Optical overheating protection
सभी सौर तापीय संग्राहक प्रणालियों के साथ एक संभावित जोखिम है कि सौर संग्राहक अधिकतम सुरक्षित संचालन तापमान से अधिक संतुलन या ठहराव तापमान तक पहुंच सकता है। ऑप्टिकल ओवरहीटिंग सुरक्षा के लिए विभिन्न उपाय किए जाते हैं। उच्च विकिरण की स्थितियों में ठहराव के तापमान का सामना करना पड़ता है, जबकि संग्राहक के माध्यम से कोई गर्मी हस्तांतरण तरल पदार्थ नहीं बह रहा होता है, उदाहरण के लिए बिजली की विफलताओं, घटक विफलताओं, सर्विसिंग, ऊर्जा भंडारण क्षमता सीमाओं, या उस अवधि के दौरान जब प्रणाली से थोड़ा गर्म पानी निकाला जाता है। अधिक सामान्य रूप से, ठहराव की स्थिति को ऐसी कोई भी स्थिति माना जा सकता है जिसके तहत सौर संग्राहक अवशोषित सौर गर्मी को गर्मी हस्तांतरण तरल पदार्थ में पर्याप्त रूप से नहीं भेज सकता है। प्रणाली के लिए किसी भी हानिकारक प्रभाव के अलावा, उच्च ठहराव तापमान भी संग्राहक सामग्री पर बाधा डालता है। इन सामग्रियों को उच्च ठहराव तापमान के संपर्क में आने के दौरान और बाद में अपने महत्वपूर्ण गुणों को बनाए रखना चाहिए। इसका तात्पर्य यह है कि सौर संग्राहक आम तौर पर उच्च तापमान प्रतिरोधी सामग्री से बनाए जाते हैं। ये सामग्री आमतौर पर महंगी, भारी होती हैं और इनका समग्र रूप से उच्च पर्यावरणीय प्रभाव होता है। पॉलीमेरिक सामग्री सौर तापीय संग्रहकों के लिए एक महत्वपूर्ण लागत-कमी और पर्यावरणीय सुधार क्षमता प्रदान करती है और इस प्रकार विभिन्न ताप उद्देश्यों के लिए सौर ऊर्जा के व्यापक उपयोग को लाभान्वित कर सकती है। हालांकि, प्लास्टिक का दीर्घकालिक सेवा तापमान सीमित है। इस प्रकार, सौर अवशोषकों में प्लास्टिक के संभावित अनुप्रयोगों के लिए अति ताप संरक्षण सहित एक उपयुक्त डिजाइन आवश्यक है। संभावित तरीकों में ऑप्टिकल लाभ में कमी (उदाहरण के लिए, थर्मोट्रोपिक परतों, या इलेक्ट्रोक्रोमिक उपकरणों का उपयोग करना) या गर्म पानी की अधिकता को फेंकने से सिस्टम के नुकसान में वृद्धि होगी। इस लेख में ऑप्टिकल गेन को कम करने का एक वैकल्पिक तरीका प्रस्तुत किया गया है। विधि प्रिज्म की ज्यामिति और कुल आंतरिक प्रतिबिंब की घटना पर आधारित है। कार्य सिद्धांत स्नेल के नियम के अनुसार, प्रकाश एक माध्यम से तब नहीं निकल सकता जब वह मध्यम सीमा को आपतन कोण (θ) पर मारता है जो महत्वपूर्ण कोण (θc) से बड़ा होता है, एक ऑप्टिकल घटना जिसे कुल आंतरिक प्रतिबिंब कहा जाता है। महत्वपूर्ण कोण की गणना का उपयोग करके की जा सकती है; एक पॉली कार्बोनेट माध्यम के लिए, n = 1.59 के अपवर्तन सूचकांक के साथ, 1 के करीब अपवर्तन सूचकांक के साथ हवा के वायुमंडल में रखा जाता है, कुल आंतरिक प्रतिबिंब तब होता है जब θ> θ (c, हवा) = 39° होता है। हवा के वायुमंडल में एक शीर्ष कोण α1,2 = 45° के साथ एक पॉली कार्बोनेट प्रिज्मेटिक संरचना पर विचार करें। सामान्य आपतन पर मध्यम सीमा पर प्रहार करने वाली प्रकाश की किरण कुल आंतरिक परावर्तित होती है, जैसे θin = 45°> θ (c, हवा) = 39°। पानी की उपस्थिति में, θ (c, पानी) = 56.8° और θin = 45° <θ (c, पानी), आने वाला प्रकाश केवल अपवर्तित होता है और पॉली कार्बोनेट माध्यम को पार करता है। इस प्रकार, पानी एक स्विचिंग तरल पदार्थ के रूप में कार्य करता है। सिद्धांत रूप में, पानी को किसी भी अन्य तरल द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जिसमें अपवर्तन सूचकांक प्रिज्मेटिक संरचना के करीब होता है, जो स्विचिंग तरल पदार्थ के रूप में कार्य करता है। ऑप्टिकल स्विच में एक स्व-विनियमन तंत्र होता है। अपनी निष्क्रिय अवस्था में स्विच तरल से भरा होता है और प्रकाश को स्विच से गुजरने और उसके पीछे के सिस्टम को गर्म करने की अनुमति दी जाती है। जैसे-जैसे प्रणाली गर्म होती है, स्विचिंग तरल पदार्थ ऑप्टिकल स्विच से वाष्पित हो जाता है और प्रिज्मेटिक संरचना एक परावर्तक सतह के रूप में व्यवहार करना शुरू कर देती है। स्विच के माध्यम से कोई और प्रकाश नहीं गुजरता है, जिससे प्रणाली का अधिकतम तापमान तरल के वाष्पीकरण तापमान तक सीमित हो जाता है। कोणीय निर्भरता अपनी ज्यामिति के परिणामस्वरूप, ऑप्टिकल स्विच आपतित किरण के कोण के प्रति संवेदनशील होता है। प्रिज्म के आकार के आधार पर, एक विशिष्ट दिन के दौरान अपनी परावर्तक स्थिति में स्विच का संचरण विशेषता कोणीय निर्भरता को दर्शाता है। इस निर्भरता का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट संचरण वक्र खोजने के लिए किया जा सकता है, जहां प्रिज्म की ज्यामिति इनपुट चर के रूप में कार्य करती है। अनुप्रयोग मुख्य अनुप्रयोग जिसके लिए ऑप्टिकल स्विच विकसित किया गया था, सौर तापीय संग्रहकर्ताओं के लिए अति ताप संरक्षण है। प्रिज्मेटिक ज्यामिति को कलेक्टरों की कवर प्लेट के भीतर एकीकृत किया जा सकता है ताकि उन्हें अधिक गर्म होने से रोका जा सके, या तो वाष्पीकरण के माध्यम से स्व-विनियमन द्वारा, या एक निर्दिष्ट अधिकतम तापमान पर स्विच से पानी निकालकर। तापमान की सीमा सौर संग्रहकर्ताओं के भीतर बहुलक सामग्री के उपयोग की अनुमति देगी, जिससे लागत-मूल्य में नाटकीय रूप से कमी आएगी और बाजार में प्रवेश बढ़ेगा। स्विच का एक अन्य अनुप्रयोग आवास और कार्यालय दोनों भवनों के लिए खिड़कियों में है। इमारत में प्रवेश करने वाली धूप की मात्रा को स्विचिंग तरल द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। एक इमारत में सूरज की रोशनी की मात्रा को रोकने से धूप वाले दिनों में इमारत के अंदर का तापमान कम हो जाएगा। अंत में, स्विच का उपयोग ग्रीनहाउस की छतों के भीतर किया जा सकता है। ग्रीनहाउस में पौधों को धूप वाले दिनों में परावर्तक अवस्था में स्विच लगाकर नुकसान से बचाया जा सकता है। वर्तमान में गर्मियों के दौरान पौधों को अत्यधिक धूप से बचाने के लिए ग्रीनहाउस को चाक परत से ढक दिया जाता है। चाक की परत लगाना समय लेने वाला और पर्यावरण के लिए बुरा है। एक बार चाक लगाने के बाद, यह कम धूप वाले दिनों में धूप को भी रोकता है। ऑप्टिकल स्विच संभवतः ऊपर वर्णित स्विचिंग तंत्र का उपयोग करके इस समस्या को हल कर सकता है। ग्रीनहाउस के अंदर के तापमान को प्रतिबिंबीत अवस्था में छत के वर्गों की एक निश्चित मात्रा को बदलकर नियंत्रित किया जा सकता है। इसके अलावा छत के अंदर स्विचिंग तरल पदार्थ को ग्रीनहाउस से गर्मी निकालने के लिए प्रसारित किया जा सकता है। ये शीतलन विधियाँ (छत) खिड़कियों को बंद रखने की अनुमति देती हैं और यह कि जलवायु (सापेक्ष आर्द्रता और ऊंचा स्तर इष्टतम और स्थिर रहता है। ग्रीनहाउस छत में स्विचिंग तरल पदार्थ का उपयोग सौर स्पेक्ट्रम के एक निश्चित हिस्से के लिए फ़िल्टर के रूप में किया जा सकता है। पानी तथाकथित "पी. ए. आर". प्रकाश (प्रकाश संश्लेषित रूप से सक्रिय विकिरण, वह प्रकाश जिसका उपयोग पौधे बढ़ने के लिए करते हैं) को गुजरने देता है, जबकि "एन. आई. आर". (इन्फ्रा रेड के पास) प्रकाश को अवशोषित किया जाता है। अवशोषित करने के लिए एन. आई. आर. प्रकाश की मात्रा को स्विचिंग द्रव में कॉपर सल्फेट या मिट्टी के सूक्ष्म कणों को हल करके ट्यून किया जा सकता है। इस तरह से इष्टतम विकास स्थितियों का चयन किया जा सकता है। कुछ ग्रीनहाउस उत्पाद, जैसे फूल, रात के दौरान कृत्रिम प्रकाश का उपयोग करके उगाए जाते हैं। यह कृत्रिम प्रकाश ग्रीनहाउस के वातावरण में तथाकथित प्रकाश प्रदूषण का कारण बनता है। जब एक ग्रीनहाउस की छत में एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया ऑप्टिकल स्विच होता है तो ग्रीनहाउस की छत रात के दौरान परावर्तक हो जाती है, जो कृत्रिम प्रकाश को ग्रीनहाउस के अंदर रखती है। एक दुष्प्रभाव के रूप में कम रोशनी की आवश्यकता होती है क्योंकि छत एक कुशल दर्पण के रूप में कार्य करती है। संदर्भ बाहरी लिंक http://www.nat.vu.nl ~ स्लैमन/ऑप्टिकल% 20 स्विच/सोलस्विच. पीएचपी सौर ऊर्जा