Optical overheating protection
تمام سولر تھرمل کلیکٹر سسٹمز کے ساتھ ایک ممکنہ خطرہ ہے کہ سولر کلیکٹر زیادہ سے زیادہ محفوظ آپریٹنگ درجہ حرارت سے زیادہ توازن یا جمود کے درجہ حرارت تک پہنچ سکتا ہے۔ آپٹیکل اوور ہیٹنگ کے تحفظ کے لیے مختلف اقدامات کیے جاتے ہیں۔ جمود کے درجہ حرارت کا سامنا اعلی تابکاری کے حالات میں ہوتا ہے جب کہ کلیکٹر کے ذریعے حرارت کی منتقلی کا کوئی سیال نہیں بہہ رہا ہوتا ہے، مثال کے طور پر بجلی کی ناکامی، اجزاء کی ناکامی، خدمت، توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کی حدود، یا ایسے ادوار کے دوران جب نظام سے بہت کم گرم پانی نکالا جاتا ہے۔ زیادہ عام طور پر، جمود کے حالات کو کوئی بھی ایسی صورتحال سمجھا جا سکتا ہے جس کے تحت شمسی کلیکٹر جذب شدہ شمسی حرارت کو حرارت کی منتقلی کے سیال میں مناسب طریقے سے نہیں بھیج سکتا ہے۔ نظام پر کسی بھی نقصان دہ اثرات کے علاوہ، زیادہ جمود کا درجہ حرارت جمع کرنے والے مواد پر بھی رکاوٹیں ڈالتا ہے۔ ان مواد کو زیادہ جمود والے درجہ حرارت کے دوران اور اس کے بعد اپنی اہم خصوصیات کو برقرار رکھنا چاہیے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ شمسی کلیکٹر عام طور پر اعلی درجہ حرارت مزاحم مواد سے بنائے جاتے ہیں۔ یہ مواد عام طور پر مہنگے، بھاری ہوتے ہیں، اور مجموعی طور پر اعلی ماحولیاتی اثرات رکھتے ہیں۔ پولیمرک مواد شمسی تھرمل جمع کرنے والوں کے لیے لاگت میں نمایاں کمی اور ماحولیاتی بہتری کی صلاحیت پیش کرتے ہیں اور اس طرح مختلف حرارتی مقاصد کے لیے شمسی توانائی کے وسیع تر استعمال سے فائدہ اٹھا سکتے ہیں۔ تاہم، پلاسٹک کی طویل مدتی خدمت کا درجہ حرارت محدود ہے۔ اس طرح، شمسی جذب کاروں میں پلاسٹک کے ممکنہ استعمال کے لیے زیادہ گرمی سے تحفظ سمیت ایک مناسب ڈیزائن ضروری ہے۔ ممکن طریقے آپٹیکل گین میں کمی (مثال کے طور پر، تھرموٹروپک تہوں، یا الیکٹروکرومک آلات کا استعمال کرتے ہوئے) یا نظام کے نقصانات میں اضافہ، گرم پانی کی اضافی مقدار کو ڈمپ کرکے ہوں گے۔ اس مضمون میں آپٹیکل گین کو کم کرنے کا ایک متبادل طریقہ پیش کیا گیا ہے۔ یہ طریقہ پریزم کی جیومیٹری اور کل اندرونی عکاسی کے رجحان پر مبنی ہے۔ کام کرنے کے اصول کے مطابق، سنیل کے قانون کے مطابق، روشنی کسی میڈیم سے اس وقت نہیں نکل سکتی جب وہ درمیانے درجے کی حد کو واقع کے زاویے (θ) پر مارتی ہے جو کہ تنقیدی زاویے (θc) سے بڑا ہوتا ہے، ایک نظری رجحان جسے کل اندرونی عکاسی کہا جاتا ہے۔ تنقیدی زاویے کا حساب اس کا استعمال کرتے ہوئے لگایا جا سکتا ہے ؛ ایک پولی کاربونیٹ میڈیم کے لیے، جس کا ریفریکشن انڈیکس n = 1.59 ہے، جسے ہوا کے ماحول میں 1 کے قریب ریفریکشن انڈیکس کے ساتھ رکھا جاتا ہے، کل اندرونی عکاسی اس وقت ہوتی ہے جب θ> θ (c، ہوا) = 39°۔ ایک پولی کاربونیٹ پریسمٹک ڈھانچے پر غور کریں جس کا اوپری زاویہ α1,2 = 45° ہوا کے ماحول میں رکھا گیا ہو۔ روشنی کی ایک کرن جو عام واقعات پر درمیانی حد سے ٹکراتی ہے کل اندرونی عکاسی ہوتی ہے، جیسا کہ θin = 45°> θ (c، ہوا) = 39°۔ پانی کی موجودگی میں، θ (c، پانی) = 56.8° اور θin = 45° <θ (c، پانی)، آنے والی روشنی محض ریفریکٹ ہوتی ہے اور پولی کاربونیٹ میڈیم کو عبور کرتی ہے۔ اس طرح، پانی ایک بدلتے ہوئے سیال کے طور پر کام کرتا ہے۔ نظریہ طور پر، پانی کو کسی بھی دوسرے مائع سے تبدیل کیا جا سکتا ہے، جس میں اضطراب کا اشاریہ پریسمٹک ڈھانچے کے قریب ہوتا ہے، جو بدلتے ہوئے سیال کے طور پر کام کرتا ہے۔ آپٹیکل سوئچ ایک سیلف ریگولیٹنگ میکانزم پر مشتمل ہوتا ہے۔ اس کی غیر فعال حالت میں سوئچ مائع سے بھرا ہوتا ہے اور روشنی کو سوئچ سے گزرنے اور اس کے پیچھے موجود نظام کو گرم کرنے کی اجازت ہوتی ہے۔ جیسے جیسے نظام گرم ہوتا ہے، بدلنے والا سیال آپٹیکل سوئچ سے بخارات بن جاتا ہے اور پریسمٹک ڈھانچہ عکاسی کرنے والی سطح کے طور پر برتاؤ کرنا شروع کر دیتا ہے۔ کوئی اور روشنی سوئچ سے نہیں گزرتی، جس سے نظام کا زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت مائع کے بخارات کے درجہ حرارت تک محدود ہو جاتا ہے۔ کونیی انحصار اس کی جیومیٹری کے نتیجے میں، آپٹیکل سوئچ واقع بیم کے زاویے کے لیے حساس ہوتا ہے۔ پریزم کی شکل پر منحصر ہے، ایک عام دن کے دوران اپنی عکاسی کی حالت میں سوئچ کی ترسیل خصوصیت کونیی انحصار کو ظاہر کرتی ہے۔ اس انحصار کو مختلف ایپلی کیشنز کے لیے مخصوص ٹرانسمیشن منحنی خطوط تلاش کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جہاں پریزم کی جیومیٹری ان پٹ متغیر کے طور پر کام کرتی ہے۔ ایپلی کیشنز بنیادی ایپلی کیشن جس کے لیے آپٹیکل سوئچ تیار کیا گیا تھا وہ شمسی تھرمل جمع کرنے والوں کے لیے زیادہ گرمی کا تحفظ ہے۔ پریسمٹک جیومیٹری کو جمع کرنے والوں کی کور پلیٹ کے اندر مربوط کیا جا سکتا ہے تاکہ انہیں زیادہ گرم ہونے سے روکا جا سکے، یا تو بخارات کے ذریعے سیلف ریگولیشن کے ذریعے، یا مخصوص زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت پر پانی کو سوئچ سے باہر نکال کر۔ درجہ حرارت کی حد شمسی جمع کرنے والوں کے اندر پولیمرک مواد کے استعمال کی اجازت دے گی، جس سے لاگت کی قیمت میں ڈرامائی طور پر کمی آئے گی اور بازار میں رسائی میں اضافہ ہوگا۔ سوئچ کا ایک اور اطلاق ہاؤسنگ اور دفتری عمارتوں دونوں کے لیے کھڑکیوں میں ہوتا ہے۔ عمارت میں داخل ہونے والی سورج کی روشنی کی مقدار کو بدلتے ہوئے مائع سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ عمارت میں سورج کی روشنی کی مقدار کو روکنے سے دھوپ والے دنوں میں عمارت کے اندر کا درجہ حرارت کم ہو جائے گا۔ آخر میں، گرین ہاؤسز کی چھتوں کے اندر سوئچ کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ گرین ہاؤس میں موجود پودوں کو دھوپ کے دنوں میں جھول کو عکاس حالت میں رکھ کر نقصان سے بچایا جا سکتا ہے۔ فی الحال گرین ہاؤسز کو چاک کی پرت سے ڈھانپ دیا جاتا ہے تاکہ موسم گرما میں پودوں کو زیادہ سورج کی روشنی سے بچایا جا سکے۔ چاک کی پرت لگانا وقت طلب اور ماحول کے لیے برا ہے۔ ایک بار چاک لگانے کے بعد، یہ کم دھوپ والے دنوں میں سورج کی روشنی کو بھی روکتا ہے۔ آپٹیکل سوئچ ممکنہ طور پر اوپر بیان کردہ سوئچنگ میکانزم کا استعمال کرتے ہوئے اس مسئلے کو حل کر سکتا ہے۔ گرین ہاؤس کے اندر درجہ حرارت کو عکاس حالت میں چھت کے حصوں کی ایک خاص مقدار کو تبدیل کرکے منظم کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ چھت کے اندر تبدیل کرنے والے سیال کو گرین ہاؤس سے گرمی نکالنے کے لیے گردش کیا جا سکتا ہے۔ ٹھنڈک کے یہ طریقے (چھت) کی کھڑکیوں کو بند رہنے دیتے ہیں اور یہ کہ آب و ہوا (نسبتا نمی اور بلند سطح زیادہ سے زیادہ اور مستقل رہتی ہے۔ گرین ہاؤس کی چھت میں تبدیل ہونے والے سیال کو شمسی سپیکٹرم کے ایک خاص حصے کے لیے فلٹر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پانی نام نہاد "پی اے آر" روشنی (فوٹو سنتھیٹک طور پر فعال تابکاری، وہ روشنی جو پودے بڑھنے کے لیے استعمال کرتے ہیں) کو گزرنے دیتا ہے، جبکہ "این آئی آر" (انفرا ریڈ کے قریب) روشنی جذب ہوتی ہے۔ جذب کرنے کے لیے این آئی آر روشنی کی مقدار کو تبدیل کرنے والے سیال میں کاپر سلفیٹ یا مٹی کے مائیکرو ذرات کو حل کر کے ترتیب دیا جا سکتا ہے۔ اس طرح ترقی کے بہترین حالات کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔ کچھ گرین ہاؤس مصنوعات، جیسے پھول، رات کے وقت مصنوعی روشنی کا استعمال کرکے اگائے جاتے ہیں۔ یہ مصنوعی روشنی گرین ہاؤس کے ماحول میں نام نہاد روشنی کی آلودگی کا سبب بنتی ہے۔ جب گرین ہاؤس کی چھت ایک اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ آپٹیکل سوئچ پر مشتمل ہوتی ہے تو گرین ہاؤس کی چھت رات کے وقت عکاسی کرتی ہے، جو مصنوعی روشنی کو گرین ہاؤس کے اندر رکھتی ہے۔ ضمنی اثر کے طور پر کم روشنی کی ضرورت ہوتی ہے کیونکہ چھت ایک موثر آئینے کے طور پر کام کرتی ہے۔ حوالہ جات بیرونی روابط http://www.nat.vu.nl ~ سلیمین/آپٹیکل% 20 سویچ/سول سویچ. پی ایچ پی شمسی توانائی