عمل السخان شمسي

عمل السخان الشمسي

مركز السخان الشمسي هو مجمع للطاقة الشمسية وصهريج للتخزين، وهو في الأساس صندوق مصقول ومعزول مع بطانة داخلية داكنة اللون، وعادةً ما يكون مجموعة من الأنابيب، أو الممرات لتدفق المياه، ويكون الجزء المصقول هو طبقة من المواد، وعادةً ما تكون من الزجاج، والذي يساعد على الاحتفاظ بالحرارة، يقوم المجمع الشمسي بتحويل إشعة الشمس إلى الحرارة، ويعمل الصهريج على تخزين المياه فيه، هذا هو الإعداد الأساسي، وفي بعض النظم ليست أكثر تعقيداً بكثير من ذلك، حيث يوجد فرق بين سخانات المياه بالطاقة الشمسية، وهما فعال أو غير فعال، يستخدم السخان الفعال مضخات كهربائية، وضوابط لنقل المياه حول النظام، أما السخان غير الفعال، فهو يستخدم القوة الطبيعية فقط، لذلك يعتبر السخان غير فعال هو الأبسط.

اختيار حجم نظام التدفئة الشمسية

يعتمد اختيار نظام الطاقة الشمسية المناسب على عوامل عدة ومنها: الموقع، والتصميم، واحتياجات المنزل، وقد تحد المعيقات المحلية من اختيار السخان الشمسي، حيث يحدد المناخ المحلي، ونوع وكفاءة المجمع، ومنطقة المجمع مقدار الحرارة التي يمكن أن تتوفر، وعادة ما يكون تصميم نظام نشط لتوفير الحرارة بنسبة (40-80)% من احتياجات المنزل، أما التدفئة الشمسية غير النشطة فتتطلب نظام تدفئة أصغر وأقل تكلفة من أي نوع، بالإضافة إلى حقيقة أنّ تصميم نظام نشط لتوفير حرارة كافية بنسبة 100%، ليست عملية أو فعالة من حيث التكلفة، وتوفر الأنظمة التكميلية أو الاحتياطية الحرارة عندما لا يمكن للنظام الشمسي تلبية متطلبات التدفئة، ويمكن أن تتراوح هذه من موقد الخشب إلى نظام التدفئة المركزية التقليدية.

أنظمة الدوران

تقوم أنظمة الدوران المباشرة بتوزيع المياه من خلال مجمعات الطاقة الشمسية، حيث يتم تسخينها بواسطة الشمس، ثمّ يتم تخزين الماء الساخن في خزان، وإرسالها إلى سخان المياه بدون حوض، أو استخدامها مباشرة، وتعتبر هذه النظم هي الأفضل في المناخات عندما يندر وجود تجمد، لأنّ الحماية من التجمد تعتبر ضرورية في المناخات الباردة، حيث تستخدم الأنظمة مغلقة أو غير المباشرة، سوائل غير متجمدة لنقل الحرارة من الشمس إلى الماء في خزان التخزين، تسخن الطاقة الحرارية للشمس السائل في مجمعات الطاقة الشمسية، ثمّ يمر هذا السائل من خلال مبادل حراري في الخزان، مما ينقل الحرارة إلى الماء، ويعود السائل غير المجمد بعد ذلك الى المجمع مرة أخرى، تبدو هذه النظم منطقية في المناخات المتجمدة، وتستخدم الأنظمة النشطة أو المضغوطة، المضخات الكهربائية والصمامات وأجهزة التحكم لنقل المياه من المجمع إلى الخزان، أما في النظم غير النشطة فلا تتطلب أي مضخات، حييث ينقل الحمل الحراري الطبيعي المياه من المجمع إلى الخزان التخزين، مع ارتفاع درجة الحرارة بشكل تلقائي.