Solenergi: 10 Huvudsaklig tillämpning av solenergi - förklarad!

En del av den stora användningen av solenergi är följande: a) Soluppvärmning av vatten (b) Soluppvärmning av byggnader (c) Soldestillation (d) Solpumpning (e) Soltorkning av jordbruksprodukter och animaliska produkter (f) Solugnar (g) Solar matlagning (h) Solar elkraftproduktion (i) Solvärmeffektproduktion (j) Solar green houses.

(a) Solvattenuppvärmning:

En solvattenuppvärmningsenhet består av en svartplattad platta metallkollektor med ett tillhörande metallrör som vetter mot solens allmänna riktning. Plåtsamlaren har ett transparent glaslock ovanför och ett lager av värmeisolering under den.

Kollektorns metallrör ansluts med ett rör till en isolerad tank som lagrar varmt vatten under mulna dagar. Samlaren absorberar solstrålar och överför värmen till vattnet som cirkulerar genom röret, antingen genom gravitation eller genom en pump.

Detta hett vatten levereras till lagertanken via den tillhörande metallröret. Detta system för vattenuppvärmning används ofta i hotell, pensionat, turistbungalows, sjukhus, kantiner samt inhemska och industriella enheter.

(b) Soluppvärmning av byggnader:

Solenergi kan användas för rymduppvärmning av byggnader på många sätt, nämligen:

(a) Att samla solstrålningen genom någon del av byggnaden själv, dvs solenergi är tillåtet direkt in i byggnaden genom stora sydfönster.

(b) Använda separata solfångare som kan värma antingen vatten eller luft eller lagringsanordningar som kan ackumulera den uppsamlade solenergin för användning på natten och under inkardagen.

När byggnaden kräver värme från dessa samlare eller lagringsenheter överförs värmen med konventionell utrustning såsom fläkt, kanaler, luftuttag, radiatorer och varmluftsregister etc. för att värma upp byggnaderna i en byggnad.

När byggnaden inte kräver värme kan den uppvärmda luften eller vattnet från kollektorn flyttas till värmelagringsanordningen, såsom välisolerad vattentank eller annat värmehållande material. För otillräckliga dagar krävs ett hjälpvärmesystem med gas, olja eller el som backup system.

(c) Soldestillation:

I torra halv- och kustområden finns det brist på vatten. Den rikliga solljuset i dessa områden kan användas för att omvandla saltvatten till drickbart destillerat vatten genom metoden för soldestillation. I denna metod är solstrålning tillåtet genom ett genomskinligt lufttätt glaslock till ett grundt svartnat bassäng innehållande saltvatten.

Solstrålning passerar genom täcken och absorberas och omvandlas till värme i den svarta ytan vilket gör att vattnet förångas från saltlösningen (orent saltvatten). De ångor som produceras får kondenseras för att bilda renat vatten i det svala inredningen av taket.

Det kondenserade vattnet rinner ner i det sluttande taket och samlas in i trågorna på botten och därifrån in i en vattenförvaringstank för att tillföra drickbart destillerat vatten i områden av brist, i högskolor, skolvetenskapliga laboratorier, försvarslaboratorier, bensinpumpar, sjukhus och läkemedelsindustrin. Per liter destillerad vattenkostnad erhållen av detta system är billigare än destillerat vatten erhållet genom andra elektriska energibaserade processer.

(d) Solpumpning:

Vid solpumpning utnyttjas kraften från solenergi för att pumpa vatten för bevattning. Kravet på vattenpumpning är störst under de varma sommarmånaderna, vilket sammanfaller med de ökade solstrålningarna under denna period och så är den här metoden lämpligast för bevattningsändamål. Under perioder med dåligt väder när solstrålning är låg är kravet på vattenpumpning också relativt mindre eftersom transpirationsförlusterna från grödorna också är låga.

e) Soltorkning av jordbruks- och djurprodukter:

Detta är en traditionell metod för att utnyttja solenergi för torkning av jordbruksprodukter och animaliska produkter. Jordbruksprodukter torkas i en enkel skåpetorkare som består av en låda isolerad vid basen, svartlackad på insidan och täckt med ett lutande transparent glasskikt.

Vid basen och toppen av sidorna är ventilationshål anordnade för att underlätta luftflödet över torkmaterialet som placeras på perforerade brickor inuti skåpet. Dessa perforerade brickor eller rack är noggrant utformade för att ge kontrollerad exponering för solstrålning.

Soltorkning, speciellt av frukt förbättrar fruktkvaliteten, eftersom sockerkoncentrationen ökar vid torkning. Vanligtvis är mjuka frukter särskilt sårbara för insektsangrepp, eftersom sockerhalten ökar vid torkning men i en frukttorka sparas avsevärd tid genom snabbare torkning - minimera klyftan för insektsangrepp.

Den nuvarande praxisen att torka chilier genom att sprida dem på golvet kräver inte bara mycket utrymme och manuell arbetskraft för materialhantering men det blir svårt att behålla sin kvalitet och smak, såvida inte torkning sker i en kontrollerad atmosfär. Dessutom blir produkterna som soltorkas mycket ofta bortskämda på grund av plötsliga regn, dammstormar eller av fåglar. Dessutom visar rapporter att det inte är möjligt att uppnå mycket lågt fuktinnehåll i de soltorkade chilierna.

Som ett resultat blir chilierna benägna att attackera av svampar och bakterier. I soltorkning ibland är produkten över torkad och dess kvalitet går förlorad. Solenergidriven tork hjälper till att övervinna de flesta av dessa nackdelar.

Andra jordbruksprodukter som vanligtvis är soltorkade är potatisflis, berseem, majs- och padkorns korn, ingefära, ärter, peppar, cashewnötter, trä- och finerstorkning och tobakshärdning. Spraytorkning av mjölk och fisktorkning är exempel på soltorkade animaliska produkter.

(f) solugnar:

I en solugn erhålls hög temperatur genom att koncentrera solstrålarna på ett prov med hjälp av ett antal heliostater (svängbara speglar) anordnade på en sluttande yta. Solugnen används för att studera keramikens egenskaper vid extremt höga temperaturer över mätområdet i laboratorier med flammor och elektriska strömmar.

Uppvärmning kan uppnås utan förorening och temperaturen kan lätt styras genom att ändra materialets position i fokus. Detta är speciellt användbart för metallurgisk och kemisk verksamhet. Olika egenskapsmätningar är möjliga på ett öppet prov. En viktig framtida tillämpning av solugnar är produktion av salpetersyra och gödselmedel från luften.

(g) Solar Cooking:

En mängd olika bränslen som kol, fotogen, matlagningsgas, ved, smörkakor och jordbruksavfall används för matlagning. På grund av energikrisen försämras tillförseln av dessa bränslen antingen (trä, kol, fotogen, matlagningsgas) eller är för dyrbara att slösa till för matlagning. (Konungsmjöl kan användas bättre som gödsel för att förbättra markens bördighet). Detta krävde användningen av solenergi för matlagning och utvecklingen av solkokare. En enkel solkokare är den platta platta boxen typ solar cooker.

Den består av en välisolerad metall eller trälåda som är svart från insidan. Solstrålningarna i rutan har kort våglängd. Eftersom högre våglängdsradiationer inte klarar av att passera genom glasskyddet minimeras värmen från återförstrålningen från det svarta interiören till utsidan av lådan genom de två glasskyddet, vilket minimerar värmeförlusten.

Värmeförlusten på grund av konvektion minimeras genom att göra lådan lufttät. Detta uppnås genom att ge en gummiband mellan det övre locket och lådan för att minimera värmeförlusten på grund av ledning, utrymmet mellan det svarta facket och det yttre locket på lådan är fyllt med ett förolämpande material som glasull, sågstoft, paddy husk etc.

När de sätts i solstråle tränger solstrålarna in i glasskyddet och absorberas av den svarta ytan, vilket resulterar i en ökning av temperaturen inuti lådan. Matlagningskrukor svarta från utsidan placeras i solboxen.

Den okokta maten blir kokad med den värmeenergi som produceras på grund av ökad temperatur på solboxen. Samlingsarean hos en sådan solkokare kan ökas genom att tillhandahålla en planreflektorspegel. När denna reflektor justeras för att återspegla solstrålarna i lådan, uppnås en temperaturhöjning på 15 ° C till 25 ° C inuti kokboxen.

Solskokan kräver varken bränsle eller uppmärksamhet när du lagar mat och det finns ingen förorening, ingen charring eller överflöd av mat och den viktigaste fördelen är att näringsvärdet av den lagade maten är mycket hög eftersom maten och naturens smak av maten inte är förstörd.

Underhållskostnaden för solkokaren är försumbar. Den största nackdelen med solkokaren är att maten inte kan kokas på natten, under muliga dagar eller med kort varsel. Matlagning tar relativt mer tid och chapattis kan inte kokas i en solkokare.

(h) Solar elkraftgenerering:

Elenergi eller el kan produceras direkt från solenergi med hjälp av solceller. Den fotovoltaiska cellen är en energiomvandlingsanordning som används för att omvandla foton av solljus direkt till el. Den är tillverkad av halvledare som absorberar fotonen som tas emot från solen, vilket skapar fria elektroner med höga energier.

Dessa högenergifria elektroner induceras av ett elektriskt fält för att strömma ut från halvledaren för att göra ett användbart arbete. Detta elektriska fält i fotovoltaiska celler tillhandahålls vanligtvis av en pn-korsning av material som har olika elektriska egenskaper. Det finns olika tillverkningstekniker för att möjliggöra för dessa celler att uppnå maximal effektivitet.

Dessa celler är anordnade parallellt eller seriekombination för att bilda cellmoduler. Några av de speciella egenskaperna hos dessa moduler är hög tillförlitlighet, inga bränsleutgifter, minsta underhållskostnad, lång livslängd, bärbarhet, modularitet, föroreningsfri arbetskraft etc.

Fotovoltaiska celler har använts för att driva bevattningspumpar, vägar för vägkorsning, navigationssignaler, vägens nödsamtalssystem, automatiska meteorologiska stationer etc. i områden där det är svårt att lägga kraftledningar.

De används också för väderövervakning och som bärbara strömkällor för tv, kalkylatorer, klockor, datorkortsläsare, batteriladdning och satelliter etc. Vid sidan av dessa används fotovoltaiska celler för energisättning av pumpsatser för bevattning, dricksvattenförsörjning och för att tillhandahålla el i landsbygden, dvs. gatubelysning etc.

(i) Solvärmeproduktion:

Solvärmeproduktion innebär omvandling av solenergi till el genom värmeenergi. I detta förfarande används solenergi först för att värma upp en arbetsvätska, gas, vatten eller någon annan flyktig vätska. Denna värmeenergi omvandlas sedan till mekanisk energi ma turbin. Slutligen konverterar en konventionell generator kopplad till en turbin denna mekaniska energi till elektrisk energi.

Produktion av kraft genom solnedgångar:

En soldamm är en naturlig eller konstgjord vattenkälla som används för att samla och absorbera solstrålning och lagra den som värme. Den är mycket grund (5-10 cm djup) och har en strålningsabsorberande (svart plast) botten. Den har ett krökt glasfiberkåpa över det för att tillåta inmatning av solstrålning men reducerar förluster genom strålning och konvektion (luftrörelse). Förlust av värme till marken minimeras genom att ge en bädd av isolerande material under dammen.

Solar dammar använder vatten för att samla och lagra solenergi som används för många applikationer som rymmeuppvärmning, industriell processuppvärmning och att generera el genom att driva en turbin som drivs genom att förånga en organisk vätska med låg kokpunkt.

j) Solar Green Houses:

Ett grönhus är en struktur täckt av transparent material (glas eller plast) som fungerar som solfångare och använder solstrålningsenergi för att växa växter. Den har värme-, kyl- och ventilationsanordningar för att styra temperaturen inuti grönhuset.

Solstrålning kan passera genom grönhusets glas, men de termiska strålningar som utsänds av föremålen inom grönhuset kan inte komma igenom den glaserade ytan. Som ett resultat blir strålningarna fångade inom grönhuset och resulterar i en ökning av temperaturen.

Eftersom grönhusstrukturen har en sluten gräns blir luften inuti växthuset berikad med CO2 eftersom det inte finns någon blandning av växthusluften med omgivande luft. Vidare är det minskad fuktförlust på grund av begränsad transpiration. Alla dessa funktioner bidrar till att bibehålla växttillväxt under hela dagen såväl som under natten och året runt.