हम अपने हाथों से एक सौर कलेक्टर बनाते हैं (23 तस्वीरें)
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सूर्य पृथ्वी पर ऊर्जा का सबसे शक्तिशाली स्रोत है। हर सेकेंड यह हमें 80 हजार अरब किलोवाट से ज्यादा भेजता है। यह दुनिया के सभी बिजली संयंत्रों के उत्पादन से कई हजार गुना अधिक है। लोगों ने हमेशा अपनी जरूरतों के लिए सौर ऊर्जा को लागू करने का तरीका खोजने की कोशिश की है। पहले से ही प्रारंभिक मध्य युग में, वे जानते थे कि लेंस की मदद से आग कैसे बनाई जाती है, और आजकल, एक छत पर लगे कंटेनर ने पानी को काले रंग से गर्म किया है और गांवों और गर्मियों के कॉटेज में गर्मी की बौछार के रूप में कार्य करता है। वैसे, यह सबसे सरल सौर संग्राहक है - एक सरल और मूल उपकरण जो पानी को गर्म करने या गर्म करने के लिए सौर ऊर्जा के उपयोग की अनुमति देता है। यदि डिजाइन में थोड़ा सुधार किया जाता है, तो सभी घरेलू जरूरतों के लिए और घर को गर्म करने के लिए पर्याप्त गर्म पानी होगा। ऐसा करने के लिए, आपको सौर कलेक्टर के सिद्धांत को समझने की जरूरत है।
सोलर कलेक्टर कैसे काम करता है?
इन उपकरणों के संचालन का सिद्धांत दीप्तिमान सौर ऊर्जा के ऊष्मा में परिवर्तन पर आधारित है:
- सूरज की किरणें पतली ट्यूबों के माध्यम से संग्राहक में परिसंचारी शीतलक को गर्म करती हैं;
- गर्म शीतलक (पानी या एंटीफ्ीज़) भंडारण टैंक में प्रवेश करता है;
- टैंक में वह घरेलू जरूरतों के लिए पानी गर्म करता है;
- कूल्ड कूलेंट कलेक्टर के पास वापस आ जाता है।
सौर कलेक्टर के संचालन के सिद्धांत की तुलना ऑटोमोबाइल कूलिंग सिस्टम से की जा सकती है - एक चल रहे इंजन से रेडिएटर के माध्यम से अतिरिक्त गर्मी को हटा दिया जाता है और यात्री डिब्बे को गर्म करने पर खर्च किया जाता है। लेकिन, अगर कार के लिए सबसे पहले इंजन से गर्मी को दूर करना महत्वपूर्ण है, तो सौर कलेक्टर स्थापित करते समय, इसे प्रभावी ढंग से सहेजना आवश्यक है।
सौर कलेक्टरों का उपयोग करने के फायदे और नुकसान
विश्व वैज्ञानिक इस बात से सहमत हैं कि सूर्य से प्राप्त ऊर्जा का अनुपात केवल बढ़ेगा और निम्नलिखित तथ्यों का हवाला दिया जाता है:
- सूर्य ऊर्जा का एक अटूट और मुक्त स्रोत है;
- सौर ऊर्जा के उपयोग से पर्यावरण प्रदूषण नहीं होता है और ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि में योगदान नहीं होता है;
- सौर ऊर्जा का उपयोग हर जगह किया जा सकता है, इसे परिवहन की आवश्यकता नहीं है;
- आधुनिक वैज्ञानिक विकास आपको प्राप्त ऊर्जा को कुशलतापूर्वक संचित करने की अनुमति देता है;
- सौर संग्राहकों को न्यूनतम रखरखाव की आवश्यकता होती है;
- कलेक्टर डिवाइस अपेक्षाकृत सरल और सस्ती है।
उसी समय, वैज्ञानिक सौर ऊर्जा के उपयोग में आने वाली कठिनाइयों पर ध्यान देते हैं:
- संग्राहक दक्षता सीधे सूर्यातप के स्तर पर निर्भर करती है;
- उपकरणों की स्थापना के लिए कुछ प्रारंभिक लागतों की आवश्यकता होगी;
- सर्दियों में, गर्मी का नुकसान काफी बढ़ जाता है।
एक और महत्वपूर्ण कमी केवल दिन के उजाले के दौरान ऊर्जा प्राप्त करने की क्षमता है।
सौर संग्राहकों के प्रकार
ऊपर, हमने दोहरे सर्किट कलेक्टर के संचालन के सिद्धांत का संक्षेप में वर्णन किया है: शीतलक एक सर्किट के साथ बहता है, और पानी दूसरे के साथ बहता है। यह डिवाइस सिंगल-सर्किट हो सकता है। इसमें केवल पानी, जो बाद में खपत होता है, गर्मी वाहक के रूप में कार्य करता है। सिंगल-सर्किट कलेक्टर सर्दियों में उपयोग के लिए अनुपयुक्त है, क्योंकि पानी जम जाएगा और ट्यूबों को तोड़ देगा।
संग्राहकों को एकल और दोहरे परिपथों में विभाजित करने के अलावा, आम तौर पर स्वीकृत अन्य वर्गीकरण भी हैं। तो, सौर कलेक्टरों को काम के सिद्धांत के अनुसार विभाजित किया गया है:
- समतल;
- खालीपन;
- वायु;
- केन्द्र
उनकी संरचना और कार्रवाई के सिद्धांत पर अधिक विस्तार से विचार करें।
फ्लैट सौर कलेक्टर
यह सरल उपकरण निम्न परतों के साथ एक सैंडविच जैसा दिखता है:
- फास्टनरों के साथ एल्यूमीनियम फ्रेम;
- थर्मल इन्सुलेशन;
- शोषक सतह-शोषक;
- तांबे की ट्यूब;
- सुरक्षात्मक गिलास।
अवशोषक प्लेट को काले रंग से रंगा गया है और सौर विकिरण का अधिकतम अवशोषण प्रदान करता है, और पूरी संरचना को कवर करने वाला एक विशेष टेम्पर्ड ग्लास ऊर्जा हानि को कम करता है, ग्रीनहाउस प्रभाव पैदा करता है और शोषक परत को गर्म करता है।
फ्लैट सौर संग्राहक डिजाइन में सरल, विश्वसनीय होते हैं, लेकिन कम दक्षता वाले होते हैं।
वैक्यूम सौर कलेक्टर
वैक्यूम ट्यूब-आधारित सौर संग्राहकों का एक अलग संचालन सिद्धांत होता है।
फ्लैट-प्रकार के कलेक्टरों के विपरीत, वैक्यूम कलेक्टरों में गर्मी भली भांति बंद करके सील ट्यूब और हीट कलेक्टर द्वारा जमा की जाती है। एक विशेष कोटिंग के साथ ट्यूबों की कांच की सतह सौर ऊर्जा को प्रभावी ढंग से अवशोषित करती है, जो शीतलक को ट्यूबों के अंदर गर्म करती है। वैक्यूम एक इन्सुलेटर के रूप में काम करके गर्मी के नुकसान को रोकता है। गर्मी कलेक्टर के माध्यम से, परिसंचारी तरल पानी को गर्म करने के लिए भंडारण टैंक में प्रवेश करता है और फिर वैक्यूम ट्यूब सिस्टम में वापस आ जाता है।
वैक्यूम तत्व फ्लैट समकक्षों की तुलना में इस प्रकार के संग्राहकों में उच्च दक्षता प्रदान करना संभव बनाते हैं।
वायु सौर कलेक्टर
इस प्रकार के संग्राहकों में उच्च दक्षता नहीं होती है, क्योंकि हवा में कम ताप क्षमता होती है। लेकिन इन्हें पूरे साल इस्तेमाल किया जा सकता है, क्योंकि सर्दियों में हवा जम नहीं पाती है।
एयर मैनिफोल्ड का डिजाइन सरल और अत्यधिक विश्वसनीय है। वायु-प्रकार के संग्राहकों का उपयोग आवासीय भवनों के साथ-साथ औद्योगिक परिसरों, सब्जियों की दुकानों, गोदामों, गैरेजों और तहखानों को गर्म करने के लिए किया जा सकता है।
डिवाइस और एयर कलेक्टर के संचालन का सिद्धांत फ्लैट एनालॉग्स से बहुत कम भिन्न होता है: तांबे के ट्यूबों की एक प्रणाली जिसमें शीतलक घूमता है, गर्मी प्राप्त करने वाले पैनल को पंखों से बदल देता है।
पैनल डिवाइस सेलुलर पॉली कार्बोनेट के समान है। पैनल के किनारों के बीच हवा गुजरती है और इस प्रक्रिया में गर्म होती है।कमरे में गर्म हवा की आपूर्ति की जाती है, अपनी गर्मी छोड़ती है और कलेक्टर को वापस कर देती है। पैनल उच्च तापीय चालकता वाली सामग्री से बने होते हैं - तांबा, एल्यूमीनियम, स्टील।
ठंढी सर्दियों के साथ रूसी जलवायु क्षेत्र की स्थितियों में, वायु संग्राहक घर को पूरी तरह से गर्म नहीं करेगा, लेकिन मुक्त गर्मी के एक अतिरिक्त स्रोत के रूप में, यह हीटिंग लागत को काफी बचा सकता है।
अपने हाथों से सोलर कलेक्टर कैसे बनाएं?
सौर कलेक्टर की क्षमता सीधे उसके क्षेत्र पर निर्भर करती है, लेकिन क्षेत्र में वृद्धि के साथ, अधिग्रहण की लागत भी बढ़ेगी। कुछ मामलों में, तात्कालिक सामग्रियों से स्वयं सौर कलेक्टर बनाना अधिक लाभदायक होता है। इसकी प्रभावशीलता अपेक्षाकृत कम होगी, लेकिन सामग्री पर खर्च परिवार के बजट को प्रभावित नहीं करेगा। यदि गर्मी के नुकसान को रोकना संभव हो तो कोई भी घर-निर्मित निर्माण बहुत जल्दी भुगतान करेगा। घर पर एयर या फ्लैट सोलर कलेक्टर बनाने का सबसे आसान तरीका।
सबसे पहले, आपको इसकी स्थापना के लिए स्थान निर्धारित करने की आवश्यकता है:
- पैनलों को एक निश्चित कोण पर कड़ाई से दक्षिण की ओर उन्मुख होने की आवश्यकता है, अधिकतम सूर्यातप प्रदान करना। किसी निश्चित अवधि में सूर्य की स्थिति की ऊंचाई पर ध्यान केंद्रित करते हुए, पैनल के झुकाव के कोण को बदला जा सकता है, तो डिवाइस की दक्षता अधिक होगी। तो, सर्दियों में, झुकाव का कोण अधिकतम होना चाहिए, और गर्मियों में, पैनल निचले कोण पर होना चाहिए।
- कलेक्टर पैनल को उस कमरे के जितना संभव हो उतना करीब स्थापित किया जाना चाहिए जिसे गर्मी के नुकसान को कम करने के लिए गर्म किया जाएगा। घर की छत के दक्षिणी ढलान पर या पेडिमेंट पर कलेक्टर की प्रभावी स्थापना। यह गर्मी के नुकसान को कम करता है, लेकिन छत में अतिरिक्त छेद करना चाहिए।
- बाड़, पेड़ या अन्य भवनों की छाया कलेक्टर की स्थापना के लिए चुनी गई जगह पर नहीं पड़नी चाहिए।
ध्यान रखें कि सर्दियों में क्षितिज के ऊपर सूर्य की कम स्थिति के कारण छाया अधिक लंबी होती है।
इष्टतम स्थान चुनने के बाद, आपको उन सामग्रियों पर निर्णय लेने की आवश्यकता है जो गर्मी सिंक के रूप में काम करेंगे। होममेड एयर कलेक्टर के लिए, पेय के लिए एल्यूमीनियम के डिब्बे उपयुक्त हैं। सुविधा स्पष्ट है - एल्यूमीनियम में उच्च तापीय चालकता होती है और इसे काटना आसान होता है, डिब्बे के मानक आकार होते हैं और एक साथ जुड़ जाते हैं।
आवश्यक संख्या में डिब्बे एकत्र होने के बाद, उन्हें अच्छी तरह से धोया जाना चाहिए, सुखाया जाना चाहिए, गर्दन और नीचे के छेदों को काटना चाहिए, गोंद-सीलेंट से चिपकाया जाना चाहिए और काले रंग में रंगा जाना चाहिए।
लंबाई और चौड़ाई में डिब्बे की संख्या पैनल के आकार से मेल खाना चाहिए। पैनल में डिब्बे की बैटरी डालने के बाद, हवा की आपूर्ति और निर्वहन के लिए चैनलों को व्यवस्थित करना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, आप तैयार पाइप का उपयोग कर सकते हैं जो वेंटिलेशन की स्थापना के लिए बेचे जाते हैं। सिस्टम की असेंबली के दौरान, पैनल के पीछे की तरफ और ऊपरी ग्लास के इन्सुलेशन के लिए प्रदान करना आवश्यक है। इसे पॉली कार्बोनेट के एक टुकड़े से बदला जा सकता है।
तैयार कलेक्टर को कमरे के वेंटिलेशन सिस्टम से जोड़ा जा सकता है या स्वायत्त छोड़ दिया जा सकता है। अधिक दक्षता के लिए, इससे एक पंखा जुड़ा होता है। ऐसे कलेक्टर में इनलेट और आउटलेट पर तापमान का अंतर 35 डिग्री तक पहुंच सकता है।
हवा के अलावा, पानी को गर्म करने की भी व्यवस्था की जा सकती है। कच्चा लोहा या एल्यूमीनियम बैटरी, एक पीएनडी पाइप या नली हीट सिंक के रूप में काम कर सकती है। अगर कलेक्टर योजना बना रहा है
साल भर उपयोग करें, सिस्टम डबल-सर्किट होना चाहिए और शीतलक के रूप में एंटीफ्ीज़ या कोई अन्य शीतलक डालना चाहिए।
आपके घर में या सौर कलेक्टर के कॉटेज में उपकरण हीटिंग लागत को काफी कम कर सकता है और गर्म पानी की जरूरतों को पूरी तरह से पूरा कर सकता है।
