तलावामध्ये साठवा सूर्याची ऊर्जा!

डॉ. वैभवकुमार शिंदे 
सोमवार, 24 एप्रिल 2017

सौरऊर्जा साठविण्यासाठी उष्णता वाहक धातूंचा वापर प्रामुख्याने केला जात असला तरी ते लवकर थंड होतात. तुलनेने पाणी सावकाश थंड होत असल्याने पाण्याचा वापर सौरऊर्जा साठवणीसाठी अधिक शाश्वत ठरतो. सौर तलावाचे तत्त्व आणि उभारणीचे तंत्र समजून घेऊ.

सौर किरणांतील उष्णता साठविण्यासाठी नैसर्गिक किंवा कृत्रिम पद्धतीने साठवलेल्या पाण्याचा वापर करता येतो. उष्णता ग्रहणासाठी योग्य पद्धतीने साठवलेल्या पाण्याच्या साठवणीला ‘सौर तलाव’ म्हणतात. 

सौरऊर्जा साठविण्यासाठी उष्णता वाहक धातूंचा वापर प्रामुख्याने केला जात असला तरी ते लवकर थंड होतात. तुलनेने पाणी सावकाश थंड होत असल्याने पाण्याचा वापर सौरऊर्जा साठवणीसाठी अधिक शाश्वत ठरतो. सौर तलावाचे तत्त्व आणि उभारणीचे तंत्र समजून घेऊ.

सौर किरणांतील उष्णता साठविण्यासाठी नैसर्गिक किंवा कृत्रिम पद्धतीने साठवलेल्या पाण्याचा वापर करता येतो. उष्णता ग्रहणासाठी योग्य पद्धतीने साठवलेल्या पाण्याच्या साठवणीला ‘सौर तलाव’ म्हणतात. 

सौर तलावाची साधी पद्धत 
सौरतलाव हा उथळ असून, त्याची खोली ५-१० सेंमी असते. 
तलावाच्या तळाशी सौर किरणे शोषून घेण्यासाठी काळ्या रंगाचे प्लॅस्टिक बसवलेले असते. तलावाच्या खाली उष्णतारोधक थर केलेला असतो. त्यामुळे उष्णतेची घट टाळली जाते. 
तलावाच्या पाण्यावर पारदर्शक फायबर ग्लासचा थर केल्याने आत आलेली सूर्यकिरणे बाहेर जाऊ शकत नाहीत.

अशी होते उष्णतेच्या वहनाची क्रिया
नैसर्गिक प्रक्रिया - दिवसा सूर्यकिरणामुळे तापलेले पाणी हे वजनाने हलके होऊन, ते वर येते. रात्रीच्या वेळी थंड असलेल्या वातारणामुळे पाण्याचा वरील थर थंड होतो, अशा वेळी तळाचे तुलनेने उष्ण असलेले पाणी वर येते. पाण्यातील उष्णता ही वातावरणामध्ये गमावली जाते. 

अधिक उष्णता साठविण्यासाठी - वरील नैसर्गिक प्रक्रियेमध्ये बाधा आणण्यासाठी तळाच्या पाण्यामध्ये मीठ वापराने क्षारांचे प्रमाण वाढवले जाते. त्यामुळे पाणी जड होऊन रात्रीही वर येऊ शकत नाही. परिणामी, पाण्यातील उष्णतेची होणारी घट रोखून अधिक उष्णता साठवता येते. 

सौर तलावाचे तत्त्व 
सौर तलाव हे उथळ पाण्याचे (खोली १ ते २ मी) असावेत. 
त्यातील पाण्यामध्ये मीठ विरघळवले जाते. या मिठामध्ये मॅग्नेशिअम क्लोराईड, सोडिअम क्लोराईड, सोडिअम नायट्रेट यांचा समावेश असावा. मिठाचे पाण्यात मिसळण्याचे प्रमाण हे तळाशी २० ते ३० टक्के व वरच्या थरावर शून्य टक्के असते. जशीजशी पाण्याची खोली वाढेल तसे मिठाचे पाण्यातील प्रमाण अधिक असते.
पाण्याची घनता स्थिर ठेवली जाते.
यात पाण्याच्या तळाशी ९० अंश सेल्सिअसपर्यंत उष्णता साठवली जाते.

सौर तलावासाठी वापरण्यात येणाऱ्या मिठाची वैशिष्ट्ये -  अधिक विरघळणारे, विरघळण्यावर तापमाचा परीणाम नसणारे, पारदर्शक, पर्यावरण दृष्ट्या सुरक्षित, स्वस्त आणि अधिक उपलब्धता.  

सौर तलावाची उपयुक्तता 
या तलावाच्या पाण्याचा वापर सौर ऊर्जा शोषण्यासाठी व ६० ते १०० अंश सेल्सिअस पर्यंत सौरऊर्जा संग्रहासाठी करता येतो. 
ही पद्धत ‘फ्लॅट प्लेट कलेक्टर’ व इतर धातू आधारित ऊर्जा संग्रह उपकरणापेक्षा आर्थिकदृष्ट्या स्वस्त, सोयीची व अधिक शाश्वत आहे. 
तलावामध्ये साठवता येते. 
इमारती, शेतावरील गोठे, पोल्ट्री व अन्य पाळीव प्राण्यांचे राहण्याचे ठिकाण गरम करण्यासाठी.
विद्युतऊर्जा निर्माण करण्यासाठी.
पिण्याचे व सिंचनाचे पाणी शुद्ध करण्यासाठी.
शेतीमालाच्या निर्जलीकरणासाठी किंवा पिके वाळविण्यासाठी.
डॉ. वैभवकुमार शिंदे - ९९६०९७५२७१
(कृषी अभियांत्रिकी विभाग, महाराष्ट्र इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी, औरंगाबाद)

Web Title: Sun energy stored in a pond