी घर के लिए सोलर वॉटर हीटर की कीमत काफी अधिक है;
- गर्मी के एकमात्र स्रोत के रूप में उपयोग की असंभवता;
- एक भंडारण टैंक की आवश्यकता है।
एक और बारीकियां है। सौर ताप दक्षता क्षेत्र के अनुसार भिन्न होती है। दक्षिणी क्षेत्रों में, जहां सूर्य की गतिविधि अधिक होती है, उपकरण की दक्षता उच्चतम होगी। इसलिए दक्षिण में इस तरह के उपकरणों का उपयोग करना सबसे अधिक लाभदायक है और उत्तर में यह कम प्रभावी होगा।
सौर कलेक्टर चयन और स्थापना
हीटिंग सिस्टम में शामिल उपकरणों की स्थापना के साथ आगे बढ़ने से पहले, इसकी क्षमताओं का अध्ययन करना आवश्यक है। यह पता लगाने के लिए कि घर को गर्म करने के लिए कितनी गर्मी की आवश्यकता है, आपको इसके क्षेत्र की गणना करने की आवश्यकता है। सोलर कलेक्टर लगाने के लिए सही जगह का चुनाव करना जरूरी है। यह पूरे दिन जितना संभव हो उतना उज्ज्वल होना चाहिए। इसलिए, उपकरण आमतौर पर छत के दक्षिणी भाग पर स्थापित होते हैं।
प्रदर्शन अधिष्ठापन कामइसे विशेषज्ञों को सौंपना बेहतर है, क्योंकि सौर ताप प्रणाली की स्थापना में एक छोटी सी गलती से भी प्रणाली की दक्षता में उल्लेखनीय कमी आएगी। केवल जब सही स्थापनासौर कलेक्टर, यह 25 साल तक चलेगा, और पहले 3 वर्षों में खुद के लिए पूरी तरह से भुगतान किया जाएगा।
संग्राहकों के मुख्य प्रकार और उनकी विशेषताएं
यदि किसी कारण से भवन उपकरण स्थापित करने के लिए उपयुक्त नहीं है, तो आप पैनलों को पड़ोसी भवन पर रख सकते हैं, और ड्राइव को तहखाने में रख सकते हैं।
सौर ताप के लाभ
इस प्रणाली को चुनते समय आपको जिन बारीकियों पर ध्यान देना चाहिए, उन पर ऊपर चर्चा की गई थी। और अगर आपने सब कुछ ठीक किया, तो आपका सोलर हीटिंग सिस्टम आपके लिए केवल सुखद क्षण लाएगा। इसके फायदों में यह ध्यान दिया जाना चाहिए:
- तापमान को समायोजित करने की संभावना के साथ, गर्मी के साथ घर के साल भर प्रावधान की संभावना;
- केंद्रीकृत उपयोगिता नेटवर्क से पूर्ण स्वायत्तता और कम वित्तीय लागत;
- विभिन्न आवश्यकताओं के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग;
- उपकरण और दुर्लभ आपात स्थितियों की लंबी सेवा जीवन।
केवल एक चीज जो उपभोक्ताओं को एक निजी घर को गर्म करने के लिए सौर प्रणाली खरीदने से रोकती है, वह है निवास के भूगोल पर उनके काम की निर्भरता। यदि आपके क्षेत्र में स्पष्ट दिन दुर्लभ हैं, तो उपकरण की प्रभावशीलता न्यूनतम होगी।
एनबीएसपी; गणना सौर तापीय संग्राहकों का उपयोग करते हुए ताप आपूर्ति प्रणाली गैर-पारंपरिक और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों पर आधारित विशिष्ट विद्युत संयंत्रों, बिजली संयंत्रों में शिक्षा के सभी रूपों के छात्रों के लिए गणना और ग्राफिक कार्य के कार्यान्वयन के लिए दिशानिर्देश गणना सौर तापीय संग्राहकों का उपयोग करके ताप आपूर्ति प्रणाली: दिशा निर्देशोंगैर-पारंपरिक और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों / एवी सामग्री पर आधारित विशेष बिजली संयंत्रों, बिजली संयंत्रों में शिक्षा के सभी रूपों के छात्रों के लिए निपटान और ग्राफिक कार्य के प्रदर्शन के लिए 1. सैद्धांतिक प्रावधान 1.1। एक फ्लैट सौर कलेक्टर की डिजाइन और मुख्य विशेषताएं 1.2। सिस्टम के मूल तत्व और सर्किट आरेख सूरज की गर्मी 2. डिजाइन के चरण 3. भवन को गर्म करने के लिए गर्मी की गणना 3.1। बुनियादी प्रावधान 3.2. संचरण गर्मी के नुकसान का निर्धारण 3.3। वेंटिलेशन एयर हीटिंग 3.4 के लिए गर्मी की खपत का निर्धारण। गर्म पानी की आपूर्ति के लिए गर्मी की लागत का निर्धारण 4. सौर ताप आपूर्ति प्रणाली की गणना ग्रंथ सूची सैद्धांतिक प्रावधान
एक फ्लैट सौर कलेक्टर की डिजाइन और मुख्य विशेषताएं
फ्लैट प्लेट सोलर कलेक्टर (एससी) सौर ताप और गर्म पानी की व्यवस्था का मुख्य तत्व है। इसके संचालन का सिद्धांत सरल है। कलेक्टर पर अधिकांश सौर विकिरण घटना सतह द्वारा अवशोषित होती है, जो सौर विकिरण के संबंध में "काला" है। अवशोषित ऊर्जा का एक हिस्सा कलेक्टर के माध्यम से परिसंचारी तरल में स्थानांतरित किया जाता है, और बाकी पर्यावरण के साथ गर्मी के आदान-प्रदान के परिणामस्वरूप खो जाता है। द्रव द्वारा दूर की जाने वाली ऊष्मा उपयोगी ऊष्मा होती है जिसे या तो संग्रहित किया जाता है या ताप भार को कवर करने के लिए उपयोग किया जाता है।
संग्राहक के मुख्य तत्व इस प्रकार हैं: एक अवशोषित प्लेट, जो आमतौर पर धातु से बनी होती है, जिसमें सौर विकिरण का अधिकतम अवशोषण सुनिश्चित करने के लिए एक गैर-चिंतनशील काली कोटिंग होती है; पाइप या चैनल जिसके माध्यम से तरल या हवा का संचार होता है और जो अवशोषित प्लेट के साथ थर्मल संपर्क में होते हैं; प्लेट के नीचे और किनारे के किनारों का थर्मल इन्सुलेशन; ऊपर से प्लेट को इन्सुलेट करने के लिए पारदर्शी कोटिंग्स द्वारा अलग किए गए एक या अधिक वायु अंतराल; और अंत में, एक संलग्नक जो स्थायित्व और मौसम प्रतिरोध प्रदान करता है। अंजीर पर। 1 दिखाया गया व्यापक प्रतिनिधित्वपानी और हवा हीटर।
चावल। 1. पानी और वायु शीतलक के साथ सौर संग्राहकों का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व: 1 - थर्मल इन्सुलेशन; 2 - वायु चैनल; 3 - पारदर्शी कोटिंग्स; 4 - अवशोषित प्लेट; 5 - प्लेट से जुड़े पाइप।
स्पष्ट कोटिंग आमतौर पर कांच से बनी होती है। ग्लास में उत्कृष्ट मौसम प्रतिरोध और अच्छा है यांत्रिक विशेषताएं. यह अपेक्षाकृत सस्ता है और, कम लौह ऑक्साइड सामग्री के साथ, उच्च पारदर्शिता हो सकती है। कांच के नुकसान भंगुरता और बड़े द्रव्यमान हैं। कांच के साथ-साथ प्लास्टिक सामग्री का भी उपयोग किया जा सकता है। प्लास्टिक आमतौर पर टूटने की संभावना कम होती है, हल्के होते हैं, और गीली चादर के रूप में सस्ते होते हैं। हालांकि, यह आमतौर पर कांच की तरह मौसम प्रतिरोधी नहीं होता है। एक प्लास्टिक शीट की सतह आसानी से खरोंच हो जाती है, और कई प्लास्टिक समय के साथ खराब हो जाते हैं और पीले हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सौर संप्रेषण और यांत्रिक शक्ति कम हो जाती है। प्लास्टिक पर कांच का एक अन्य लाभ यह है कि कांच अवशोषित प्लेट द्वारा उत्सर्जित सभी लंबी-तरंग दैर्ध्य (थर्मल) विकिरण को अवशोषित या प्रतिबिंबित करता है। गर्मी का नुकसान वातावरणप्लास्टिक कोटिंग के मामले में विकिरण द्वारा अधिक प्रभावी ढंग से कम किया जाता है, जो लंबी-तरंग विकिरण के हिस्से को प्रसारित करता है।
फ्लैट कलेक्टर प्रत्यक्ष और विसरित विकिरण दोनों को अवशोषित करता है। प्रत्यक्ष विकिरण के कारण सूर्य द्वारा प्रकाशित किसी वस्तु द्वारा छाया डाली जाती है। विसरित विकिरण पृथ्वी की सतह पर पहुंचने से पहले बादलों और धूल से परावर्तित और बिखरा हुआ होता है; प्रत्यक्ष विकिरण के विपरीत, यह छाया के निर्माण की ओर नहीं ले जाता है। फ्लैट-प्लेट कलेक्टर आमतौर पर इमारत के लिए तय किया जाता है। इसका अभिविन्यास उस वर्ष के स्थान और समय पर निर्भर करता है जिसके दौरान सौर ऊर्जा संयंत्र संचालित होता है। फ्लैट-प्लेट कलेक्टर गर्म पानी और अंतरिक्ष हीटिंग के लिए आवश्यक निम्न-श्रेणी की गर्मी प्रदान करता है।
एक परवलयिक या फ्रेस्नेल सांद्रता वाले सौर संग्राहकों सहित, सौर संग्राहकों पर ध्यान केंद्रित (एकाग्र) का उपयोग सौर ताप प्रणालियों में किया जा सकता है। अधिकांश फोकस करने वाले संग्राहक केवल प्रत्यक्ष सौर विकिरण का उपयोग करते हैं। एक फ्लैट कलेक्टर की तुलना में फोकसिंग कलेक्टर का लाभ यह है कि इसमें एक छोटा सतह क्षेत्र होता है जिससे पर्यावरण को गर्मी खो जाती है, और इसलिए, फ्लैट कलेक्टरों की तुलना में इसमें काम करने वाले तरल पदार्थ को उच्च तापमान पर गर्म किया जा सकता है। हालांकि, हीटिंग और गर्म पानी की जरूरतों के लिए, एक उच्च तापमान लगभग (या बिल्कुल नहीं) महत्वपूर्ण है। अधिकांश सांद्रण प्रणालियों के लिए, संग्राहक को सूर्य की स्थिति का पालन करना चाहिए। सिस्टम जो सूर्य को प्रदर्शित नहीं करते हैं उन्हें आमतौर पर वर्ष में कई बार समायोजन की आवश्यकता होती है।
जलाशय की तात्कालिक विशेषताओं (अर्थात विशेषताओं में) के बीच अंतर किया जाना चाहिए इस पलसमय, उस समय मौसम संबंधी और परिचालन स्थितियों के आधार पर), और इसके दीर्घकालिक प्रदर्शन पर निर्भर करता है। व्यवहार में, सौर ताप प्रणाली का संग्राहक पूरे वर्ष कई प्रकार की परिस्थितियों में काम करता है। कुछ मामलों में, ऑपरेटिंग मोड को उच्च तापमान और कम कलेक्टर दक्षता की विशेषता होती है, अन्य मामलों में, इसके विपरीत, कम तापमान और उच्च दक्षता द्वारा।
परिवर्तनशील परिस्थितियों में कलेक्टर के काम पर विचार करने के लिए, मौसम संबंधी और शासन कारकों पर इसकी तात्कालिक विशेषताओं की निर्भरता निर्धारित करना आवश्यक है। कलेक्टर की विशेषताओं का वर्णन करने के लिए, दो मापदंडों की आवश्यकता होती है, जिनमें से एक अवशोषित ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करता है, और दूसरा पर्यावरण के लिए गर्मी के नुकसान को निर्धारित करता है। इन मापदंडों को उन परीक्षणों द्वारा सर्वोत्तम रूप से निर्धारित किया जाता है जो उपयुक्त परिस्थितियों में कलेक्टर की तात्कालिक दक्षता को मापते हैं।
एक निश्चित समय में कलेक्टर से निकाली गई उपयोगी ऊर्जा कलेक्टर प्लेट द्वारा अवशोषित सौर ऊर्जा की मात्रा और पर्यावरण को नष्ट होने वाली ऊर्जा की मात्रा के बीच का अंतर है। समीकरण, जो लगभग सभी मौजूदा फ्लैट-प्लेट कलेक्टर डिजाइनों की गणना पर लागू होता है, है:
प्रति यूनिट समय, डब्ल्यू में कलेक्टर से उपयोगी ऊर्जा को कहाँ हटाया जाता है; - कलेक्टर क्षेत्र, मी 2 ; - कलेक्टर से गर्मी हटाने का गुणांक; - कलेक्टर डब्ल्यू / एम 2 के विमान में कुल सौर विकिरण का प्रवाह घनत्व; - सौर विकिरण के संबंध में पारदर्शी कोटिंग्स का संप्रेषण; - सौर विकिरण के संबंध में कलेक्टर प्लेट की अवशोषण क्षमता; - कलेक्टर की कुल गर्मी हानि गुणांक, डब्ल्यू / (एम 2 डिग्री सेल्सियस); - कलेक्टर इनलेट पर द्रव का तापमान, ° С; - परिवेश का तापमान, ° С।
किसी भी समय कलेक्टर पर सौर विकिरण की घटना में तीन भाग होते हैं: प्रत्यक्ष विकिरण, फैलाना विकिरण और विकिरण जमीन या आसपास की वस्तुओं से परावर्तित होता है, जिसकी मात्रा कलेक्टर के क्षितिज के कोण और इन वस्तुओं की प्रकृति पर निर्भर करती है। जब एक कलेक्टर का परीक्षण किया जा रहा है, विकिरण प्रवाह घनत्व मैंकलेक्टर के समान कोण पर स्थापित एक पाइरनोमीटर का उपयोग करके मापा जाता है, क्षितिज के झुकाव का कोण। गणना में प्रयुक्त एफ- विधि के लिए कलेक्टर सतह पर औसत मासिक सौर विकिरण के आगमन की जानकारी की आवश्यकता होती है। अक्सर, संदर्भ पुस्तकों में क्षैतिज सतह पर औसत मासिक विकिरण आगमन का डेटा होता है।
किसी समय कलेक्टर प्लेट द्वारा अवशोषित सौर विकिरण का फ्लक्स घनत्व आपतित विकिरण के फ्लक्स घनत्व के गुणनफल के बराबर होता है मैं, पारदर्शी कोटिंग्स की प्रणाली की संचरण क्षमता टीऔर कलेक्टर प्लेट की अवशोषण क्षमता ए. दोनों अंतिम मात्राएँ सामग्री और सौर विकिरण के आपतन कोण पर निर्भर करती हैं (अर्थात सतह से अभिलंब के बीच का कोण और सूर्य की किरणों की दिशा)। सौर विकिरण के प्रत्यक्ष, विसरित और परावर्तित घटक विभिन्न कोणों से संग्राहक सतह में प्रवेश करते हैं। इसलिए, ऑप्टिकल विशेषताओं टीऔर एप्रत्येक घटक के योगदान को ध्यान में रखते हुए गणना की जानी चाहिए।
कलेक्टर गर्मी खो देता है विभिन्न तरीके. प्लेट से पारदर्शी कोटिंग और ऊपरी कोटिंग से बाहरी हवा में गर्मी का नुकसान विकिरण और संवहन द्वारा होता है, लेकिन पहले और दूसरे मामलों में इन नुकसानों का अनुपात समान नहीं होता है। कलेक्टर के नीचे और बगल की दीवारों के माध्यम से गर्मी का नुकसान तापीय चालकता के कारण होता है। कलेक्टरों को इस तरह से डिजाइन किया जाना चाहिए कि सभी गर्मी के नुकसान कम से कम हों।
कुल हानि गुणांक का गुणनफल यू लीऔर समीकरण में तापमान अंतर (1) अवशोषित प्लेट से गर्मी का नुकसान है, बशर्ते इसका तापमान हर जगह इनलेट पर तरल के तापमान के बराबर हो। जब तरल को गर्म किया जाता है, तो कलेक्टर प्लेट में इनलेट में तरल के तापमान से अधिक तापमान होता है। इस आवश्यक शर्तप्लेट से द्रव में ऊष्मा का स्थानांतरण। इसलिए, कलेक्टर से वास्तविक गर्मी का नुकसान अधिक मूल्यकाम करता है। गर्मी हटाने के गुणांक का उपयोग करके नुकसान के अंतर को ध्यान में रखा जाता है एफ आर.
कुल हानि कारक यू लीपारदर्शी इन्सुलेशन, कलेक्टर के नीचे और साइड की दीवारों के माध्यम से नुकसान गुणांक के योग के बराबर। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए संग्राहक के लिए, अंतिम दो कारकों का योग आमतौर पर लगभग 0.5 - 0.75 W/(m 2 °C) होता है। पारदर्शी इन्सुलेशन के माध्यम से नुकसान कारक अवशोषित प्लेट के तापमान, पारदर्शी कोटिंग्स की संख्या और सामग्री, स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग में प्लेट के कालेपन की डिग्री, परिवेश के तापमान और हवा की गति पर निर्भर करता है।
सौर ऊर्जा प्रणालियों की गणना के लिए समीकरण (1) सुविधाजनक है, क्योंकि कलेक्टर की उपयोगी ऊर्जा इनलेट पर द्रव के तापमान से निर्धारित होती है। हालांकि, पर्यावरण के लिए गर्मी का नुकसान अवशोषक प्लेट के औसत तापमान पर निर्भर करता है, जो कि कलेक्टर से गुजरते समय तरल गर्म होने पर इनलेट तापमान से हमेशा अधिक होता है। गर्मी लंपटता गुणांक एफ आरवास्तविक उपयोगी ऊर्जा के अनुपात के बराबर होता है जब कलेक्टर में तरल का तापमान उपयोगी ऊर्जा के प्रवाह की दिशा में बढ़ता है जब संपूर्ण अवशोषित प्लेट का तापमान इनलेट पर तरल के तापमान के बराबर होता है।
गुणक एफ आरकलेक्टर के माध्यम से तरल प्रवाह और अवशोषित प्लेट के डिजाइन (मोटाई, भौतिक गुण, पाइप के बीच की दूरी, आदि) पर निर्भर करता है और सौर विकिरण की तीव्रता और अवशोषित प्लेट और पर्यावरण के तापमान से लगभग स्वतंत्र है।
सौर ताप प्रणालियों के मूल तत्व और योजनाबद्ध आरेख
सौर ताप प्रणाली (या सौर संयंत्र) को निष्क्रिय और सक्रिय में विभाजित किया जा सकता है। सबसे सरल और सस्ता निष्क्रिय सिस्टम, या "सौर घर" हैं, जो सौर ऊर्जा को इकट्ठा करने और वितरित करने के लिए भवन के स्थापत्य और निर्माण तत्वों का उपयोग करते हैं और अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती है। सबसे अधिक बार, ऐसी प्रणालियों में दक्षिण की ओर एक काली इमारत की दीवार शामिल होती है, जिससे कुछ दूरी पर एक पारदर्शी कोटिंग स्थित होती है। दीवार के ऊपरी और निचले हिस्सों में दीवार के बीच की जगह और इमारत की आंतरिक मात्रा के साथ पारदर्शी कोटिंग को जोड़ने वाले खुले होते हैं। सौर विकिरण दीवार को गर्म करता है: दीवार को धोने वाली हवा इससे गर्म होती है और ऊपरी उद्घाटन से इमारत के परिसर में प्रवेश करती है। वायु परिसंचरण या तो प्राकृतिक संवहन द्वारा या पंखे द्वारा प्रदान किया जाता है। निष्क्रिय प्रणालियों के कुछ लाभों के बावजूद, सक्रिय प्रणालियों का उपयोग मुख्य रूप से सौर विकिरण के संग्रह, भंडारण और वितरण के लिए विशेष रूप से स्थापित उपकरणों के साथ किया जाता है, क्योंकि ये सिस्टम भवन की वास्तुकला में सुधार करते हैं, सौर ऊर्जा के उपयोग की दक्षता में वृद्धि करते हैं, और अधिक नियंत्रण भी प्रदान करते हैं। गर्मी लोड और आवेदन क्षेत्र का विस्तार। प्रत्येक मामले में एक सक्रिय सौर ताप आपूर्ति प्रणाली के तत्वों की पसंद, संरचना और लेआउट जलवायु कारकों, वस्तु के प्रकार, गर्मी की खपत के तरीके से निर्धारित होते हैं, आर्थिक संकेतक. इन प्रणालियों का एक विशिष्ट तत्व सौर संग्राहक है; लागू तत्व, जैसे कि हीट एक्सचेंजर्स, बैटरी, अनावश्यक ताप स्रोत, प्लंबिंग जुड़नार, उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। सौर संग्राहक सौर विकिरण को संग्राहक में परिसंचारी ऊष्मीय शीतलक को हस्तांतरित ऊष्मा में परिवर्तित करता है।
|
ऊपर वर्णित मुख्य तत्वों के अलावा, सोलर हीटिंग सिस्टम में पंप, पाइपलाइन, इंस्ट्रूमेंटेशन के तत्व और ऑटोमेशन सिस्टम आदि शामिल हो सकते हैं। विभिन्न संयोजनइन तत्वों में से उनकी विशेषताओं और लागतों के संदर्भ में सौर ताप प्रणालियों की एक विस्तृत विविधता की ओर जाता है। सौर प्रतिष्ठानों के उपयोग के आधार पर आवासीय, प्रशासनिक भवनों, औद्योगिक और कृषि सुविधाओं की हीटिंग, कूलिंग और गर्म पानी की आपूर्ति की समस्याओं को हल किया जा सकता है।
सौर संयंत्रों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया गया है:
1) नियुक्ति के द्वारा:
गर्म पानी की आपूर्ति प्रणाली;
तापन प्रणाली;
गर्मी और ठंड की आपूर्ति के प्रयोजनों के लिए संयुक्त प्रतिष्ठान;
2) प्रयुक्त शीतलक के प्रकार के अनुसार:
तरल;
वायु;
3) काम की अवधि के अनुसार:
वर्ष के दौरान;
मौसमी;
4) योजना के तकनीकी समाधान के अनुसार:
सिंगल-सर्किट;
डबल सर्किट;
मल्टी-लूप।
सौर ताप प्रणालियों में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले ऊष्मा अंतरण तरल पदार्थ हैं तरल पदार्थ (पानी, एथिलीन ग्लाइकॉल घोल, कार्बनिक पदार्थ) और हवा। उनमें से प्रत्येक के कुछ फायदे और नुकसान हैं। हवा जमती नहीं है, लीक और उपकरण जंग से जुड़ी बड़ी समस्याएं पैदा नहीं करती है। हालांकि, हवा की कम घनत्व और गर्मी क्षमता, वायु प्रतिष्ठानों के आकार के कारण, शीतलक को पंप करने के लिए बिजली की खपत तरल प्रणालियों की तुलना में अधिक है। इसलिए, अधिकांश ऑपरेटिंग सौर ताप प्रणालियों में, तरल पदार्थों को प्राथमिकता दी जाती है। आवास और सांप्रदायिक जरूरतों के लिए, मुख्य शीतलक पानी है।
जब सौर संग्राहक एक नकारात्मक बाहरी तापमान के साथ अवधि के दौरान काम करते हैं, तो या तो शीतलक के रूप में एंटीफ्ीज़ का उपयोग करना आवश्यक है, या शीतलक को किसी तरह से जमने से बचाने के लिए (उदाहरण के लिए, समय पर पानी निकालना, इसे गर्म करना, सौर कलेक्टर को इन्सुलेट करना) .
छोटे दूरस्थ उपभोक्ताओं को आपूर्ति करने वाले कम क्षमता वाले सौर तापन सिस्टम अक्सर शीतलक के प्राकृतिक संचलन के सिद्धांत पर काम करते हैं। पानी की टंकी सोलर कलेक्टर के ऊपर स्थित है। इस पानी की आपूर्ति की जाती है निचला हिस्साएससी, एक निश्चित कोण पर स्थित है, जहां यह गर्म होना शुरू होता है, इसके घनत्व को बदलता है और गुरुत्वाकर्षण द्वारा कलेक्टर चैनलों को ऊपर उठाता है। फिर यह टैंक के ऊपरी हिस्से में प्रवेश करती है, और कलेक्टर में इसकी जगह पर कब्जा कर लिया जाता है ठंडा पानीइसके तल से। प्राकृतिक परिसंचरण की विधा स्थापित है। अधिक शक्तिशाली और उत्पादक प्रणालियों में, सौर कलेक्टर सर्किट में पानी का संचलन एक पंप द्वारा प्रदान किया जाता है।
योजनाबद्ध आरेखअंजीर में प्रस्तुत सौर ताप प्रणाली। 2, 3 को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है: एक खुले या प्रत्यक्ष-प्रवाह सर्किट (छवि 2) के अनुसार चलने वाले इंस्टॉलेशन; एक बंद सर्किट में काम करने वाले इंस्टॉलेशन (चित्र 3)। पहले समूह की स्थापना में, शीतलक को सौर कलेक्टरों (छवि 2 ए, बी) या सौर सर्किट (छवि 2 सी) के ताप विनिमायक को आपूर्ति की जाती है, जहां इसे गर्म किया जाता है और या तो सीधे आपूर्ति की जाती है उपभोक्ता या भंडारण टैंक के लिए। यदि सौर संयंत्र के बाद ताप वाहक का तापमान निर्धारित स्तर से नीचे है, तो ऊष्मा वाहक को एक बैकअप ताप स्रोत में गर्म किया जाता है। माना योजनाओं का उपयोग मुख्य रूप से औद्योगिक सुविधाओं में, लंबी अवधि के ताप भंडारण वाले सिस्टम में किया जाता है। कलेक्टर के आउटलेट पर शीतलक के निरंतर तापमान स्तर को सुनिश्चित करने के लिए, दिन के दौरान सौर विकिरण की तीव्रता में परिवर्तन के नियम के अनुसार शीतलक के प्रवाह को बदलना आवश्यक है, जिसके लिए उपयोग की आवश्यकता होती है स्वचालित उपकरणऔर व्यवस्था को जटिल करता है। दूसरे समूह की योजनाओं में, सौर कलेक्टरों से गर्मी हस्तांतरण या तो एक भंडारण टैंक के माध्यम से किया जाता है, या गर्मी वाहक (छवि 3 ए) के सीधे मिश्रण द्वारा, या एक हीट एक्सचेंजर के माध्यम से किया जाता है, जो टैंक के अंदर दोनों स्थित हो सकता है। (चित्र। 1.4 बी) और इसके बाहर (चित्र। 3 सी)। गर्म शीतलक उपभोक्ता में टैंक के माध्यम से प्रवेश करता है और, यदि आवश्यक हो, तो बैकअप ताप स्रोत में गरम किया जाता है। अंजीर में दिखाई गई योजनाओं के अनुसार चलने वाले प्रतिष्ठान। 3, सिंगल-सर्किट (चित्र 3 ए), डबल-सर्किट (चित्र 3 बी) या मल्टी-सर्किट (चित्र। 3 सी, डी) हो सकता है।
चावल। 2. एक बार-थ्रू सिस्टम के योजनाबद्ध आरेख: 1-सौर कलेक्टर; 2- बैटरी; 3-हीट एक्सचेंजर
चावल। 3. सौर ताप प्रणालियों के योजनाबद्ध आरेख
योजना के एक या दूसरे संस्करण का उपयोग भार की प्रकृति, उपभोक्ता के प्रकार, जलवायु, आर्थिक कारकों और अन्य स्थितियों पर निर्भर करता है। अंजीर में माना जाता है। 3 योजनाएं वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं, क्योंकि वे अपेक्षाकृत सरल हैं, संचालन में विश्वसनीय हैं।
कार्य करने के चरण
निपटान और ग्राफिक कार्य में निम्नलिखित मुख्य चरण होते हैं:
1) ड्राइंग "बिल्डिंग प्लान" का कार्यान्वयन।
2) सौर कलेक्टरों का उपयोग करके हीटिंग सिस्टम की थर्मल योजना का चयन
3) ड्राइंग का निष्पादन "सौर तापीय संग्राहकों का उपयोग करके हीटिंग और गर्म पानी की योजना"
4) हीटिंग लोड (हीटिंग और गर्म पानी) की गणना।
5) सौर ताप प्रणाली की गणना और सौर ऊर्जा द्वारा प्रदान किए गए ताप भार का हिस्सा एफ- तरीका।
6) एक व्याख्यात्मक नोट बनाना।
अपने हाथों से एक निजी घर के लिए सौर ताप का निर्माण करना ऐसा नहीं है मुश्किल कार्यजैसा कि यह बेख़बर आम आदमी को लगता है। इसके लिए वेल्डर के कौशल और किसी भी हार्डवेयर स्टोर पर उपलब्ध सामग्री की आवश्यकता होगी।
अपने हाथों से एक निजी घर के लिए सौर ताप बनाने की प्रासंगिकता
निजी निर्माण शुरू करने वाले हर मालिक का सपना होता है कि उसे पूर्ण स्वायत्तता मिले। लेकिन क्या सौर ऊर्जा वास्तव में एक आवासीय भवन को गर्म करने में सक्षम है, खासकर अगर इसके संचय के लिए उपकरण गैरेज में इकट्ठा किया गया हो?
क्षेत्र के आधार पर, बादल वाले दिन में सौर प्रवाह 50 W/sq.m से एक स्पष्ट गर्मी के आकाश में 1400 W/sq.m तक दे सकता है। ऐसे संकेतकों के साथ, यहां तक कि कम दक्षता (45-50%) और 15 वर्गमीटर के क्षेत्र के साथ एक आदिम कलेक्टर भी। प्रति वर्ष लगभग 7000-10000 kWh का उत्पादन कर सकता है। और इसने ठोस ईंधन बॉयलर के लिए 3 टन जलाऊ लकड़ी बचाई!
- के लिए औसतन वर्ग मीटरउपकरण 900 वाट के लिए जिम्मेदार हैं;
- पानी का तापमान बढ़ाने के लिए 1.16 डब्ल्यू खर्च करना आवश्यक है;
- कलेक्टर के गर्मी के नुकसान को भी ध्यान में रखते हुए, 1 वर्ग मीटर प्रति घंटे लगभग 10 लीटर पानी 70 डिग्री के तापमान पर गर्म करने में सक्षम होगा;
- 50 लीटर प्रदान करने के लिए गर्म पानी, एक व्यक्ति के लिए आवश्यक, आपको 3.48 kW खर्च करने की आवश्यकता होगी;
- क्षेत्र में सौर विकिरण (W / sq.m) की शक्ति पर जल-मौसम विज्ञान केंद्र के डेटा की जाँच करने के बाद, परिणामी सौर विकिरण शक्ति द्वारा 3480 W को विभाजित करना आवश्यक है - यह आवश्यक क्षेत्र होगा \u200b\u200bसौर कलेक्टर 50 लीटर पानी गर्म करने के लिए।
जैसा कि यह स्पष्ट, प्रभावी हो जाता है उष्मन तंत्रइसे विशेष रूप से सौर ऊर्जा के उपयोग के साथ लागू करना काफी समस्याग्रस्त है। आखिरकार, उदास सर्दियों के मौसम में बहुत कम सौर विकिरण होता है, और एक कलेक्टर को 120 वर्गमीटर के क्षेत्र में रखने के लिए। हमेशा काम नहीं करता।
तो क्या सोलर कलेक्टर काम नहीं कर रहे हैं? उन्हें समय से पहले छूट न दें। तो, इस तरह की ड्राइव की मदद से, आप गर्मियों में बिना बॉयलर के कर सकते हैं - परिवार को गर्म पानी उपलब्ध कराने के लिए पर्याप्त शक्ति होगी। सर्दियों में, सौर कलेक्टर से इलेक्ट्रिक बॉयलर में पहले से ही गर्म पानी की आपूर्ति करके ऊर्जा लागत को कम करना संभव होगा।
इसके अलावा, सौर कलेक्टर कम तापमान वाले हीटिंग (गर्म फर्श) वाले घर में ताप पंप के लिए एक उत्कृष्ट सहायक होगा।
तो, सर्दियों में, गर्म शीतलक का उपयोग किया जाएगा गर्म फर्श, और गर्मियों में, अतिरिक्त गर्मी को भू-तापीय सर्किट में भेजा जा सकता है। इससे हीट पंप की शक्ति कम हो जाएगी।
आखिरकार, भूतापीय गर्मी का नवीनीकरण नहीं होता है, इसलिए समय के साथ, मिट्टी की मोटाई में एक बढ़ती हुई "ठंडी थैली" बनती है। उदाहरण के लिए, एक पारंपरिक भूतापीय सर्किट में, हीटिंग सीज़न की शुरुआत में, तापमान +5 डिग्री और अंत में -2C होता है। गर्म होने पर, प्रारंभिक तापमान +15 C तक बढ़ जाता है, और हीटिंग सीजन के अंत तक +2C से नीचे नहीं जाता है।
घर का बना सौर कलेक्टर उपकरण
एक आत्मविश्वासी मास्टर के लिए, थर्मल कलेक्टर को इकट्ठा करना मुश्किल नहीं है। आप देश में गर्म पानी उपलब्ध कराने के लिए एक छोटे से उपकरण से शुरू कर सकते हैं, और एक सफल प्रयोग के मामले में, एक पूर्ण सौर स्टेशन बनाने के लिए आगे बढ़ें।
धातु के पाइपों से बना फ्लैट सोलर कलेक्टर
प्रदर्शन करने के लिए सबसे सरल कलेक्टर एक फ्लैट है। उसके उपकरण के लिए आपको आवश्यकता होगी:
- वेल्डिंग मशीन;
- स्टेनलेस स्टील या तांबे से बने पाइप;
- इस्पात की शीट;
- टेम्पर्ड ग्लास या पॉली कार्बोनेट;
- फ्रेम के लिए लकड़ी के बोर्ड;
- गैर-दहनशील इन्सुलेशन जो 200 डिग्री तक गर्म धातु का सामना कर सकता है;
- मैट ब्लैक पेंट उच्च तापमान के लिए प्रतिरोधी।
सौर कलेक्टर की विधानसभा काफी सरल है:
- पाइपों को स्टील शीट से वेल्ड किया जाता है - यह सौर ऊर्जा के अवशोषक के रूप में कार्य करता है, इसलिए पाइपों को यथासंभव कसकर फिट होना चाहिए। सब कुछ मैट ब्लैक पेंट किया गया है।
- शीट पर पाइप के साथ एक फ्रेम रखा जाता है ताकि पाइप के साथ हो के भीतर. पाइप के प्रवेश और निकास के लिए छेद ड्रिल किए जाते हैं। हीटर स्थापित है। यदि एक हीड्रोस्कोपिक सामग्री का उपयोग किया जाता है, तो आपको वॉटरप्रूफिंग का ध्यान रखना होगा - आखिरकार, गीला इन्सुलेशन अब पाइप को ठंडा होने से नहीं बचाएगा।
- इन्सुलेशन तय है ओएसबी शीट, सभी जोड़ सीलेंट से भरे हुए हैं।
- adsorber की तरफ एक छोटा एयर गैप वाला पारदर्शी ग्लास या पॉली कार्बोनेट रखा गया है। यह स्टील शीट को ठंडा होने से रोकने का काम करता है।
- आप कांच को लकड़ी की खिड़की के शीशे के मोतियों की मदद से ठीक कर सकते हैं, पहले सीलेंट बिछाकर। यह ठंडी हवा को प्रवेश करने से रोकेगा और गर्म और ठंडा होने पर कांच को फ्रेम को संपीड़ित करने से बचाएगा।
कलेक्टर के पूर्ण कामकाज के लिए, आपको एक भंडारण टैंक की आवश्यकता होगी। से बनाया जा सकता है प्लास्टिक बैरल, बाहर से अछूता, जिसमें एक सौर कलेक्टर से जुड़ा एक हीट एक्सचेंजर एक सर्पिल में रखा गया है। गर्म पानी का इनलेट सबसे ऊपर और ठंडा आउटलेट सबसे नीचे होना चाहिए।
टैंक को सही ढंग से रखना और कई गुना करना महत्वपूर्ण है। पानी के प्राकृतिक संचलन को सुनिश्चित करने के लिए, टैंक कलेक्टर के ऊपर होना चाहिए, और पाइपों में एक निरंतर ढलान होना चाहिए।
तात्कालिक सामग्री से सोलर हीटर
अगर साथ वेल्डिंग मशीनदोस्ती कम नहीं हो सकती थी, जो हाथ में है उससे आप साधारण सोलर हीटर बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, टिन के डिब्बे से। ऐसा करने के लिए, तल में छेद किए जाते हैं, बैंकों को एक सीलेंट के साथ एक दूसरे से बांधा जाता है, और वे पीवीसी पाइप के साथ जंक्शनों पर बैठते हैं। उन्हें काले रंग से रंगा जाता है और सामान्य पाइप की तरह ही कांच के नीचे एक फ्रेम में फिट किया जाता है।
सौर घर मुखौटा
साधारण साइडिंग के बजाय घर को किसी उपयोगी चीज से क्यों नहीं सजाते? उदाहरण के लिए, पूरी दीवार के दक्षिण की ओर सोलर हीटर बनाकर।
ऐसा समाधान एक साथ दो दिशाओं में हीटिंग लागत का अनुकूलन करेगा - ऊर्जा लागत को कम करेगा और गर्मी के नुकसान को काफी कम करेगा अतिरिक्त इन्सुलेशनमुखौटा।
डिवाइस को अपमानित करना आसान है और इसके लिए विशेष उपकरणों की आवश्यकता नहीं है:
- इन्सुलेशन पर एक चित्रित गैल्वेनाइज्ड शीट रखी जाती है;
- एक स्टेनलेस नालीदार पाइप, जिसे काले रंग से भी रंगा गया है, शीर्ष पर रखा गया है;
- सब कुछ पॉली कार्बोनेट शीट से ढका हुआ है और एल्यूमीनियम कोनों के साथ तय किया गया है।
यदि यह विधि जटिल लगती है, तो वीडियो एक टिन विकल्प दिखाता है, पॉलीप्रोपाइलीन पाइपऔर फिल्में। कितना आसान!
खपत पारिस्थितिकी मनोर: अधिकांश वर्ष हमें अपने घरों को गर्म करने पर पैसा खर्च करना पड़ता है। ऐसे में कोई भी मदद अतिश्योक्तिपूर्ण नहीं होगी। इन उद्देश्यों के लिए सूर्य की ऊर्जा सबसे उपयुक्त है: यह बिल्कुल पर्यावरण के अनुकूल और मुफ्त है।
साल के अधिकांश समय हमें अपने घरों को गर्म करने पर पैसा खर्च करना पड़ता है। ऐसे में कोई भी मदद अतिश्योक्तिपूर्ण नहीं होगी। इन उद्देश्यों के लिए सूर्य की ऊर्जा सबसे उपयुक्त है: यह बिल्कुल पर्यावरण के अनुकूल और मुफ्त है। आधुनिक तकनीकन केवल दक्षिणी क्षेत्रों में, बल्कि परिस्थितियों में भी एक निजी घर के सौर ताप की अनुमति दें बीच की पंक्ति.
आधुनिक तकनीक क्या पेश करती है
पृथ्वी की सतह का औसतन 1 m2 प्रति घंटे 161 वाट सौर ऊर्जा प्राप्त करता है। बेशक, भूमध्य रेखा पर यह आंकड़ा आर्कटिक की तुलना में कई गुना अधिक होगा। इसके अलावा, सौर विकिरण का घनत्व वर्ष के समय पर निर्भर करता है। मॉस्को क्षेत्र में, दिसंबर-जनवरी में सौर विकिरण की तीव्रता मई-जुलाई से पांच गुना से अधिक भिन्न होती है। लेकिन आधुनिक प्रणालीइतने कुशल कि वे पृथ्वी पर लगभग कहीं भी काम कर सकते हैं।
अधिकतम दक्षता के साथ सौर विकिरण की ऊर्जा का उपयोग करने की समस्या को दो तरीकों से हल किया जाता है: थर्मल कलेक्टरों में प्रत्यक्ष ताप और सौर फोटोवोल्टिक बैटरी।
सौर पैनल पहले सूर्य की किरणों की ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करते हैं, फिर इसे इसके माध्यम से संचारित करते हैं विशेष प्रणालीउपभोक्ता, जैसे इलेक्ट्रिक बॉयलर।
सूर्य के प्रकाश की क्रिया के तहत गर्म होने वाले थर्मल कलेक्टर हीटिंग सिस्टम और गर्म पानी की आपूर्ति के शीतलक को गर्म करते हैं।
थर्मल कलेक्टर कई प्रकारों में आते हैं, जिनमें खुले और बंद सिस्टम, फ्लैट और गोलाकार संरचनाएं, गोलार्ध संकेंद्रक संग्राहक और कई अन्य विकल्प शामिल हैं।
सौर संग्राहकों से प्राप्त तापीय ऊर्जा का उपयोग हीटिंग सिस्टम के गर्म पानी या गर्मी वाहक को गर्म करने के लिए किया जाता है।
सौर ऊर्जा के संग्रह, भंडारण और उपयोग के लिए समाधानों के विकास में स्पष्ट प्रगति के बावजूद, फायदे और नुकसान हैं।
हमारे अक्षांशों में सौर ताप की दक्षता कम है, जिसे अपर्याप्त मात्रा द्वारा समझाया गया है धूप के दिननियमित प्रणाली संचालन के लिए
सौर ऊर्जा का उपयोग करने के पक्ष और विपक्ष
सौर ऊर्जा का उपयोग करने का सबसे स्पष्ट लाभ इसकी उपलब्धता है। वास्तव में, सबसे उदास और बादल वाले मौसम में भी, सौर ऊर्जा को एकत्र और उपयोग किया जा सकता है।
दूसरा प्लस शून्य उत्सर्जन है। वास्तव में, यह ऊर्जा का सबसे पर्यावरण के अनुकूल और प्राकृतिक रूप है। सौर पैनल और संग्राहक शोर उत्पन्न नहीं करते हैं। ज्यादातर मामलों में, वे उपनगरीय क्षेत्र के उपयोग योग्य क्षेत्र पर कब्जा किए बिना, इमारतों की छतों पर स्थापित होते हैं।
सौर ऊर्जा के उपयोग से जुड़े नुकसान रोशनी की अनिश्चितता हैं। रात में, इकट्ठा करने के लिए कुछ भी नहीं है, स्थिति इस तथ्य से बढ़ जाती है कि हीटिंग सीजन का चरम वर्ष के सबसे कम दिन के उजाले पर पड़ता है।
सौर संग्राहकों के उपयोग के आधार पर हीटिंग का एक महत्वपूर्ण दोष तापीय ऊर्जा को संचित करने में असमर्थता है। आरेख में केवल विस्तार टैंक शामिल है
पैनलों की ऑप्टिकल सफाई की निगरानी करना आवश्यक है, मामूली संदूषण दक्षता को काफी कम कर देता है।
इसके अलावा, यह नहीं कहा जा सकता है कि सौर ऊर्जा से चलने वाली प्रणाली का संचालन पूरी तरह से मुफ्त है, उपकरणों के मूल्यह्रास, एक संचलन पंप के संचालन और इलेक्ट्रॉनिक्स को नियंत्रित करने के लिए निश्चित लागतें हैं।
ओपन सोलर कलेक्टर
एक खुला सौर संग्राहक ट्यूबों की एक प्रणाली है जो बाहरी प्रभावों से सुरक्षित नहीं है, जिसके माध्यम से सीधे सूर्य द्वारा गर्म किया गया शीतलक प्रसारित होता है। जल, गैस, वायु, एंटीफ्ीज़र का उपयोग ऊष्मा वाहक के रूप में किया जाता है। ट्यूब या तो एक वाहक प्लेट पर एक सर्पीन के रूप में लगाए जाते हैं या समानांतर पंक्तियों में आउटलेट से जुड़े होते हैं।
ओपन-टाइप सोलर कलेक्टर एक निजी घर के हीटिंग का सामना करने में सक्षम नहीं हैं। इन्सुलेशन की कमी के कारण, शीतलक जल्दी ठंडा हो जाता है। इनका उपयोग में किया जाता है गर्मी का समयमुख्य रूप से शावर या पूल में पानी गर्म करने के लिए
खुले कलेक्टरों में आमतौर पर कोई इन्सुलेशन नहीं होता है। डिजाइन बहुत सरल है, इसलिए इसकी कम लागत है और इसे अक्सर स्वतंत्र रूप से बनाया जाता है।
इन्सुलेशन की कमी के कारण, वे व्यावहारिक रूप से सूर्य से प्राप्त ऊर्जा को नहीं बचाते हैं, उन्हें कम दक्षता की विशेषता है। वे मुख्य रूप से गर्मियों में पूल या गर्मियों की बौछारों में पानी गर्म करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। वे धूप और गर्म क्षेत्रों में स्थापित होते हैं, परिवेशी वायु तापमान और गर्म पानी में छोटे अंतर के साथ। केवल धूप, शांत मौसम में ही अच्छा काम करता है।
पॉलिमर पाइप के कॉइल से बने हीट सिंक के साथ सबसे सरल सोलर कलेक्टर देश में सिंचाई और घरेलू जरूरतों के लिए गर्म पानी की आपूर्ति सुनिश्चित करेगा।
ट्यूबलर सौर संग्राहक
ट्यूबलर सोलर कलेक्टरों को अलग-अलग ट्यूबों से इकट्ठा किया जाता है जिसके माध्यम से पानी, गैस या भाप चलती है। यह ओपन टाइप सोलर सिस्टम में से एक है। हालांकि, शीतलक पहले से ही बाहरी नकारात्मकता से काफी हद तक सुरक्षित है। विशेष रूप से वैक्यूम प्रतिष्ठानों में, थर्मोज के सिद्धांत के अनुसार व्यवस्थित।
प्रत्येक ट्यूब एक दूसरे के समानांतर, अलग से सिस्टम से जुड़ी होती है। यदि एक ट्यूब विफल हो जाती है, तो इसे एक नए के साथ बदलना आसान होता है। पूरे ढांचे को सीधे इमारत की छत पर इकट्ठा किया जा सकता है, जो स्थापना की सुविधा प्रदान करता है।
ट्यूबलर कलेक्टर में एक मॉड्यूलर संरचना होती है। मुख्य तत्व एक वैक्यूम ट्यूब है, ट्यूबों की संख्या 18 से 30 तक भिन्न होती है, जो आपको सिस्टम की शक्ति का सटीक चयन करने की अनुमति देती है।
ट्यूबलर सौर कलेक्टरों का एक महत्वपूर्ण प्लस मुख्य तत्वों के बेलनाकार आकार में निहित है, जिसकी बदौलत दिन भर सौर विकिरण को ल्यूमिनेरी की गति पर नज़र रखने के लिए महंगी प्रणालियों के उपयोग के बिना कब्जा कर लिया जाता है।
एक विशेष बहु-परत कोटिंग सूर्य की किरणों के लिए एक प्रकार का ऑप्टिकल ट्रैप बनाती है। आरेख आंशिक रूप से वैक्यूम फ्लास्क की बाहरी दीवार को दर्शाता है जो आंतरिक फ्लास्क की दीवारों पर किरणों को दर्शाता है
ट्यूबों के डिजाइन के अनुसार, पेन और समाक्षीय सौर संग्राहक प्रतिष्ठित हैं।
समाक्षीय ट्यूब एक दीयूर पोत या एक परिचित थर्मस है। वे दो फ्लास्क से बने होते हैं जिनके बीच हवा को पंप किया जाता है। आंतरिक बल्ब की आंतरिक सतह अत्यधिक चयनात्मक कोटिंग के साथ लेपित होती है जो सौर ऊर्जा को प्रभावी ढंग से अवशोषित करती है।
आंतरिक चयनात्मक परत से ऊष्मीय ऊर्जा को हीट पाइप या एल्यूमीनियम प्लेटों से बने आंतरिक हीट एक्सचेंजर में स्थानांतरित किया जाता है। इस स्तर पर, अवांछित गर्मी का नुकसान होता है।
पंख ट्यूब एक ग्लास सिलेंडर है जिसमें पंख अवशोषक अंदर डाला जाता है।
अच्छे थर्मल इन्सुलेशन के लिए, ट्यूब से हवा को बाहर निकाला जाता है। अवशोषक से गर्मी हस्तांतरण बिना नुकसान के होता है, इसलिए पंख ट्यूबों की दक्षता अधिक होती है।
गर्मी हस्तांतरण की विधि के अनुसार, दो प्रणालियां हैं: प्रत्यक्ष प्रवाह और गर्मी पाइप (गर्मी पाइप) के साथ।
थर्मोट्यूब एक वाष्पशील तरल के साथ एक सीलबंद कंटेनर है।
थर्मोट्यूब के अंदर एक वाष्पशील तरल होता है जो फ्लास्क की भीतरी दीवार या पंख अवशोषक से गर्मी को अवशोषित करता है। तापमान की क्रिया के तहत, तरल उबलता है और वाष्प के रूप में ऊपर उठता है। हीटिंग या गर्म पानी के शीतलक को गर्मी देने के बाद, भाप एक तरल में संघनित होती है और नीचे बहती है।
कम दबाव पर पानी अक्सर वाष्पशील तरल के रूप में प्रयोग किया जाता है।
एक प्रत्यक्ष-प्रवाह प्रणाली एक यू-आकार की ट्यूब का उपयोग करती है जिसके माध्यम से पानी या एक हीटिंग सिस्टम शीतलक प्रसारित होता है।
यू-आकार की ट्यूब का आधा हिस्सा ठंडे शीतलक के लिए बनाया गया है, दूसरा गर्म वाला लेता है। गर्म होने पर, शीतलक फैलता है और भंडारण टैंक में प्रवेश करता है, प्राकृतिक परिसंचरण प्रदान करता है। थर्मोट्यूब सिस्टम की तरह, झुकाव का न्यूनतम कोण कम से कम 20⁰ होना चाहिए।
डायरेक्ट-फ्लो सिस्टम अधिक कुशल होते हैं क्योंकि वे शीतलक को तुरंत गर्म करते हैं।
यदि सौर संग्राहक प्रणालियों का उपयोग करने की योजना है साल भर, फिर उनमें विशेष एंटीफ्ीज़ पंप किए जाते हैं।
ट्यूबलर कलेक्टरों के पेशेवरों और विपक्ष
ट्यूबलर सोलर कलेक्टरों के उपयोग के कई फायदे और नुकसान हैं। एक ट्यूबलर सौर कलेक्टर के डिजाइन में वही तत्व होते हैं, जिन्हें बदलना अपेक्षाकृत आसान होता है।
लाभ:
- कम गर्मी का नुकसान;
- -30⁰С तक के तापमान पर काम करने की क्षमता;
- दिन के उजाले घंटे में प्रभावी प्रदर्शन;
- समशीतोष्ण और ठंडी जलवायु वाले क्षेत्रों में अच्छा प्रदर्शन;
- कम हवा, उनके माध्यम से वायु द्रव्यमान को पारित करने के लिए ट्यूबलर सिस्टम की क्षमता द्वारा उचित;
- उत्पादन क्षमता उच्च तापमानशीतलक
संरचनात्मक रूप से, ट्यूबलर संरचना में एक सीमित एपर्चर सतह होती है। इसके निम्नलिखित नुकसान हैं:
- बर्फ, बर्फ, ठंढ से स्वयं सफाई करने में सक्षम नहीं;
- उच्च कीमत।
शुरू में उच्च लागत के बावजूद, ट्यूबलर कलेक्टर अपने लिए तेजी से भुगतान करते हैं। उनके पास एक लंबी सेवा जीवन है।
फ्लैट बंद सौर कलेक्टर
फ्लैट कलेक्टर में एक एल्यूमीनियम फ्रेम, एक विशेष अवशोषित परत - एक अवशोषक, एक पारदर्शी कोटिंग, एक पाइपलाइन और एक हीटर होता है।
एक अवशोषक के रूप में, काली शीट तांबे का उपयोग किया जाता है, जो सौर प्रणाली बनाने के लिए आदर्श तापीय चालकता की विशेषता है। जब सौर ऊर्जा को अवशोषक द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो इसके द्वारा प्राप्त सौर ऊर्जा को अवशोषक से सटे ट्यूबों की एक प्रणाली के माध्यम से परिसंचारी एक ताप वाहक में स्थानांतरित किया जाता है।
बाहर से, बंद पैनल एक पारदर्शी कोटिंग द्वारा सुरक्षित है। यह 0.4-1.8 माइक्रोन की बैंडविड्थ के साथ एंटी-शॉक टेम्पर्ड ग्लास से बना है। यह रेंज अधिकतम सौर विकिरण के लिए जिम्मेदार है। एंटी-शॉक ग्लास ओलों से एक अच्छा बचाव है। पीछे की तरफ, पूरा पैनल सुरक्षित रूप से अछूता है।
फ्लैट प्लेट सौर कलेक्टरों को अधिकतम प्रदर्शन और सरल डिजाइन की विशेषता है। अवशोषक के उपयोग के कारण उनकी दक्षता बढ़ जाती है। वे फैलाना और प्रत्यक्ष सौर विकिरण को पकड़ने में सक्षम हैं।
बंद फ्लैट पैनल के फायदों की सूची में शामिल हैं:
- डिजाइन की सादगी;
- गर्म जलवायु क्षेत्रों में अच्छा प्रदर्शन;
- झुकाव के कोण को बदलने के लिए उपकरण होने पर किसी भी कोण पर स्थापित करने की क्षमता;
- बर्फ और ठंढ से स्वयं को साफ करने की क्षमता;
- कम कीमत।
फ्लैट प्लेट सौर संग्राहक विशेष रूप से लाभप्रद होते हैं यदि उनके उपयोग की योजना डिजाइन चरण में बनाई जाती है। गुणवत्ता वाले उत्पादों का सेवा जीवन 50 वर्ष है।
नुकसान में शामिल हैं:
- उच्च गर्मी का नुकसान;
- बड़ा वजन;
- उच्च घुमावदार जब पैनल क्षितिज के कोण पर स्थित होते हैं;
- 40 डिग्री सेल्सियस से अधिक के तापमान की बूंदों पर प्रदर्शन में सीमाएं।
बंद संग्राहकों के आवेदन का दायरा खुले प्रकार के सौर प्रतिष्ठानों की तुलना में बहुत व्यापक है। गर्मियों में, वे गर्म पानी की आवश्यकता को पूरी तरह से पूरा करने में सक्षम होते हैं। ठंडे दिनों में जो सार्वजनिक उपयोगिताओं द्वारा हीटिंग अवधि के दौरान शामिल नहीं होते हैं, वे गैस और इलेक्ट्रिक हीटर के बजाय काम कर सकते हैं।
सौर संग्राहकों की विशेषताओं की तुलना
सौर संग्राहक का सबसे महत्वपूर्ण संकेतक दक्षता है। विभिन्न डिजाइनों के सौर संग्राहकों का उपयोगी प्रदर्शन तापमान के अंतर पर निर्भर करता है। इसी समय, फ्लैट-प्लेट कलेक्टर ट्यूबलर वाले की तुलना में बहुत सस्ते होते हैं।
दक्षता मूल्य सौर कलेक्टर के निर्माण की गुणवत्ता पर निर्भर करते हैं। ग्राफ का उद्देश्य तापमान अंतर के आधार पर विभिन्न प्रणालियों का उपयोग करने की दक्षता दिखाना है।
सौर कलेक्टर चुनते समय, आपको डिवाइस की दक्षता और शक्ति दिखाने वाले कई मापदंडों पर ध्यान देना चाहिए।
सौर संग्राहकों के लिए कई महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं:
- सोखना गुणांक - कुल में अवशोषित ऊर्जा का अनुपात दिखाता है;
- उत्सर्जन कारक - अवशोषित ऊर्जा को हस्तांतरित ऊर्जा के अनुपात को दर्शाता है;
- कुल और एपर्चर क्षेत्र;
- क्षमता।
एपर्चर क्षेत्र सौर कलेक्टर का कार्य क्षेत्र है। एक फ्लैट कलेक्टर में अधिकतम एपर्चर क्षेत्र होता है। एपर्चर क्षेत्र अवशोषक के क्षेत्र के बराबर है।
हीटिंग सिस्टम से जुड़ने के तरीके
चूंकि सौर ऊर्जा से चलने वाले उपकरण ऊर्जा की एक स्थिर और चौबीसों घंटे आपूर्ति प्रदान नहीं कर सकते हैं, इसलिए एक ऐसी प्रणाली की आवश्यकता है जो इन कमियों के लिए प्रतिरोधी हो।
मध्य रूस के लिए, सौर उपकरण ऊर्जा की स्थिर आपूर्ति की गारंटी नहीं दे सकते हैं, इसलिए उन्हें एक अतिरिक्त प्रणाली के रूप में उपयोग किया जाता है। सौर कलेक्टर और सौर बैटरी के लिए मौजूदा हीटिंग और गर्म पानी की व्यवस्था में एकीकरण अलग है।
हीट कलेक्टर कनेक्शन आरेख
हीट कलेक्टर का उपयोग करने के उद्देश्य के आधार पर, विभिन्न कनेक्शन सिस्टम का उपयोग किया जाता है। कई विकल्प हो सकते हैं:
- गर्म पानी की आपूर्ति के लिए ग्रीष्मकालीन विकल्प
- शीतकालीन विकल्पहीटिंग और गर्म पानी की आपूर्ति के लिए
ग्रीष्मकालीन संस्करण सबसे सरल है और पानी के प्राकृतिक परिसंचरण का उपयोग करके परिसंचरण पंप के बिना भी कर सकता है।
सोलर कलेक्टर में पानी गर्म किया जाता है और थर्मल विस्तार के कारण स्टोरेज टैंक या बॉयलर में प्रवेश करता है। इस मामले में, प्राकृतिक संचलन होता है: ठंडे पानी को टैंक से गर्म पानी के स्थान पर चूसा जाता है।
सर्दियों में, नकारात्मक तापमान पर, प्रत्यक्ष जल तापन संभव नहीं है। एक विशेष एंटीफ्ीज़र एक बंद सर्किट के माध्यम से घूमता है, जिससे कलेक्टर से टैंक में हीट एक्सचेंजर तक गर्मी का हस्तांतरण सुनिश्चित होता है।
प्राकृतिक परिसंचरण पर आधारित किसी भी प्रणाली की तरह, यह बहुत कुशलता से काम नहीं करती है, जिसके लिए आवश्यक ढलानों के अनुपालन की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, भंडारण टैंक सौर कलेक्टर से लंबा होना चाहिए।
पानी को यथासंभव लंबे समय तक गर्म रखने के लिए, टैंक को सावधानीपूर्वक अछूता होना चाहिए।
यदि आप वास्तव में इसका अधिकतम लाभ उठाना चाहते हैं प्रभावी कार्यसौर कलेक्टर, कनेक्शन आरेख और अधिक जटिल हो जाएगा।
एक गैर-ठंड शीतलक सौर कलेक्टर प्रणाली के माध्यम से प्रसारित होता है। जबरन परिसंचरण एक नियंत्रक द्वारा नियंत्रित पंप द्वारा प्रदान किया जाता है।
नियंत्रक कम से कम दो . की रीडिंग के आधार पर परिसंचरण पंप के संचालन को नियंत्रित करता है तापमान सेंसर. पहला सेंसर स्टोरेज टैंक में तापमान को मापता है, दूसरा - सोलर कलेक्टर के हॉट कूलेंट सप्लाई पाइप पर। जैसे ही टैंक में तापमान शीतलक के तापमान से अधिक हो जाता है, कलेक्टर में नियंत्रक बंद हो जाता है परिसंचरण पंप, सिस्टम के माध्यम से शीतलक के संचलन को रोकना।
बदले में, जब भंडारण टैंक में तापमान निर्धारित मूल्य से नीचे चला जाता है, तो हीटिंग बॉयलर चालू हो जाता है।
सौर बैटरी कनेक्शन आरेख
सौर बैटरी को पावर ग्रिड से जोड़ने के लिए एक समान योजना लागू करना आकर्षक होगा, जैसा कि सौर कलेक्टर के मामले में लागू किया जाता है, जो दिन के दौरान प्राप्त ऊर्जा को जमा करता है। दुर्भाग्य से, एक निजी घर की बिजली आपूर्ति प्रणाली के लिए, पर्याप्त क्षमता का बैटरी पैक बनाना बहुत महंगा है। इसलिए, कनेक्शन आरेख इस प्रकार है।
जब सौर बैटरी से विद्युत प्रवाह की शक्ति कम हो जाती है, तो एटीएस इकाई ( स्वचालित स्विच ऑनरिजर्व) उपभोक्ताओं को आम बिजली ग्रिड से कनेक्शन प्रदान करता है
सौर पैनलों से, चार्ज चार्ज कंट्रोलर के पास जाता है, जो कई कार्य करता है: यह बैटरी की निरंतर रिचार्जिंग प्रदान करता है और वोल्टेज को स्थिर करता है। आगे बिजलीइन्वर्टर में प्रवेश करता है, जहां डायरेक्ट करंट 12V या 24V को अल्टरनेटिंग सिंगल-फेज करंट 220V में बदल दिया जाता है।
काश, हमारे पावर ग्रिड ऊर्जा प्राप्त करने के लिए अनुकूलित नहीं होते हैं, वे केवल एक दिशा में स्रोत से उपभोक्ता तक काम कर सकते हैं। इस कारण आप उत्पादित बिजली को नहीं बेच पाएंगे या कम से कम मीटर को विपरीत दिशा में घुमा नहीं पाएंगे।
सौर पैनलों का उपयोग इस मायने में फायदेमंद है कि वे ऊर्जा का अधिक बहुमुखी रूप प्रदान करते हैं, लेकिन उनकी तुलना सौर संग्राहकों के साथ दक्षता में नहीं की जा सकती है। हालांकि, सौर फोटोवोल्टिक बैटरी के विपरीत, बाद वाले में ऊर्जा को स्टोर करने की क्षमता नहीं होती है।
आवश्यक संग्राहक शक्ति की गणना कैसे करें
गणना करते समय आवश्यक शक्तिसौर संग्राहक अक्सर गलती से वर्ष के सबसे ठंडे महीनों के दौरान आने वाली सौर ऊर्जा के आधार पर गणना करते हैं।
तथ्य यह है कि वर्ष के शेष महीनों में पूरी प्रणाली लगातार गर्म हो जाएगी। गर्मी में सौर कलेक्टर के आउटलेट पर शीतलक का तापमान 200 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है जब भाप या गैस से गरम किया जाता है, 120 डिग्री सेल्सियस एंटीफ्ीज़, 150 डिग्री सेल्सियस पानी। यदि शीतलक उबलता है, तो यह आंशिक रूप से वाष्पित हो जाएगा। नतीजतन, इसे बदलना होगा।
- गर्म पानी की आपूर्ति का प्रावधान 70% से अधिक नहीं;
- हीटिंग सिस्टम का प्रावधान 30% से अधिक नहीं।
शेष आवश्यक गर्मी मानक हीटिंग उपकरण द्वारा उत्पन्न की जानी चाहिए। फिर भी, ऐसे संकेतकों के साथ, हीटिंग और गर्म पानी की आपूर्ति पर प्रति वर्ष औसतन लगभग 40% की बचत होती है।
एकल ट्यूब वैक्यूम सिस्टम द्वारा उत्पन्न शक्ति भौगोलिक स्थिति के अनुसार भिन्न होती है। प्रति वर्ष 1 m2 भूमि पर गिरने वाली सौर ऊर्जा के सूचक को सूर्यातप कहा जाता है। ट्यूब की लंबाई और व्यास जानने के बाद, आप एपर्चर की गणना कर सकते हैं - प्रभावी अवशोषण क्षेत्र। प्रति वर्ष एक ट्यूब की शक्ति की गणना करने के लिए अवशोषण और उत्सर्जन गुणांक लागू करना बाकी है।
गणना उदाहरण:
मानक ट्यूब की लंबाई 1800 मिमी है, प्रभावी लंबाई 1600 मिमी है। व्यास 58 मिमी। एपर्चर ट्यूब द्वारा निर्मित छायांकित क्षेत्र है। इस प्रकार, छाया आयत का क्षेत्रफल होगा:
एस = 1.6 * 0.058 = 0.0928m2
मध्यम ट्यूब की दक्षता 80% है, मास्को के लिए सौर विद्रोह लगभग 1170 kWh/m2 प्रति वर्ष है। इस प्रकार, प्रति वर्ष एक ट्यूब काम करेगी:
डब्ल्यू \u003d 0.0928 * 1170 * 0.8 \u003d 86.86 किलोवाट * एच
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह एक बहुत ही अनुमानित गणना है। उत्पन्न ऊर्जा की मात्रा स्थापना अभिविन्यास, कोण, औसत वार्षिक तापमान आदि पर निर्भर करती है। प्रकाशित
सक्रिय ताप आपूर्ति प्रणालियों का मुख्य तत्व एक सौर कलेक्टर (एससी) अवशोषक है जिसके माध्यम से शीतलक प्रसारित होता है; संरचना को पीछे से थर्मल रूप से इन्सुलेट किया जाता है और सामने से चमकता हुआ होता है।
उच्च तापमान ताप आपूर्ति प्रणालियों (100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) में, उच्च तापमान वाले सौर संग्राहकों का उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, उनमें से सबसे कुशल संकेंद्रित सौर संग्राहक लूजा है, जो केंद्र में एक काली ट्यूब के साथ एक परवलयिक गर्त है, जिस पर सौर विकिरण केंद्रित है। ऐसे संग्राहक उन मामलों में बहुत प्रभावी होते हैं जहाँ बनाना आवश्यक होता है तापमान की स्थितिबिजली उद्योग में उद्योग या भाप उत्पादन के लिए 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर। उनका उपयोग कैलिफ़ोर्निया के कुछ सौर तापीय संयंत्रों में किया जाता है; उत्तरी यूरोप के लिए, वे पर्याप्त प्रभावी नहीं हैं, क्योंकि वे बिखरे हुए सौर विकिरण का उपयोग नहीं कर सकते हैं।
विश्व अनुभव. ऑस्ट्रेलिया में, 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे तरल पदार्थ डालने से कुल ऊर्जा खपत का लगभग 20% खपत होता है। यह स्थापित किया गया है कि प्रति व्यक्ति गर्म पानी के साथ 80% ग्रामीण आवासीय भवनों को प्रदान करने के लिए, सौर कलेक्टर सतह के 2 ... 3 एम 2 और 100 ... 150 लीटर की क्षमता वाली पानी की टंकी की आवश्यकता होती है। 25 एम 2 के क्षेत्र और 1000 ... 1500 लीटर के पानी के बॉयलर के साथ प्रतिष्ठान बहुत मांग में हैं, 12 लोगों को गर्म पानी प्रदान करते हैं।
यूके में, ग्रामीण निवासी सौर विकिरण का उपयोग करके अपनी गर्मी ऊर्जा की जरूरतों को 40-50% तक पूरा करते हैं।
जर्मनी में, डसेलडोर्फ के पास एक शोध केंद्र में, एक सक्रिय सौर जल तापन स्थापना (कलेक्टर क्षेत्र 65 एम 2) का परीक्षण किया गया था, जो प्रति वर्ष आवश्यक गर्मी का औसतन 60% प्राप्त करना संभव बनाता है, और गर्मियों में 80 ... 90 %. जर्मनी में, 4 लोगों का परिवार पूरी तरह से गर्मी प्रदान कर सकता है यदि 6 ... 9 एम 2 के क्षेत्र के साथ ऊर्जा छत हो।
सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सौर तापीय ऊर्जा का उपयोग ग्रीनहाउस को गर्म करने और उनमें एक कृत्रिम जलवायु बनाने के लिए किया जाता है; स्विट्जरलैंड में इस दिशा में सौर ऊर्जा का उपयोग करने के कई तरीकों का परीक्षण किया गया है।
प्रौद्योगिकी, बागवानी और कृषि संस्थान में जर्मनी (हनोवर) में, ग्रीनहाउस के बगल में या इसकी संरचना में निर्मित सौर कलेक्टरों के उपयोग की संभावना, साथ ही साथ ग्रीनहाउस स्वयं एक सौर कलेक्टर के रूप में, एक रंगा हुआ तरल का उपयोग करके जांच की जा रही है। ग्रीनहाउस की दोहरी कोटिंग और सौर विकिरण को गर्म करने से गुजरना अनुसंधान परिणामों से पता चला है कि जर्मन जलवायु में, पूरे वर्ष केवल सौर ऊर्जा का उपयोग करके हीटिंग गर्मी की मांग को पूरी तरह से पूरा नहीं करता है। जर्मनी में आधुनिक सौर संग्राहक गर्मियों में गर्म पानी में कृषि की जरूरतों को 90%, सर्दियों में 29 ... 30% और संक्रमण अवधि में - 55 ... 60% तक पूरा कर सकते हैं।
सक्रिय सौर तापन प्रणालीइज़राइल, स्पेन, ताइवान, मैक्सिको और कनाडा के द्वीप में सबसे आम है। अकेले ऑस्ट्रेलिया में, 400,000 से अधिक घरों में सोलर वॉटर हीटर हैं। इज़राइल में, सभी एकल-परिवार के 70% से अधिक घर (लगभग 900,000) सौर कलेक्टरों के साथ सौर वॉटर हीटर से सुसज्जित हैं कुल क्षेत्रफल के साथ 2.5 मिलियन एम 2, जो लगभग 0.5 मिलियन पैर की अंगुली की वार्षिक ईंधन बचत का अवसर प्रदान करता है।
फ्लैट एससी का संरचनात्मक सुधार दो दिशाओं में होता है:
- नई गैर-धातु संरचनात्मक सामग्री की खोज;
- सबसे महत्वपूर्ण अवशोषक-पारभासी तत्व संयोजन की ऑप्टो-थर्मल विशेषताओं में सुधार।
