سخانات الطاقة الشمسية solar water heaters

سخانات الطاقة الشمسية

ما هي سخانات الطاقة الشمسية؟ وفيمَ تستخدم؟

سخانات الطاقة الشمسية هي أجهزة تستخدم في تسخين المياه للمنازل وأيضاً في الأغراض التجارية عن طريق استغلال الطاقة الحرارية الناتجة من أشعة الشمس واستخدامها في توليد الكهرباء. وتوفر سخانات الطاقة الشمسية حوالي 30% من فاتورة الكهرباء المنزلية حسب الإحصائيات.

مِمَ تتكون سخانات الطاقة الشمسية؟

1. سخانات الطاقة الشمسية هي مجمعات شمسية مهمتها تجميع أشعة الشمس وبالتالي رفع درجة حرارتها نتيجة هذا التجمع.

2. خزان سعته من 100 حتى 500 لتر معزول عزل حراري يستخدم في الأغراض المنزلية.

3. هيكل معدني للتثبيت يحمل المجمعات الشمسية والخزان، ويجب أن يتم التثبيت بزاوية ميل مثالية كما في الألواح الشمسية.

4. ملف تسخين كهربائي احتياطي تتراوح قدرته بين 2 و 4 كيلو وات/ساعة ، يعمل بشكل أوتوماتيكي بواسطة حساس يقيس درجة حرارة المياه في الخزان ويستخدم في الأغراض المنزلية، حيث يتم استخدامه كمصدر للكهرباء خاصة في فصل الشتاء في حال زيادة استهلاك المياه وعدم وجود عدد كافي من اللواقط الشمسية.

لذا عند شراء أي نوع من سخانات الطاقة الشمسية يجب أن تتفحص قيمة المشاركة الشمسية السنوية وهي عبارة عن نسبة التوفير في الطاقة المستهلكة من السخان سنوياً، لذلك فهي تختلف على حسب جودة السخان، الموقع الجغرافي للتركيب، وغيرها من العوامل.

أنواع مختلفة من السخانات

1- تقنية الأنابيب المفرغة في سخانات الطاقة الشمسية :

هي عبارة عن أنابيب غير مضغوطة ومفرغة تمتص الطاقة الحرارية وتقوم من خلال هذه الطاقة بتسخين المياه.

يتكون كل أنبوب مفرغ من أنبوبين من زجاج البوروسيلكيت أحدهما بداخل الآخر، الأنبوب الخارجي شفاف ليسمح لأشعة الشمس بالمرور بانعكاس قليل جداً، والأنبوب الداخلي ماص للحرارة مطلى بطبقة سوداء أو زرقاء تمتص الأشعة الساقطة عليه بنسبة حوالي 95%.

يتم تثبيت كلا من الأنبوبين ببعضهما عن طريق الصهر بعد تفريغ الهواء الموجود بينهما تحت درجة حرارة عالية، مما ينتج عنه وجود منطقة عزل بين الأنبوبين ولذلك تتميز تلك التقنية بكفائتها لأن هذا الفراغ يمنع تسرب الطاقة الحرارية التي اكتسبتها المياه وتتوقف عمليتيّ التوصيل والحمل الحراريتين، لذلك نجد أن الأنبوب الخارجي بارداً رغم تجاوز الأنبوب الداخلي لدرجة حرارة 95 درجة مئوية.

مما يميز هذه الأنابيب أيضاً أن أشعة الشمس دائماً ما تكون عمودية على الأنبوب مما يعطيها كفاءة عالية جداً على عكس المسطحات التقليدية التي لا تستفيد من كل الأشعة.

تستخدم الأنابيب المفرغة في التسخين لأغراض لا تحتاج إلى ضغط الماء مثل تسخين حمامات السباحة حيث تعتمد هذه الأنابيب على خزانات المياه العلوية غير المضغوطة فيتم وضع خزان الماء للأنابيب بجانب خزانات المياه الباردة، فيصل الاثنان إلى نقطة الاستخدام بفعل الجاذبية دون الحاجة لأي مضخات.

2- سخانات الطاقة الشمسية المسطحة :

المجمع الشمسى في هذه السخانات عبارة عن سطح امتصاص يتكون من لوح رقيق جداً من الألومنيوم أو النحاس مدهون بمادة ماصة لاشعة الشمس ، ويحدث التبادل الحراري من خلال تدفق الماء المراد تسخينه في اللواقط.

يوضع كلاً من سطح الامتصاص والمواسير داخل هيكل معدني معزول بالصوف الزجاجي أو البولي يوريثان، ويحكم إغلاقه من أعلى بطبقة من الزجاج سمكها 4 مم للاحتفاظ بالحرارة الداخليلة وتقليل الفقد.
ما يميز هذا النوع من سخانات الطاقة الشمسية أن عمره الافتراضي يصل إلى 25 عام وأفضل أنواعه غالباً ما تأتي بضمان 10 سنوات.
يستخدم هذا النوع في الأغراض المنزلية والإدارية وتنفيذ مضخة لضغط مواسير الماء الساخن، ويتميز أيضاً بسعره المرتفه نتيجة تكلفة المواسير النحاسية التي تغذي الخزان.

3- أنابيب حرارية مفرغة :

يتميز هذا النوع عن الأنابيب المفرغة الأخرى بوجود ماسورة نحاس داخل الأنابيب الزجاجية.

الأنبوب الحراري هو أنبوب مجوف من النحاس النقي عالي الجودة بداخله كمية صغيرة من سائل حراري، ومفرغ من الهواء للحصول على ضغط منخفض وغليان سريع، حيث أن السائل الحرارة يغلي عند حرارة 30 درجة مئوية، إذا تجاوزها يتبخر ويندفع نحو قمة الأنبوب وبالتالي تقل درجة الحرارة، ثم تنتقل الحرارة من طرف الماسورة النحاس إلى الماء المراد تسخينه فيتكثف البخار ويسيل إلى أسفل الأنبوب النحاسي مرة أخرى، وبتكرار تلك العملية تسخن المياه، لذلك فإن هذا النوع هو أغلى الأنواع من حيث السعر، لأنه يجمع بين كل المميزات في كل سخانات الطاقة الشمسية، لذلك فهو غير منتشر في المنطقة العربية لأنها لا تعاني من مشكلة المناخ البارد –الذي تستخدم فيه الأنابيب- وتستخدم هذه المناطق الأنواع التقليدية من سخانات الطاقة الشمسية.

السخانات المضعوطة

هي سخانات ذات دائرة مضغوطة لتتحمل ضغط مياه يصل إلى 10 بار ، بداخلها مضخة للحصول على الماء الساخن تحت ضغط يساوي ضغطه البارد من خلال شبكة مواسير.

يحتاج هذا النوع المضغوط إلى استخدام سمك كبير لمواسير النحاس لتتحمل الضغوط مما يزيد من سعر هذه الأنابيب بتكلفة إضافية تصل لـ 20 % أو 30% من سعرها الأصلي.

ومن عيوب هذا النوع من سخانات الطاقة الشمسية هو الحاجة إلى صيانة مستمرة للمضخة، ولكن رغم ذلك تستخدم السخانات المضغوطة في الأغراض المنزلية العادية.

ارابتك 

 

قم بارسال رسالة

اتصل بنا

head office:

زهراء المعادي الشطر الثامن خلف كارفور الدائري

mobile:

+2 010 695 678 90