سخانات المياه بالطاقة الشمسية ، والمعروفة أيضًا باسم أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية المنزلية ، هي طريقة فعالة للغاية وأقل تكلفة لتوليد إمدادات المياه الساخنة في الأماكن المنزلية. يمكن استخدام أنظمة سخانات المياه بالطاقة الشمسية في أي مناخ والوقود الذي تستخدمه لتوليد الحرارة هو أشعة الشمس المتوفرة مجانًا.

سخان ماء شمسي

مزايا سخانات المياه بالطاقة الشمسية:

توافر الماء الساخن طوال العام : تعمل أنظمة سخانات المياه بالطاقة الشمسية على مدار العام ، فقط خلال فصل الشتاء سيكون عليك تسخين المياه بشكل أكبر بمساعدة المرجل أو السخان الغاطس لأن الماء يبرد بسرعة خلال فصل الشتاء.
بدون تكلفة: لا داعي لدفع أي رسوم شهرية لهذا النظام لأن هذا النظام لا يتطلب أي استخدام للكهرباء ويستخدم فقط ضوء الشمس المتاح مجانًا.
لا مشكلة تلوث: هذا النظام صديق للبيئة ومتجدد فهو يساعد في تقليل غاز ثاني أكسيد الكربون.

في الوقت الحاضر ، يبدي معظم الناس اهتمامًا كبيرًا بشراء المنتجات القائمة على الطاقة الشمسية وهذه المنتجات مفيدة جدًا في توفير الكهرباء. حتى طلاب الهندسة يظهرون أيضًا اهتمامًا كبيرًا ببناء جديد مشاريع الطاقة الشمسية والتي ستكون مفيدة للجيل القادم.

كيف يعمل سخان المياه بالطاقة الشمسية:

يشتمل النظام على صهاريج تخزين وألواح شمسية تسمى مجمعات يتم تركيبها في الجزء العلوي من المبنى. تجمع هذه الطاقة من الشمس ثم تستخدم تلك الطاقةلغلي الماء بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام غلاية أو سخان غاطس.

أنواع الألواح الشمسية لتسخين المياه:

هناك نوعان من ألواح تسخين المياه بالطاقة الشمسية. يسمى،

الأنابيب المفرغة
مجمعات الألواح الملساء والمتساوية ، مثبتة على بلاط السقف أو مدمجة داخل السقف.

يمكن ترتيب الألواح الشمسية كبيرة الحجم إذا كنت ترغب في ذلكتدفئة المنزل. عندما يكون توليد الحرارة أقل بكثير وبالتالي لا يعتبر مستحقًا.

أنواع أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية:

تصنف أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية إلى نوعين هما:

نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية النشط
نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية السلبي

نظام التسخين الشمسي النشط:

يتكون النظام الشمسي النشط من ضوابط ومضخات دوران للعملية.

“مفتاح الطرد المركزي لمحرك أحادي الطور ”

أنظمة التدفئة الشمسية النشطة نوعان:

أنظمة الدوران المباشر: تقوم أنظمة الدوران المباشر بتدوير المياه المنزلية من خلال المجمعات نظرًا لأن هذه الأنظمة تستخدم في الغالب في الأماكن التي نادرًا ما يكون فيها المناخ باردًا ومتجمدًا.
أنظمة الدوران غير المباشر: تقوم المضخات هنا بتدوير سائل نقل الحرارة من خلال مجمّع ومبادل حراري يعمل على تسخين المياه المتدفقة إلى المنزل. يتم استخدام هذه الأنظمة في الغالب في الأماكن التي تكون فيها درجة الحرارة شديدة البرودة والمتجمدة.

أنظمة التدفئة الشمسية السلبية:

بالمقارنة مع أنظمة التدفئة الشمسية النشطة ، فإن هذه الأنظمة منخفضة التكلفة ولكنأقل فعالية. وهذه الأجهزة أكثر موثوقية. لا تتكون أنظمة التسخين الشمسي المنفعلة من عناصر تحكم ودورات كأنظمة تدفئة نشطة.

يتم تصنيف أنظمة التدفئة السلبية إلى نوعين:

أنظمة تخزين مجمعة سلبية متكاملة: تستخدم هذه الأنظمة في أماكن أقل تجميدًا. تعتبر الأنظمة مفيدة جدًا خلال أوقات النهار والمساء في الحصول على الماء الساخن.
أنظمة Thermosyphon: يتدفق الماء عبر هذا النظام عندما يزداد الماء الدافئ ويقل مستوى الماء البارد. يجب وضع المجمع أسفل خزان التخزين بحيث يرتفع الماء الدافئ في الخزان. بعد ذلك سيكون أداء النظام جيدًا ، يجب على المقاولين فحص سطح المنزل قبل التثبيت لأن هذه الأنظمة ثقيلة جدًا. وتكلفة أكبر من نظام تخزين المجمع المتكامل.

صهاريج التخزين ومجمعات الطاقة الشمسية:

خزان التخزين هو الأكثر أهمية في كل سخان شمسي. تتكون خزانات الطاقة الشمسية بشكل أساسي من منفذ إضافي ومدخل متصل بالمجمع. في نظامي خزانين ، تبدأ عملية التسخين قبل دخول الماء إلى السخان. في نظام خزان واحد ، يتم توصيل السخان الاحتياطي بتخزين الطاقة الشمسية في خزان واحد.

المجمعات الشمسية نوعان يستخدمان للتطبيقات السكنية

جامع لوحة مسطحة:

هناك نوعان من مجمعات الألواح المسطحة وهما المزجج وغير المزجج. المجمعات الزجاجية مقاومة للعوامل الجوية وتستخدم لوح امتصاص داكن تحت زجاج واحد أو زجاجين. تستخدم المجمعات غير المزججة لتسخين البركة الشمسية. إنها تستخدم لوحة امتصاص داكنة مصنوعة من بوليمر معدني بدون أي سياج.

أنظمة تخزين المجمعات المتكاملة:

تحتوي أنظمة تخزين المجمعات المتكاملة والتي تسمى أيضًا أنظمة دفعات ICS على واحد أو أكثر من الخزانات أو الأنابيب السوداء المعزولة في صندوق زجاجي. عندما يمر الماء البارد عبر المجمع الشمسي ، فإنه يغلي / يسخن الماء. ثم يتدفق الماء المغلي من خلال سخان المياه التقليدي حيث نحصل على الماء الساخن. تستخدم أنظمة التخزين هذه في الغالب أماكن تجميد معتدلة لأن هناك احتمالية بتجمد الأنابيب الخارجية في درجات حرارة شديدة البرودة.

مجمعات الطاقة الشمسية ذات الأنبوب المفرغ:

تتكون من أنابيب زجاجية شفافة حيث يتكون كل أنبوب من أنبوب زجاجي خارجي وامتصاص معدني متصل بمجداف. يأخذ المجذاف الحرارة من الشمس ولكن هذه المجمعات تؤدي إلى فقدان الطاقة. يستخدم هذا النوع من الأنظمة في التطبيقات التجارية

ومع ذلك ، تتطلب أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية نظامًا احتياطيًا خلال الأيام الملبدة بالغيوم وعندما يزداد الطلب على النظام. تُستخدم أنظمة سخانات المياه التقليدية كنسخة احتياطية وهي متوفرة أحيانًا في عبوات سخانات المياه بالطاقة الشمسية. يمكن أن يكون النظام أيضًا جزءًا من مجمع الطاقة الشمسية مثل الخزانات الموجودة على السطح أيضًا مع نظام الثيرموسيفون. لقد علمنا بالفعل أن نظام تخزين مجمّع متكامل يخزن الماء الساخن بالإضافة إلى تجميع الطاقة الشمسية المعبأة مع الخزان الأقل أو النوع المطلوب.

كيف تحافظ أنظمة سخانات المياه بالطاقة الشمسية؟

تكلفة صيانة هذه الأنظمة منخفضة للغاية. يجب على المستخدمين التحقق من النظام من وقت لآخر لمعرفة ما إذا كان هناك أي تسرب. إذا كان هناك تسرب في النظام ، فمن الممكن أن تكون هناك رائحة كريهة مرئية من الخارج ، فهذا يدل على أنه سيكون هناك تسرب. يجب زيادة أو استبدال التبريد العالي بعد فترة من الزمن والذي يستخدم لحماية النظام حيث توجد فرص قد ينكسر مما يؤدي إلى الأداء السيئ للسخان. إذا تم استخدام النظام بشكل مستمر ، فسيظل نظام التبريد المضاد جيدًا.