सौर वॉटर हीटर, उपकरण जो गर्म पानी का उत्पादन करने के लिए सौर गर्मी ऊर्जा का उपयोग करता है। एक विशिष्ट सौर वॉटर हीटर में एक सौर कलेक्टर शामिल होता है जो एक इमारत की छत पर लगाया जाता है और एक जल-भंडारण टैंक से जुड़ा होता है। प्रणाली के आधार पर, बिना गर्म किए हुए पानी को सीधे गर्म करने के लिए कलेक्टर के माध्यम से टैंक से परिचालित किया जा सकता है या एक उच्च क्षमता वाले ताप-विनिमय द्रव द्वारा गर्म किया जा सकता है जो कलेक्टर में गर्म किया गया था और पानी में ट्यूबों के माध्यम से अपनी गर्मी को स्थानांतरित करता है। टैंक। जबकि सौर कलेक्टर से बिना गर्म पानी के गर्मी हस्तांतरण को यांत्रिक तरीकों के बिना निष्क्रिय रूप से सुविधाजनक बनाया जा सकता है, "सक्रिय" सौर गर्म पानी प्रणाली गर्मी-विनिमय तरल पदार्थ को प्रसारित करने और यांत्रिक पंपों और नियंत्रकों को संचालित करने के लिए बिजली का उपयोग करती है।
यद्यपि घरेलू उपयोग के लिए पानी को गर्म करने के लिए सूर्य का उपयोग करने की प्रथा का कई प्राचीन संस्कृतियों में पता लगाया जा सकता है, लेकिन यह 1891 तक नहीं था कि पहले पेटेंट किए गए सौर गर्म पानी की प्रणाली व्यावसायिक रूप से बेची गई थी। मैरीलैंड के बाल्टीमोर में क्लेरेंस केम्प द्वारा आविष्कार किया गया था, सिस्टम को "क्लाइमेक्स" कहा जाता था और कैलिफोर्निया और अन्य गर्म अमेरिकी राज्यों में लोकप्रिय था। पानी को गर्म करने के लिए पारंपरिक ईंधन के उपयोग की तुलनात्मक रूप से उच्च लागत और असुविधा को देखते हुए, कई घर इन सौर गर्म पानी के हीटरों में निवेश करने के लिए उत्सुक थे। हालांकि, क्लाईमैक्स प्रणाली सीमित थी कि हीटिंग तत्व भंडारण टैंक के रूप में दोगुना हो गया था, इस प्रकार उपलब्ध गर्म पानी की मात्रा को प्रतिबंधित करता है। 1909 में विलियम जे। बेली ने एक ऐसी प्रणाली का पेटेंट कराया जिसने जल-भंडारण टैंक को सौर ताप तत्व से अलग कर दिया, जो आज उपयोग किए जाने वाले सौर गर्म पानी के हीटरों के डिजाइन का आधार है।
सक्रिय और निष्क्रिय प्रणाली
सक्रिय सौर गर्म पानी की प्रणालियां सौर कलेक्टर से टैंक में गर्मी-हस्तांतरण द्रव या पानी के प्रवाह को विनियमित करने और निर्देशित करने के लिए यांत्रिक पंप और अंतर नियंत्रकों का उपयोग करती हैं। नियंत्रक टैंक में पानी और सौर कलेक्टर में तापमान के बीच के तापमान अंतर को महसूस करते हैं और पंप पर स्विच करते हैं जब टैंक में पानी कलेक्टर के तापमान से नीचे ठंडा होता है। कुछ पंप मुख्य बिजली (लाइन बिजली) पर चलते हैं, और अन्य सौर फोटोवोल्टिक पैनल द्वारा उत्पन्न बिजली पर काम करते हैं। जबकि कुछ सौर-चालित प्रणालियां केवल तरल को प्रसारित करती हैं, जब सूरज चमक रहा होता है और रात के अंतरिक्ष हीटिंग के लिए अच्छी तरह से अछूता वाले टैंकों में गर्म पानी को संग्रहीत करता है, अन्य लोग रात और बारिश के दिनों के लिए बैकअप के रूप में बिजली का उपयोग करते हैं। सक्रिय सौर गर्म पानी प्रणालियों में, जल-भंडारण टैंक छत की जगह या किसी अन्य स्थान पर स्थित हो सकते हैं, जो ठंडी हवा को गर्मी के नुकसान को कम करेगा, क्योंकि पानी का प्रवाह विशेष रूप से गुरुत्वाकर्षण पर निर्भर नहीं करता है। इसलिए इन टैंकों को घरेलू अंतरिक्ष हीटिंग सिस्टम में गर्म पानी के सिलेंडर के साथ जोड़ा जा सकता है, और सौर गर्म पानी प्रणाली का उपयोग अंतरिक्ष हीटिंग के लिए सर्दियों में सिलेंडर में पानी को गर्म करने के लिए किया जा सकता है।
निष्क्रिय प्रणालियां, जो बिजली के बजाय गुरुत्वाकर्षण पर निर्भर हैं, गर्म जलवायु में सबसे अधिक कुशल हैं जहां रात या सर्दियों में ठंड नहीं होती है। कुछ निष्क्रिय प्रणालियां एक थर्मोसिफॉन कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करती हैं जो गुरुत्वाकर्षण और संवहन ताप प्रवाह का उपयोग करती हैं। एक ऊंचाई से ठंडा पानी गुरुत्वाकर्षण द्वारा सौर कलेक्टर तक नीचे गिरता है, और, जैसे ही पानी कलेक्टर से गुजरता है और गर्म होता है, यह संवहन के माध्यम से फिर से भंडारण टैंक तक पहुंचता है। एक अन्य प्रकार की निष्क्रिय प्रणाली एकीकृत कलेक्टर भंडारण प्रणाली है, जिसमें कलेक्टर जल-भंडारण टैंक के शीर्ष बनाता है और टैंक में सीधे पानी को गर्म करता है।
