كيف يعمل السخان الشمسي؟ سخان المياه بالطاقة الشمسية هو جهاز يستخدم ضوء الشمس لتسخين المياه في الأنابيب الخاصة بك لاستخدامها في الحمامات، والاستحمام، وأكثر من ذلك. الآن دعنا نتعرف على كيفية عمل السخان الشمسي.
نشأة السخانات الشمسية
- على الرغم من أن سخانات المياه بالطاقة الشمسية كانت موجودة منذ أكثر من 100 عام، فقد شهدت العشرين عامًا الماضية تطورات كبيرة في تقنيات الطلاء بالامتصاص.
- ينتج عن ذلك مجمعات شمسية يمكنها تحويل أكثر من 50٪ من ضوء الشمس المتاح بشكل موثوق لتوفير إمدادات المياه الساخنة المحلية.
- معظم سخانات المياه بالطاقة الشمسية القديمة كانت عبارة عن أوعية معدنية سوداء، مثل البراميل، توضع في ضوء الشمس، مملوءة بالماء، تمتص الحرارة من الشمس، ثم تمر عبر أنبوب إلى نظام الماء الساخن المنزلي.
- تستخدم سخانات المياه بالطاقة الشمسية الحديثة نفس المبدأ الأساسي ولكنها تتضمن نظامًا متطورًا من المضخات وأوعية التخزين والمجمعات لزيادة كمية الطاقة الشمسية التي يتم نقلها إلى الماء، وإنتاج الماء الساخن، والطاقة المحتفظ بها.
- تقريبًا كل دورة ماء ساخن في سخان المياه التقليدي تشبه الخزان الموجود بمصدر حرارة ثانوي وبالتالي تقلل من عبء الطاقة المطلوب للحفاظ على الماء الساخن. بحاجة إلى.
- تنقسم جميع سخانات المياه بالطاقة الشمسية إلى فئتين رئيسيتين، سلبية ونشطة، حيث تستخدم الأنظمة النشطة مضخات دائرية، بينما تقوم الأنظمة المنفعلة بنقل المياه من خلال الميل الطبيعي للمياه إلى الارتفاع عند تسخينها.
أنظر أيضا: أنواع السخانات الشمسية ومزاياها وعيوبها
مكونات السخان الشمسي
- الطاقة الشمسية هي المصدر الرئيسي للطاقة على كوكبنا لأنها مسؤولة عن توفير الطاقة لنمو النبات (التمثيل الضوئي) وتوفير الحرارة التي تجعل كوكبنا صالحًا للسكن.
- يتكون السخان الشمسي بشكل أساسي من لوحة حرارية (مجمّع شمسي) موضوعة على السطح ؛ خزان تخزين الماء الساخن الملحقات مثل مضخة دائرية لنقل الطاقة الشمسية من المجمع إلى الخزان، وثرموستات.
- سخان المياه الشمسي هو جهاز يستخدم ضوء الشمس (بدلاً من حرارة الشمس) لتسخين المياه. هذا يمكن أن يحقق وفورات كبيرة في الطاقة، لأن شروق الشمس على متر مربع واحد يحل محل 100 لتر من زيت التدفئة أو 100 متر مكعب من الغاز الطبيعي (حوالي 1000 كيلوواط / ساعة) في السنة.
- بشكل عام يمكن تسخين 50-70٪ من المياه المستخدمة في المطبخ والحمام بهذه الطريقة.
سعر السخان الشمسي
يكلف سخان المياه بالطاقة الشمسية الأساسي في المتوسط 5500 يورو، بما في ذلك ضريبة القيمة المضافة والتركيب.
يعد سخان المياه الشمسي أحد أكثر الطرق فعالية لتقليل البصمة الكربونية للمنزل عن طريق تقليل الاعتماد على استخدام الوقود الأحفوري المتسخ، من خلال الموازنة بين استخدام الكهرباء أو الغاز أو زيت التدفئة، يمكن استخدام سخانات المياه بالطاقة الشمسية توفر أيضًا وفورات مالية. عن طريق تقليل تكاليف الطاقة.
أنظر أيضا: دراسة الجدوى لمبيعات الأجهزة المنزلية
كيف يعمل السخان الشمسي؟
- يمتص سخان المياه الشمسي الضوء من خلال مجمّع يوضع على السطح ويحوله إلى حرارة، وتنتقل هذه الحرارة إلى خزان المياه من خلال مضخة دائرية.
- يحدث هذا التبادل بسبب الترموستات، ولكن إذا كان المجمع أكثر سخونة من الماء الموجود في الخزان، فإنه يمنع المضخات من الدوران بالكهرباء دون داع، على العكس من ذلك، يمنع ارتفاع درجة الحرارة.
- تكون كفاءة المجمعات أعلى في منتصف النهار، في الصيف، عندما تكون السماء غائمة.
- وبالمثل، تكون الكفاءة في التدرج من 35 درجة إلى الأفق، ولكن يمكن تحقيق نتائج جيدة باستخدام المجمعات المثبتة عموديًا على الواجهة.
- إذا كان ضوء الشمس غير كافٍ، يتم تسخين الماء مسبقًا ويقوم النظام الاحتياطي بإحضار الماء إلى درجة الحرارة المطلوبة، وبالتالي، يمكن استخدام هذا النظام لإنتاج الماء الساخن عند درجة حرارة ثابتة على مدار العام بدون ثاني أكسيد الكربون.
- باستخدام نظام مباشر، تقوم المضخة بتدوير المياه المنزلية من خلال المجمعات، ولا تقوم الأنظمة غير المباشرة بتدوير المياه المنزلية من خلال المجمعات، ولكن بدلاً من ذلك تضخ سائل نقل الحرارة غير المتجمد عبر المجمعات لتسخينه.
- يمر هذا السائل المضاد للتجمد من خلال مبادل حراري داخل خزان التخزين، حيث ينقل الحرارة إلى الماء.النظام غير المباشر أكثر تعقيدًا ولكنه أفضل في المناخات حيث تتجمد درجة حرارة التجمد في نظام مباشر.
جامع الطاقة الشمسية
- المجمع هو جزء من نظام سخان المياه الشمسي الذي يجمع الحرارة من الشمس وينقلها إلى الماء.
- مثال على أبسط جامع هو “الصندوق الساخن” القديم، وهو عبارة عن خزان ماء ساخن معاد تدويره مجرد من غلافه، مطلي باللون الأسود، ويوضع في صندوق معزول جيدًا بغطاء زجاجي.
- على الرغم من أنه أساسي بشكل لا يصدق، إلا أنه في الواقع نظام فعال يسهل بناؤه وتثبيته مقابل استثمار صغير، سواء كان نظام المنزل نشطًا أو سلبيًا.
- تنقل اللوحة حرارة الشمس إلى الأنابيب النحاسية (مطلية أيضًا باللون الأسود، وعادة ما تكون بطبقة إلكتروستاتيكية)، ويتدفق الماء من خلال لوحة الامتصاص هذه، حيث يتم تسخينها بواسطة الشمس، ويساعد العزل في الحفاظ على الحرارة داخل الصندوق.
- تقنية تسخين المياه بالطاقة الشمسية المتقدمة عبارة عن مجمّع أنبوب مفرغ، وهذا النوع من النظام به صفوف متوازية من الأنابيب الزجاجية الشفافة، وامتصاص المعادن والزعانف المطلية.
شاهد أيضاً: ما هي الأساليب القديمة للتبريد الطبيعي
أخيرًا، يمكن القول في نهاية موضوعنا حول كيفية عمل السخان الشمسي ؟، أن سخان المياه الشمسي يستخدم الطاقة الشمسية من الشمس لتوليد الحرارة (وليس الكهرباء) التي يمكن استخدامها بعد ذلك لتسخين المياه للاستحمام والفضاء تدفئة. أو العمليات الصناعية أو حتى التبريد الشمسي.