مبدأ تشغيل المجمع الشمسي. كيف تعمل أنواع مختلفة من مجمعات الطاقة الشمسية. أي مجمع للطاقة الشمسية من الأفضل أن تختار؟
ما هو جامع الطاقة الشمسية؟
كيف يتم بناؤه؟
خزان.
مضاد للتجمد.
أنواع مجمعات الطاقة الشمسية
إيجابيات وسلبيات مجمعات الطاقة الشمسية
جامع اللوحة المسطحة:
مجمع الطاقة الشمسية المسطحة
مجمع الطاقة الشمسية المسطحة
مزايا:
أسعار الميزانية
عيوب:
مشعب الفراغ:
فراغ تجميع الطاقة الشمسية
فراغ تجميع الطاقة الشمسية
مزايا:
انخفاض فقدان الحرارة.
عيوب:
مشعب الهواء:
جامع الطاقة الشمسية المحمولة جوا
جامع الطاقة الشمسية المحمولة جوا
مزايا:
سعر الحد الأدنى.
عيوب:
انخفاض الكفاءة.
السعر: من 1000 روبل.
مزايا مجمعات الطاقة الشمسية
الحفاظ على البيئة؛
سهولة الاستعمال؛
متانة عالية.
كم يكلف؟
كيفية اختيار جامع الطاقة الشمسية؟
أين يمكنني شراء؟
وقد أدى ارتفاع أسعار الطاقة إلى زيادة الاهتمام بمصادر الطاقة البديلة والمتجددة. تحتل الطاقة الشمسية أحد الأماكن الأولى في هذه القائمة، والتي تستخدم لإنتاج الطاقة الكهربائية والحرارية.
ما هو جامع الطاقة الشمسية؟
المجمع عبارة عن جهاز يتم فيه تسخين سائل التبريد، غالبًا الماء، باستخدام الطاقة الشمسية. في المستقبل، يمكن استخدامه لتلبية الاحتياجات المنزلية أو التدفئة أو العمليات التكنولوجية. كما يمكن لمجمع الطاقة الشمسية لحمام السباحة تسخين المياه إلى درجة حرارة مريحة.
في الآونة الأخيرة، تم تطوير مجمعات الطاقة الشمسية الهجينة ووضعها قيد الإنتاج، والتي تكون قادرة إلى جانب الطاقة الحرارية على توليد الطاقة الكهربائية.
كيف يتم بناؤه؟
كيف يعمل المجمع الشمسي؟
مبدأ التشغيل جامع الطاقة الشمسية
يتكون أبسط سخان المياه بالطاقة الشمسية من العناصر التالية:
لوحة امتصاص تمتص الطاقة الشمسية.
نظام موصل للحرارة يدور فيه سائل التبريد؛
خزان.
وبالنظر إلى أن مثل هذا الجهاز أبسط بكثير من البطارية الشمسية، فإن سعر المجمع الشمسي أقل بكثير.
يمكن استخدام ما يلي كمبرد:
مضاد للتجمد.
متوسط درجة حرارة تسخين سائل التبريد هو 180-300 درجة مئوية، اعتمادًا على وضع التشغيل.
أنواع مجمعات الطاقة الشمسية
تتميز سخانات المياه الشمسية بوضع التشغيل: على مدار السنة والموسمي، وكذلك بمبدأ التصميم: مسطح، فراغ وهواء.
يوفر المجمع الشمسي المسطح تسخينًا أقل لسائل التبريد - لا يزيد عن 200 درجة مئوية. ويمكن زيادة كفاءة تشغيلها باستخدام مادة ذات موصلية حرارية عالية، مثل النحاس أو الألومنيوم، كمادة ممتصة.
يعمل المجمع الفراغي على مبدأ الترمس، ويتم تحقيق درجة حرارة متوسطة أعلى، 250-300 درجة مئوية، عن طريق تقليل فقدان الحرارة عن طريق إغلاق النظام بالكامل. شراء جهاز تجميع الطاقة الشمسية الفراغي يعني الحصول على فرصة استخدام 95% من طاقة الشمس.
نطاق تطبيق مجمعات الهواء الشمسية، التي تستخدم الهواء كمبرد، يقتصر على تسخين الفضاء أو تجفيف مختلف المنتجات الصناعية والزراعية.
إيجابيات وسلبيات مجمعات الطاقة الشمسية
إن استخدام السخانات الشمسية له مزاياه وعدد من العيوب، اعتمادًا على ميزات التصميم.
مجمع الطاقة الشمسية المسطحة
مزايا:
أسعار الميزانية
لا يتطلب التنظيف من الصقيع والثلج والأمطار الأخرى.
كفاءة عالية في المناطق ذات التشميس العالي.
عيوب:
فقدان كبير للحرارة، كفاءة منخفضة؛
شكل وحجم العنصر الماص يجعله غير مستقر في هبوب الرياح القوية على الأسطح المنحدرة.
السعر: من 10000 - 15000 روبل.
فراغ تجميع الطاقة الشمسية
مزايا:
نسبة عالية عمل مفيدحتى في درجات الحرارة المنخفضة.
إمكانية التثبيت في أي زاوية.
انخفاض فقدان الحرارة.
يسهل النظام المعياري إصلاحات واستبدال قطع الغيار.
عيوب:
بالمقارنة مع مجمع الطاقة الشمسية المسطح، فإن سعر مجمع الفراغ الشمسي أعلى بكثير؛
يحتاج للتنظيف من الرواسب.
السعر: من 15000 - 50000 روبل.
جامع الطاقة الشمسية المحمولة جوا
مزايا:
بساطة التصميم. إذا كانت لديك مهارات معينة، فيمكنك بسهولة تجميع مجمع الطاقة الشمسية المحمولة جوا بيديك.
سعر الحد الأدنى.
عيوب:
نطاق محدود؛
انخفاض الكفاءة.
السعر: من 1000 روبل.
وبالتالي فإن مزايا وعيوب المجمع الشمسي تعتمد على نوع سائل التبريد المنتشر فيه ونوع التصميم.
مزايا مجمعات الطاقة الشمسية
المزايا التي لا يمكن إنكارها لاستخدام مجمع الطاقة الشمسية من أي نوع هي:
الحكم الذاتي لإمدادات الحرارة و الماء الساخنمستقلة عن مقدمي الخدمات المركزيين؛
خفض تكاليف المرافق؛
الحفاظ على البيئة؛
استخدام الطاقة المتجددة.
سهولة الاستعمال؛
الحد الأدنى من الحاجة للخدمة؛
متانة عالية.
ستسمح لك مجمعات الطاقة الشمسية بتوفير ميزانية أسرتك وتوفير الحرارة والمياه الساخنة حتى في المناطق التي لا توجد بها اتصالات رئيسية.
كم يكلف؟
يعتمد سعر المجمع الشمسي على نوعه ومصدر التبريد.
أرخصها الهواء. إذا قمت بتجميعها بنفسك، فقد تقترب تكلفتها من الصفر.
يتراوح سعر جهاز تجميع الطاقة الشمسية لمنزل مسطح بين 10000 و 15000 روبل.
تكلفة مشعب الفراغ هي 15000-50000 روبل ، اعتمادًا على التصميم والشركة المصنعة.
كيفية اختيار جامع الطاقة الشمسية؟
يجب أن يتم اختيار المجمع الشمسي من النوع المناسب بناءً على مقارنة مزايا وعيوب كل نوع على حدة والمشكلات التي تخطط لحلها بمساعدته.
أين يمكنني شراء؟
من السهل شراء مجمعات الطاقة الشمسية من أي نوع في المتاجر المتخصصة والشركات التي تتعامل مع إمدادات الحرارة والمياه المستقلة، وكذلك مباشرة من الشركات المصنعة وتجارها.
ظهرت مجمعات الطاقة الشمسية المختلفة في السوق لفترة طويلة. هذه هي الأجهزة التي تستخدم الطاقة الشمسية لتسخين المياه لتلبية الاحتياجات المنزلية. لكن تكلفتها العالية تمنعها من اكتساب شعبية كبيرة بين المستخدمين، وهذه هي مشكلة جميع مصادر الطاقة البديلة. على سبيل المثال، التكلفة الإجمالية لشراء وتركيب التركيب الذي يلبي احتياجات الأسرة المتوسطة سيكون 5000 دولار. ولكن هناك طريقة للخروج: يمكنك إنشاء مجمع للطاقة الشمسية بيديك من مواد ميسورة التكلفة. سيتم مناقشة كيفية تنفيذ ذلك في هذه المادة.
كيف يعمل المجمع الشمسي؟
يعتمد مبدأ تشغيل المجمع على امتصاص (امتصاص) الطاقة الحرارية للشمس بواسطة جهاز استقبال خاص ونقلها إلى المبرد بأقل الخسائر. تستخدم الأنابيب النحاسية أو الزجاجية المطلية باللون الأسود كجهاز استقبال.
فمن المعروف أن الأجسام ذات اللون الداكن أو الأسود تمتص الحرارة بشكل أفضل. غالبًا ما يكون سائل التبريد عبارة عن ماء، وأحيانًا هواء. حسب التصميم، فإن مجمعات الطاقة الشمسية للتدفئة المنزلية وإمدادات المياه الساخنة هي من الأنواع التالية:
- هواء؛
- مسطح مائي؛
- فراغ الماء.
من بين أمور أخرى، يتميز مجمع الطاقة الشمسية المحمول جواً ببساطته في التصميم، وبالتالي أقل سعر. إنها لوحة - جهاز استقبال للإشعاع الشمسي مصنوع من المعدن ومحاط بغلاف مغلق. من أجل نقل أفضل للحرارة، تم تجهيز الصفائح الفولاذية بأضلاع على الجانب الخلفي ووضعها في الأسفل مع العزل الحراري. يوجد زجاج شفاف مثبت في الأمام، وعلى جوانب العلبة توجد فتحات ذات حواف لتوصيل مجاري الهواء أو الألواح الأخرى، كما هو موضح في الرسم البياني:
يمر الهواء الذي يدخل عبر الفتحة من جانب بين الأضلاع الفولاذية، وبعد أن يتلقى الحرارة منها، يخرج من الجانب الآخر.
يجب أن أقول أن تركيب مجمعات الطاقة الشمسية مع تسخين الهواء له خصائصه الخاصة. نظرًا لكفاءتها المنخفضة، يجب استخدام العديد من الألواح المماثلة المدمجة في البطارية لتدفئة الغرف. بالإضافة إلى ذلك، ستحتاج بالتأكيد إلى مروحة، لأن الهواء الساخن من المجمعات الموجودة على السطح لن ينخفض \u200b\u200bمن تلقاء نفسه. رسم تخطيطىيظهر نظام الهواء أدناه في الشكل:
يسمح الجهاز البسيط ومبدأ التشغيل بإنتاج المجمعات نوع الهواءبأيديكم. لكنك ستحتاج إلى الكثير من المواد للعديد من هواة الجمع، ولن تتمكن من تسخين المياه بمساعدتهم. لهذه الأسباب، يفضل الحرفيون المنزليون العمل بسخانات المياه.
تصميم جامع اللوحة المسطحة
بالنسبة للإنتاج الذاتي، تعتبر مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة المصممة لتسخين المياه ذات أهمية كبيرة. في السكن المعدني أو سبائك الألومنيوميتم وضع جهاز استقبال الحرارة في شكل مستطيل - لوحة بها ملف مصنوع من أنبوب نحاسي مضغوط فيه. جهاز الاستقبال مصنوع من الألومنيوم أو النحاس المطلي بطبقة امتصاص سوداء. كما في الإصدار السابق، يتم فصل الجزء السفلي من اللوحة عن الجزء السفلي بطبقة من الحرارة المواد العازلةويلعب دور الغطاء الزجاج المتين أو البولي كربونات. ويوضح الشكل أدناه هيكل المجمع الشمسي:
اللوحة السوداء تمتص الحرارة وتنقلها إلى سائل التبريد المتحرك عبر الأنابيب (الماء أو مانع التجمد). يؤدي الزجاج وظيفتين: فهو ينقل الإشعاع الشمسي إلى المبادل الحراري ويعمل كحماية من هطول الأمطار والرياح، مما يقلل من أداء المدفأة. يتم إجراء جميع التوصيلات بشكل محكم بحيث لا يدخل الغبار إلى الداخل ولا يفقد الزجاج شفافيته. مرة أخرى، لا ينبغي أن يتم تهوية حرارة أشعة الشمس عن طريق الهواء الخارجي من خلال الشقوق، ويعتمد على ذلك كفاءة تشغيل المجمع الشمسي.
هذا النوع هو الأكثر شعبية بين المشترين بسبب نسبة السعر إلى الجودة المثالية، وبين الحرفيين المنزليين بسبب تصميمه البسيط نسبيًا. ولكن يمكن استخدام هذا المجمع للتدفئة فقط في المناطق الجنوبية، مع انخفاض درجة حرارة الهواء الخارجي، ينخفض \u200b\u200bأداءه بشكل كبير بسبب فقدان الحرارة العالي من خلال السكن.
جهاز مشعب الفراغ
ويتم تصنيع نوع آخر من سخانات المياه بالطاقة الشمسية باستخدام التقنيات الحديثة والحلول التقنية المتقدمة، وبالتالي فهي تنتمي إلى المستوى العالي فئة السعر. هناك حلان من هذا القبيل يتم تنفيذهما في المجمع:
- العزل الحراري باستخدام الفراغ.
- استخدام طاقة التبخر والتكثيف لمادة تغلي عند درجة حرارة منخفضة.
الخيار المثالي لحماية ممتص المجمع من فقدان الحرارة هو وضعه في فراغ. يتم وضع أنبوب نحاسي مملوء بمادة التبريد ومغطى بطبقة ماصة داخل دورق مصنوع من الزجاج المتين، ويتم ضخ الهواء من المسافة بينهما. تتلاءم أطراف الأنبوب النحاسي مع الأنبوب الذي يتدفق من خلاله سائل التبريد. ماذا يحدث: يغلي المبرد تحت تأثير ضوء الشمس ويتحول إلى بخار، ويرتفع إلى أعلى الأنبوب، ومن ملامسته لسائل التبريد عبر جدار رقيق، يتحول إلى سائل مرة أخرى. يظهر مخطط عمل المجمع أدناه:
الحيلة هي أنه أثناء عملية التحول إلى بخار، تمتص المادة طاقة حرارية أكثر بكثير من تلك التي تمتصها أثناء التسخين العادي. إن الحرارة النوعية لتبخير أي سائل أعلى من قدرته الحرارية النوعية، وبالتالي فإن المجمعات الشمسية الفراغية فعالة للغاية. يتكثف المبرد في أنبوب به سائل تبريد متدفق، وينقل كل الحرارة إليه، ويتدفق بنفسه إلى الأسفل ليحصل على جزء جديد من طاقة الشمس.
بفضل تصميمها، لا تخاف السخانات الفراغية من درجات الحرارة المنخفضة وتظل صالحة للعمل حتى في البرد، وبالتالي يمكن استخدامها في المناطق الشمالية. تكون شدة تسخين المياه في هذه الحالة أقل مما كانت عليه في الصيف، حيث أنه في الشتاء تصل حرارة أقل من الشمس إلى الأرض، وغالبًا ما تتداخل السحب. من الواضح أن صنع دورق زجاجي بالهواء المفرغ في المنزل هو ببساطة أمر غير واقعي.
ملحوظة.توجد أنابيب مفرغة للمجمع يتم ملؤها مباشرة بسائل التبريد. عيبهم هو اتصال تسلسلي، إذا تعطلت لمبة واحدة، فيجب استبدال سخان المياه بالكامل.
كيفية صنع مجمع للطاقة الشمسية؟
قبل أن تبدأ العمل، عليك أن تقرر أبعاد جهاز تسخين المياه في المستقبل. ليس من السهل حساب مساحة التبادل الحراري بدقة، ويعتمد الكثير على شدة الإشعاع الشمسي في منطقة معينة، وموقع المنزل، والمواد المستخدمة في دائرة التدفئة، وما إلى ذلك. سيكون من الصحيح أن نقول أنه كلما كان المجمع الحراري أكبر، كلما كان ذلك أفضل. ومع ذلك، ربما يكون حجمه محدودًا بالمكان الذي تم التخطيط لتركيبه فيه. وهذا يعني أنه يجب علينا أن ننطلق من منطقة هذا المكان.
أسهل طريقة لصنع الجسم هي من الخشب عن طريق وضع طبقة من الرغوة أو الصوف المعدني في الأسفل. ومن الملائم أيضًا لهذا الغرض استخدام أوشحة النوافذ الخشبية القديمة، حيث تم الحفاظ على زجاج واحد على الأقل. إن اختيار المواد لجهاز استقبال الحرارة واسع بشكل غير متوقع، وهو ما لا يستخدمه الحرفيون لتجميع المجمع. فيما يلي قائمة بالخيارات الشائعة:
- أنابيب نحاسية رقيقة الجدران؛
- أنابيب بوليمر مختلفة ذات جدران رقيقة ويفضل أن تكون سوداء. يعمل أنبوب البولي إيثيلين PEX لإمدادات المياه بشكل جيد؛
- أنابيب الألومنيوم. صحيح أن ربطها أصعب من ربطها بالنحاس.
- مشعات الألواح الفولاذية
- خرطوم حديقة أسود.
ملحوظة.بالإضافة إلى تلك المذكورة، هناك العديد من الإصدارات الغريبة. على سبيل المثال، مجمع الهواء الشمسي المصنوع من علب البيرة أو زجاجات بلاستيكية. وتتميز هذه النماذج الأولية بأصالتها، ولكنها تتطلب استثمارا كبيرا في العمالة مع عوائد مشكوك فيها.
يجب وضع لوح معدني يغطي كامل مساحة المدفأة المستقبلية في إطار خشبي مُجمَّع أو وشاح نافذة قديم بقاع متصل وعزل موضوع. من الجيد أن تتمكن من العثور على لوح من الألومنيوم، لكن الفولاذ الرقيق سيفي بالغرض. يجب أن تكون مطلية باللون الأسود، ومن ثم يجب وضع الأنابيب على شكل ملف.
مما لا شك فيه أن أفضل جهاز تجميع لتسخين المياه مصنوع من أنابيب نحاسية، فهي تنقل الحرارة بشكل جيد وتستمر لسنوات عديدة، ويتم ربط الملف بإحكام بالشاشة المعدنية باستخدام دبابيس أو أي شيء آخر. بطريقة يمكن الوصول إليهاتم إخراج عدد 2 وصلة لإمدادات المياه.
نظرًا لأن هذا مجمع مسطح وليس مجمعًا مفرغًا، فيجب تغطية ممتص الحرارة من الأعلى بهيكل شفاف - زجاج أو بولي كربونات. هذا الأخير أسهل في المعالجة وأكثر موثوقية في التشغيل، ولن ينكسر من تأثيرات البَرَد.
بعد التجميع، يجب تركيب المجمع الشمسي في مكانه وتوصيله بخزان المياه. عندما تسمح ظروف التثبيت، من الممكن تنظيم الدورة الطبيعية للمياه بين الخزان والسخان، وإلا يتم تضمين مضخة الدورة الدموية في النظام.
خاتمة
يعد تسخين منزلك باستخدام مجمعات الطاقة الشمسية DIY فرصة جذابة للعديد من أصحاب المنازل. بالنسبة لسكان المناطق الجنوبية، يكون هذا الخيار أكثر سهولة، كل ما عليهم فعله هو ملء النظام بمضاد التجمد وعزل الجسم بشكل صحيح. في الشمال، سيساعد جامع محلي الصنع في تسخين المياه لتلبية الاحتياجات المنزلية، لكنه لن يكون كافيا لتدفئة المنزل. ساعات النهار الباردة والقصيرة تؤثر سلبًا.
كل يوم تزود الشمس الإنسان بإمكانات طاقة غير محدودة. وعلاوة على ذلك، فإنه سيكون متاحا للبشرية لسنوات عديدة قادمة. وهذا يدفع الناس إلى ابتكار وتنفيذ أجهزة جديدة قادرة على تحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة مفيدة للإنسان. هذا الأخير قد المصباح الكهربائيالطاقة ويمكن تسخين الغرفة.
مثال على الجهاز الذي يمكنه تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة هو جهاز تجميع الطاقة الشمسية– التعليقات حوله تثبت فعالية النظام. بعد أن يتم تحويل الطاقة الواردة من الشمس إلى طاقة حرارية، يتم نقله إلى المبرد. كل هذا يجعل من الممكن استخدام الشمس لتدفئة الغرف وتسخين المياه وكذلك تسخين حمامات السباحة وغيرها من الهياكل.
تسخين المياه والشمس
لكي تقوم الشمس بتسخين الماء، هناك بعض المتطلبات الأساسية. على مدار العام، يظل الاستهلاك عند نفس المستوى تقريبًا. ولذلك، فإن طاقة الشمس هي الأكثر فعالية كمصدر للطاقة لتسخين المياه. إذا قمت بتركيب مجمعات الطاقة الشمسية بشكل صحيح، فهي قادرة على رفع درجة حرارة الماء بنسبة 50 أو حتى 65 بالمائة، وإذا بدأنا الحديث عن أشهر الصيف، فإن معدلات التدفئة يمكن أن تصل إلى 100 بالمائة.
يشير كل هذا إلى أن الأنظمة التقليدية التي تستخدم الكهرباء أو الغاز لن تحتاج إلى التشغيل على الإطلاق. هذا، بطبيعة الحال، سيكون زائدا، لأنه في أشهر الصيفليست هناك حاجة لتدفئة الفضاء، وبالتالي فإن الأنظمة التقليدية ستكون ذات كفاءة منخفضة. وهذا دليل آخر على فعالية استخدام مجمعات الطاقة الشمسية. من بين أمور أخرى، مثل هذا النظام يمكن أن السلطة غسالة الأوانيتعمل على الماء الدافئ.
تتميز أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية الحديثة بالبساطة والابتكار التكنولوجي، مما يسمح لك بالعيش بشكل مريح دون الإضرار بالبيئة.
مبدأ تشغيل المنشآت الشمسية الحرارية
المجمع هو قلب المنشآت الحرارية الشمسية.الشكل الأكثر شيوعًا هو المسطح. يتكون المجمع من مادة ماصة انتقائية مغلفة، والتي بدورها تمتص الأشعة الشمسية وتحولها إلى طاقة حرارية. ومن أجل تقليل الخسائر الحرارية، يتم وضع هذا المجمع في صندوق معزول حرارياً بجدران شفافة.
رسم تخطيطي لتشغيل مجمع الطاقة الشمسية يتدفق سائل التبريد، الذي يلعب دوره بشكل أساسي خليط من الماء ومضاد التجمد، عبر جهاز الامتصاص. يتم التداول بين خزان الماء الساخن والمجمع. يتم تشغيل التركيب الشمسي الحراري باستخدام منظم خاص. عندما تتجاوز درجة الحرارة في المجمع درجة حرارة السائل في الخزان، يتم تشغيل المضخة ويقوم المبرد بنقل الطاقة الحرارية إلى الخزان من المجمع.
في أغلب الأحيان، يتم إنشاء الممتصات من عدد كبير من الصفائح المعدنية. ويتم نقل سائل التبريد عبر الأنابيب إلى هذه الصفائح، حيث تتم عملية التبادل الحراري. إذا تحدثنا عن ماص الصفائح، فهنا يتم لحام صفحتين معدنيتين معًا بحيث يمكن لسائل التبريد أن يدور بينهما. عادة، في هذه الحالة، يتم استخدام الألومنيوم والنحاس كمواد أولية.
إذا كنت بحاجة إلى مجمعات الطاقة الشمسية لحمامات السباحة، فسيتم استخدام المواد الاصطناعية، لأن معلمات المقاومة للحرارة هنا أقل إلى حد ما. هناك أيضًا أجهزة مدمجة لا تتطلب ذلك مضخات الدورة الدموية. في هذه الحالة، يتم تسخين الماء مباشرة في المجمع.
مما يتكون تركيب الطاقة الشمسية؟
بشكل عام، يعد تصميم المنشآت الشمسية المستخدمة لتسخين المياه أمرًا معقدًا للغاية. هذا يتضمن:
- أجهزة استشعار درجة الحرارة في خزان التخزين والمجمع؛
- توصيل النظام بالماء البارد.
- خزان التوسع
- منظم الطاقة الشمسية
- مضخة الدورة الدموية؛
- استنزاف الماء الساخن
- أجهزة استشعار درجة الحرارة لتسخين المياه.
تصميم جامع الطاقة الشمسية وبالتالي فإن التدفئة العادية يمكن أن تضمن الهدف الأساسي المتمثل في أن يكون لدى الشخص كميات كافية تحت تصرفه الماء الساخن. أما منشآت الطاقة الشمسية فهي إما أنها لا تنتج أي طاقة مفيدة على الإطلاق، أو أن الكمية غير كافية لتلبية الاحتياجات. ولكن مثل هذا التثبيت الذي يعمل بالطاقة الشمسية يمكن دمجه بسهولة في المعدات التقنية لأي مبنى تقريبًا. وهذا سيجعل من الممكن استكمال نظام التدفئة التقليدي بمصدر احتياطي لمدة 20 عامًا على الأقل.
من وجهة نظر بيولوجية، تعتبر التقنيات التي تجمع بين استهلاك الغلايات الحديثة والطاقة الشمسية هي الأمثل. ستكون فترة استهلاك الطاقة في هذه الحالة حوالي عامين.
وهذا ما يميز هذه التكنولوجيا بشكل كبير عن طرق التسخين التقليدية، والتي لكي يعمل النظام بأكمله يجب أن يتم تزويده بكمية معينة من الطاقة. وفي الوقت نفسه، إذا تحدثنا عن التدفئة التقليدية، فلا داعي لانتظار فترة الاستهلاك، لأنها لن تأتي أبدا.
ماصات فعالة
تصنع المواد الماصة بشكل أساسي باللون الأسود، لأن هذا اللون يتمتع بأعلى معامل امتصاص لأشعة الشمس. يعرض المؤشر الأخير مقدار الأشعة القصيرة الموجة التي يمتصها الممتص ومدى انعكاسها. وبما أن الجهاز يسخن، فهذه علامة على أن جهاز الامتصاص يطلق جزءًا كبيرًا من الطاقة المستقبلة على شكل أشعة طويلة الموجة. جميع البيانات حول هذا يمكن العثور عليها في الابتعاثية.
قلب النظام بأكمله عبارة عن ممتصات تمتص حرارة الشمس لتقليل فقد الطاقة الحرارية، يتم استخدام الممتصات، التي يحتوي تصميمها على طلاء عضوي. تسمح لك هذه المعدات بالحصول على أكبر قدر من الطاقة من أشعة الشمس ثم تحويلها إلى حرارة. بالإضافة إلى ذلك، يتم تقليل انبعاث الإشعاع الحراري أثناء التشغيل. عادةً ما يكون للطلاء التقليدي معدل امتصاص يبلغ 90 بالمائة.
أثناء عملية الإنتاج، يتم طلاء الممتصات بورنيش خاص لا يتم تطبيقه على السطح بأكمله بسبب مستوى عالالانبعاثات. تشير العناصر المصنوعة من أكسيد الألومنيوم المطلي بالنيكل أو النيكل الأسود أو الكروم إلى طلاء جزئي. تعتبر التكنولوجيا التي تستخدم طبقة تتكون من نيتريد أكسيد التيتانيوم التي يتم رشها في مجمع مفرغ من الهواء جديدة تمامًا. لا تسمح هذه الطبقة بتقليل مستوى الانبعاثات فحسب، بل في بعض الحالات بالقضاء عليها تمامًا.
جامعي الألواح المسطحة
يتضمن تصميم المجمع المسطح وجود جهاز امتصاص وغطاء وطلاء شفاف وعزل حراري. بالنسبة للطلاء الشفاف، يتم استخدام زجاج الأمان في أغلب الأحيان، والذي يتميز بنفاذية عالية للأشعة الشمسية ذات الموجة القصيرة. وفي الوقت نفسه، يتم تقليل الانعكاس من سطح الطبقة الزجاجية. بالإضافة إلى ذلك، يعزز الطلاء الشفاف للمجمع إزالة الحرارة من خلال عملية الحمل الحراري.
جامع الألواح المسطحة النموذجي وبالتالي، فإن الطلاء الشفاف مع الغلاف يمكن أن يحمي جهاز الامتصاص من الظروف الجوية السيئة والظروف الطبيعية. في كثير من الأحيان، يتم استخدام الفولاذ المجلفن أو الألومنيوم في إنتاج العلب، وفي بعض الحالات حتى المواد الاصطناعية. نظرًا لوجود طبقة عازلة للحرارة على الجانب الخلفي وجدران الممتص، يتم تقليل فقد الحرارة بشكل كبير. يتم لعب دور المواد العازلة بشكل رئيسي الصوف المعدنيأو رغوة البولي يوريثان، في بعض الأحيان يمكنك العثور على الألياف المعدنية، والتي تشمل الألياف الزجاجية، والصوف الزجاجي، والألياف الزجاجية، وما إلى ذلك.
تتمتع مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة للتدفئة المنزلية دائمًا بنسبة ممتازة من الطاقة إلى السعر. بالإضافة إلى ذلك، فهي توفر مجموعة واسعة من طرق التثبيت، لأنه يمكنك طلب المجمعات المستقلة المدمجة في السقف أو الموجودة فوق السطح.
لتقليل الخسائر الناتجة عن عملية الحمل الحراري داخل جسم المجمع، يتم استخدام العديد من الطرق، إحداها تتضمن ضخ الهواء الدافئ من المجمع إلى الغرفة. يسمى هذا المجمع بالفراغ، وتكمن خصوصيته في أنه يجب أن يخضع لإجراءات الإخلاء بانتظام كل 1-3 سنوات.
مشعبات فراغ الأنبوب
يتضمن هذا النوع من المجمعات المفرغة ترتيب شرائح الامتصاص في أنابيب زجاجية مقاومة للصدمات مفرغة. في هذه الحالة، يمر المبرد عبر جهاز الامتصاص وفقًا لمبدأ الأنبوب داخل الأنبوب، أو عبر أنبوب على شكل حرف U. في هذه الحالة، سيتكون المجمع الشمسي من العديد من الأنابيب الصغيرة المترابطة في نظام واحد. في مثل هذا المجمع، يبدأ السائل في التبخر عند درجات حرارة منخفضة بما فيه الكفاية عندما يكون في أنبوب الحرارة.
هذا ما يبدو عليه مشعب الفراغ الأنبوبي أثناء عملية التسخين، يتبخر السائل. يوفر البخار الناتج، الذي يرتفع عبر الأنابيب الحرارية، كمية كبيرة من الحرارة إلى أنبوب التجميع من خلال المبادل الحراري، ونتيجة لذلك، يتدفق المبرد إلى الأسفل. يتدفق السائل الذي يتكون نتيجة التكثيف مرة أخرى إلى أنبوب الحرارة. لكي يحدث التبخر والتكثيف، يجب وضع الأنابيب بزاوية طفيفة.
هناك نوعان من الاتصال بين المجمع والدورة الشمسية. إما أن تتم العملية في مبادل حراري تتصل به جميع الأنابيب، أو يتم تركيز كل شيء في أنبوب التجميع. في الحالة الأولى، يسمى المركب رطبا، وفي الأخير - جاف. يتيح التوصيل الجاف إمكانية تنفيذ العملية فقط في جزء من الأنابيب، دون استخدام الطاقة الكاملة للدورة الشمسية. تتمثل ميزة مجمع الفراغ هذا في القدرة على تشغيل النظام بكفاءة عالية وإشعاع منخفض وفي درجات حرارة امتصاص عالية.
ماذا عن السعر والاختيار؟
في كثير من الأحيان، يعتبر عيب استخدام مثل هذه الأنظمة مستوى منخفضالربحية، أو غيابها الكامل. وهذا أيضًا هو سبب رفض استخدام مصدر الطاقة المتجددة في حياة الإنسان. لكن تشغيل الغلاية التي تم تطوير تقنيتها في السبعينيات من القرن الماضي، يخضع لبعض الشكوك من حيث الفوائد الاقتصادية.
من بين أمور أخرى، عليك أن تتذكر المساهمة الهائلة للمنشآت الشمسية في الدولة بيئةالكوكب بأكمله. إن التكلفة المقبولة لاستخدام مصادر الطاقة التقليدية لا تؤدي إلا إلى إخفاء الصورة الحقيقية. يمكن أن يشمل سعر هذه المعدات أيضًا عدم الإضرار بالبشر والبيئة. وبالإضافة إلى ذلك، ستصبح الطاقة التقليدية أكثر تكلفة بمرور الوقت، لأنها تتمتع بخاصية الاستنفاد.
أما بالنسبة للطاقة الشمسية فإمداداتها مجانية تماما. لكن أي شخص، عندما يتعرف على هذه التقنيات لأول مرة، قد يرى أن التكاليف الأولية لتركيب مثل هذه المعدات قد تكون مرتفعة للغاية. بعد التثبيت، كل ما يحتاجه المستهلك هو الحد الأدنى من تكلفة تشغيل وصيانة المضخة.
من الآمن أن نقول إن الأشخاص الذين يستثمرون في تركيبات الطاقة الشمسية اليوم هم مستثمرون في المستقبل.
ل الاختيار الصحيحالشيء الرئيسي بالنسبة للمجمع هو التركيز على منطقة درجة الحرارة. وبالتالي، فإن المجمع غير المغلق لن يكون مناسبًا لإنتاج الحرارة. في بعض الأحيان يكون موقع المبنى مهمًا أيضًا، مما سيؤثر بشكل كبير على اختيار نوع المجمع. ربما يكون العامل الأكثر أهمية هو تكلفة التركيبات.
السعر هو الأعلى بين تلك الموجودة في السوق. وبعد الفراغ يأتي المسطح الذي يكون سعره أقل بثلاث مرات من النوع السابق. لذلك، يختار الجميع شيئا أكثر ملاءمة لأنفسهم. حتى مع وجود جامع جيد، قد لا يعمل النظام بكفاءة. المعيار الرئيسي هو جودة جميع مكونات النظام وتثبيته الصحيح.
ماذا تقول المراجعات
"قبل عام، اشتريت هذه المعدات مع التركيب من شركة جيدة. أنا راض تماما عن النتائج. صحيح أنني اضطررت إلى دفع مبلغ كبير، لكنني فخور بالحفاظ على البيئة”.
"نظرًا لعدم توفر الأموال اللازمة لتثبيت مثل هذا النظام، فقد تقرر القيام بكل شيء بأنفسنا. سعيد جدا بالنتائج. وبالمقارنة مع خدمات شركة محترفة، كانت التكاليف أقل مرتين على الأقل.
يعتمد مبدأ تشغيل مجمعات الطاقة الشمسية على تحويل الطاقة الإشعاعية من الشمس إلى طاقة حرارية. يحدث هذا عن طريق تسخين سائل التبريد المنتشر في المجمع (غالبًا الماء، وأحيانًا مضاد التجمد) ثم نقل الحرارة المتراكمة. وبعبارة أخرى، يعمل المجمع الشمسي كنوع من سخان المياه، والذي يحدد نطاق تطبيقه (DHW للمنازل الخاصة، والتدفئة).
المبدأ العام لتسخين المياه
هناك أنواع مختلفة من مجمعات الطاقة الشمسية، ولكن في تركيبات تسخين المياه تعمل جميعها وفق نفس المخطط. تقوم أشعة الشمس بتسخين سائل التبريد، الذي يتدفق عبر أنابيب رفيعة إلى خزان مملوء بالماء. تمر الأنابيب المزودة بسائل التبريد عبر كامل الحجم الداخلي للخزان وتقوم بتسخين الماء الموجود فيه. يتم استخدام هذه المياه لاحقًا لتلبية الاحتياجات المنزلية (التدفئة والماء الساخن وما إلى ذلك). يتم التحكم في درجة حرارة الماء في الخزان بواسطة أجهزة استشعار خاصة، وعندما يبرد إلى أقل من الحد الأدنى المحدد، يتم تشغيل التدفئة الاحتياطية (عادةً غلاية غاز أو كهربائية) تلقائيًا.
هذا هو المخطط العامتشغيل جميع منشآت تسخين المياه بالطاقة الشمسية. أما بالنسبة لتشغيل المجمعات المسطحة والمجمعات الفراغية، على الرغم من نفس مبدأ التشغيل (تسخين سائل التبريد من الشمس ونقل الحرارة اللاحق)، إلا أن هناك اختلافات كثيرة في تشغيلها.
جامعي الألواح المسطحة
يقوم المجمع الشمسي المسطح بتسخين سائل التبريد باستخدام لوح امتصاص. تم تصميمه بكل بساطة. في الأساس، هذه لوحة من المعدن المكثف للحرارة، مطلية باللون الأسود في الأعلى مع طلاء خاص. ل السطح السفليتم تجهيز اللوحة بإحكام (ملحومة) بأنبوب أفعواني يدور من خلاله السائل.
يوفر الطلاء الأسود الانتقائي أقصى امتصاص لأشعة الشمس، ويكون انعكاسها صفرًا تقريبًا. تقوم الأشعة الممتصة بتسخين سائل التبريد الموجود أسفل جهاز الامتصاص، والذي بدوره يتم تغذيته بشكل أكبر في النظام. لتقليل فقدان الحرارة، يتم استخدام العزل الحراري للممتص من جسم المجمع والزجاج المقسى، الذي لا يحتوي على أكاسيد الحديد تقريبًا. يتم تثبيته فوق جهاز الامتصاص ويعمل كغطاء علوي للإسكان. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام مثل هذا الزجاج يسمح لك بإنشاء نوع من "تأثير الاحتباس الحراري"، مما يزيد من تسخين جهاز الامتصاص، وبالتالي درجة حرارة المبرد.
مشعبات فراغ
يختلف مبدأ تشغيل مجمعات الفراغ. ويفسر ذلك في المقام الأول بالاختلاف في التصميم. عنصر العمل الرئيسي في نماذج الفراغ ليس لوحة الامتصاص، ولكن نظام الأنابيب المفرغة ومجمع الحرارة. علاوة على ذلك، هناك العديد من خيارات التصميم لهذه الأنابيب.
ومع ذلك، على الرغم من اختلافات التصميم، فإن التشغيل العام لهذه الأنابيب هو نفسه تقريبًا. يمتص السطح الزجاجي أقصى قدر من ضوء الشمس بفضل طبقة خاصة انتقائية للغاية. تعمل طاقة الشمس على تسخين المبرد الداخلي، وتمنع طبقة الفراغ فقدان الحرارة، لأن الفراغ هو أفضل عازل. من خلال مجمع الحرارة، تدخل الحرارة المتراكمة إلى النظام وتستخدم لتسخين المياه في خزان التخزين.
بشكل عام، يوفر هذا النوع من المجمعات أداءً أعلى مقارنة بنظيره المسطح.
أنابيب مفرغة
تصميم الأنبوب المفرغ الكلاسيكي بسيط للغاية. وهي عبارة عن دورق زجاجي مزدوج الجدران مع وجود فراغ بين الجدران. يوجد قلب نحاسي (قناة حرارية) بالداخل. يسمى هذا الأنبوب "محوري". وهناك نوع آخر هو ما يسمى بـ “أنابيب الريش”، وهي قوارير أحادية الجدار مزودة بفراغ في القناة الحرارية نفسها.
يعتمد مبدأ تشغيل الأنبوب المفرغ على الخصائص الهيكلية لقناته الحرارية وعلى نوع الدورق نفسه. القنوات، مثل القوارير، تأتي في نوعين، نوع التدفق المباشر ونوع أنبوب الحرارة.
يعتمد عمل قنوات التدفق المباشر على التدفق المباشر لسائل التبريد من خلال أنبوب نحاسي على شكل حرف U. يدخل السائل المبرد الأنبوب من مجمع الحرارة، ويمر عبره، ويسخن ويعود إلى مجمع الحرارة. وهناك ينقل الحرارة المتراكمة إلى المبرد الرئيسي ويعود إلى الأنبوب.
يعمل أنبوب الحرارة بشكل مختلف قليلاً. يعتمد مبدأ تشغيله على نقل الحرارة من خلال سائل يتبخر بسهولة ومحاط بقناة حرارية. القناة (الأنبوب) نفسها مصنوعة من معدن شديد الحرارة (الألومنيوم والنحاس). يقوم ضوء الشمس بتسخين السائل، ويتبخر من الطرف السفلي للأنبوب ويتكثف في مجمع الحرارة. ويتدفق التكثيف إلى الأسفل، حيث يتم إعادة تسخينه بواسطة ضوء الشمس. يأخذ المبرد الرئيسي الحرارة من المجمع الحراري وينقلها عبر المجمع إلى داخل النظام.
جامع الحرارة
بالإضافة إلى الأنابيب، تم تجهيز المجمع الشمسي الفراغي بمجمع الحرارة، وهو ضروري لنقل الحرارة من الأنابيب إلى المبرد. يقع مجمع الحرارة في الجزء العلوي من الوحدة. مبدأ عملها على النحو التالي. ينقل القلب النحاسي الطاقة المتراكمة إلى المبرد الرئيسي المنتشر فيه حلقة مفرغة"مبادل حراري للخزان - جامع". يتم توفير الدورة الدموية بواسطة مضخة صغيرة خاصة. علاوة على ذلك، إذا انخفضت درجة حرارة سائل التبريد عن حد أدنى معين (على سبيل المثال، في الليل)، فسيقوم نظام التحكم الآلي لنظام تسخين المياه بإيقاف تشغيل المضخة. وهذا يمنع التسخين العكسي، حيث يأخذ المبرد الحرارة من الماء الساخن الموجود في خزان التخزين.
مجمعات الهواء
المجمع الشمسي من نوع الهواء أقل شيوعًا. لا يتم استخدامه لتسخين المياه، ولكن للتدفئة وتكييف الهواء. يلعب دور المبرد الهواء نفسه الذي يتم تسخينه بواسطة أشعة الشمس. في جوهرها، هذا المجمع عبارة عن لوحة معدنية مضلعة مطلية باللون الأسود. يعتمد مبدأ تشغيله على الإمداد الطبيعي أو القسري للهواء إلى المبنى، والذي يتم تسخينه تحت اللوحة تحت تأثير ضوء الشمس.
توفر الشمس كل يوم إمكانات طاقة غير محدودة ستكون متاحة للاستخدام البشري لسنوات عديدة قادمة. ومثل هذه الإمكانيات التي توفرها الطبيعة هي الدوافع الرئيسية للإنسان لاختراع وتنفيذ إمكانيات وأجهزة جديدة قادرة على تحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة مفيدة للبشرية.
يعد المجمع الشمسي الفراغي جهازًا فعالاً يمكنه تشغيل ليس فقط المصباح الكهربائي، ولكن أيضًا نظام التدفئة بأكمله للمباني.
يتم تحويل الطاقة الشمسية المعاد تدويرها إلى طاقة حرارية ونقلها إلى المبرد. يستخدم هذا التطبيق للتركيبات الحديثة لتدفئة الغرف وسوائل التدفئة والهياكل المعمارية.
عملية تسخين الماء من الشمس
لكي تقوم الشمس بتسخين الماء، يجب استيفاء شروط معينة. على مدار العام، يظل الاستهلاك عند نفس المستوى تقريبًا. ولهذا السبب يكون من الأكثر فعالية استخدام طاقة النجم الكبير - الشمس - كمصدر للطاقة لتسخين السوائل.
إذا تم تركيب مجمعات الطاقة الشمسية بشكل صحيح، فيمكنها زيادة درجة حرارة الماء بنسبة 50-65% في الطقس البارد وما يصل إلى 100% في الصيف.
تشير ظروف تشغيل النظام هذه إلى أنه في الموسم الدافئ سيكون من الممكن رفض الاستخدام الأنظمة التقليديةالتدفئة بالغاز أو الكهرباء. يعد استخدام مثل هذا النظام في الصيف مربحًا للغاية أيضًا لأن الطاقة المولدة كافية لتشغيل بعض الأجهزة المنزلية. الآلات الكهربائيةالعمل لصالح الأسرة.
من المزايا المهمة لأنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية الحديثة هي بساطة الابتكار التكنولوجي، الذي يتيح استخدامه العيش بشكل مريح واقتصادي دون التسبب في ضرر للبيئة.
اختلافات التصميم
الفرق الرئيسي في تصميم المشعبات المفرغة هو الأنابيب الزجاجية، والتي يتم تثبيتها بشكل آمن على اللوحة الأساسية. هذه الأنابيب مطلية بمادة خاصة يمكنها جذب حرارة الشمس. بالإضافة إلى ذلك، يوجد داخل هذا الأنبوب أنبوب آخر بقطر أصغر.
وتجدر الإشارة إلى أن هناك فراغاً بينهما. وبفضل هذه الطبقة المفرغة من الممكن الاحتفاظ بمعظم الحرارة وزيادة كفاءة المجمع بأكثر من 30٪ مقارنة بالنماذج المسطحة. في مثل هذه المجمعات، يمكن أن يسخن الماء حتى 300 درجة مئوية.
والفرق التالي الذي لا يقل أهمية بين مشعبات الفراغ هو وجود سائل خاص في الجزء السفلي من الأنبوب، والذي يتحول، نتيجة للتسخين، إلى بخار، يرتفع إلى أعلى، وينتج تسخينًا موحدًا للسائل.
لاحظ أنه في المناطق ذات ساعات النهار القصيرة ودرجات الحرارة تحت الصفر، فإن تنفيذ مثل هذا التشغيل للجهاز يوفر مكاسب كبيرة في كمية الطاقة الحرارية المنتجة.
فيما يتعلق بالسعر، فإن تكلفة هذه الأجهزة أعلى من غيرها، ومع ذلك، فإن خصائص الإخراج لها ما يبررها بعد عدة سنوات.
مبدأ تشغيل مجمعات الطاقة الشمسية
وبعبارة بسيطة، تهدف مجمعات الطاقة الشمسية إلى التقاط الطاقة الشمسية الحرارية وتراكمها وتوزيعها لاحقًا على المعدات لتلبية الاحتياجات البشرية.
لفهم تشغيل النظام بشكل أفضل، أولا وقبل كل شيء، من الضروري أن نفهم ما يتكون منه. في كثير من الأحيان يتم تجميع هذا النظام من المجمع، ودائرة المبادل الحراري نفسه، ومراكم الحرارة، أجهزة استشعار درجة الحرارة، المتلقي. غالبًا ما يستخدم خزان المياه كبطارية.
الآن دعونا نلقي نظرة على ميزات بعض الأجزاء بمزيد من التفصيل. الميزة الأساسيةجهاز الاستقبال عبارة عن تركيبة من السبائك - النحاس، معزول بنوع البولي يوريثين، محمي بطبقة من الألومنيوم المؤكسد. ومن خلاله يتم توفير الطاقة الحرارية. إذا تم اكتشاف خطأ في جهاز الاستقبال، تتم عملية استبداله دون صعوبة كبيرة، دون الحاجة إلى تصريف جميع السوائل غير المجمدة من المبادل الحراري.
توجد مستشعرات درجة الحرارة عند مخرج مجمع الفراغ وعلى الجزء الخلفي من جهاز التسخين. بناءً على بيانات مستشعر درجة الحرارة، يتم تشغيل وإيقاف مضخة الدوران.
في حالة ارتفاع درجة حرارة سائل التبريد (السائل)، قد ينشأ ما يسمى بالضغط الزائد في النظام، والذي لا يمكن تحييده إلا بواسطة خزان التمدد.
ويعمل هذا النظام على النحو التالي. إن مبرد المجمع الشمسي الفراغي هو سائل غير متجمد، والذي يتحرك عبر المنطقة العلوية للجهاز، ويمتص الطاقة الحرارية من أطراف خاصة مصنوعة من سبائك النحاس.
ونتيجة لاستخدام آلية الثعبان، يتم تسخين السائل الموجود في خزان التخزين. تحدث دورة مغلقة لنقل الحرارة طالما أن درجة حرارة السائل نفسه تتجاوز درجة حرارة الماء في خزان التخزين. يعتمد وقت تشغيل هذا النظام بشكل مباشر على طول اليوم ودرجة الحرارة المحيطة.
خزانات تخزين مفرغة من الهواء مزودة بإمدادات حرارية مباشرة
في الأجهزة ذات الإمداد الحراري المباشر، يتم توصيل أجهزة التفريغ المصنوعة من الزجاج وخزان التخزين بإطار إطار واحد بزاوية تتراوح من 40 درجة إلى 60 درجة. يتم توصيل جميع آليات التفريغ بخزان التخزين من خلال حلقة توصيل مطاطية.
باستخدام صمام الإغلاق، يمكن توصيل الجهاز بخطوط إمداد المياه، ويقوم صمام قفل خاص بمراقبة حالة مستويات المياه في خزان التخزين.
وبما أن الناقل في هذه الأنظمة هو الماء، فإن هذه الأجهزة تصنف على أنها مبادلات للطاقة الحرارية الموسمية.
مشعبات فراغ التغذية غير المباشرة
مبدأ تشغيل المعدات، التي لها خصائص النقل غير المباشر للموارد الحرارية، يشبه إلى حد ما عملية خطوط النظام لنظام التدفئة المركزية. يحدث العمل في هذه التوصيلات بسبب الضغط الناتج عن خطوط إمداد المياه.
مزايا المجمعات الفراغية
يتم استخدام الأجهزة المعزولة بالفراغ لتشغيل النظام. الميزة الرئيسية لهذه التوصيلات الحرارية هي أدائها المستمر حتى عندما تكون درجات الحرارة المنخفضة(حتى -40 درجة مئوية) وزيادة الضغط في قنوات إمداد المياه. يتم تثبيت الجهاز نفسه وخزان التخزين بشكل منفصل، ويتم توصيلهما باستخدام منتجات معدنية ملفوفة خاصة.
للحصول على أقصى قدر من الطاقة الشمسية، يتم تركيب مجمع فراغ قياسي على سطح المنزل، ويتم تركيب خزان التخزين في الداخل. تسمى هذه التركيبات أنظمة الانقسام لجميع المواسم.
يتم أتمتة تشغيل الأجهزة غير المباشرة باستخدام وحدات التحكم، ويتم تنفيذ التداول المستمر لحامل الطاقة الحرارية في النظام بواسطة مضخة.
المزايا الرئيسية لمجمعات الحرارة الشمسية هي:
- كفاءة عملية عالية حتى في درجات الحرارة تحت الصفر.
- سهولة تركيب الهيكل بأكمله.
- الاستقرار المضاد للرياح للمجمع.
- مدة العمل.
تشمل عيوب استخدام مثل هذا النظام التكلفة العالية للمعدات التي تدفع تكاليفها بعد عدة سنوات.
انتشار مجمعات الطاقة الشمسية
اليوم، لم يتغير الوضع فيما يتعلق بتوزيع مجمعات الطاقة الشمسية إلا قليلاً. بسبب تغير المناخ، أصبح استخدام مجمعات الطاقة الشمسية أكثر شعبية في بعض المناطق.
يتم استخدام مجمعات الطاقة الشمسية بنجاح لتلبية الاحتياجات المنزلية ولتدفئة المباني السكنية وفي المؤسسات ذات الأحجام المختلفة وفي مزارع الخضروات. أصبحت هذه الطريقة لتوليد الطاقة شائعة جدًا في الدول الأوروبية التي يأتي فيها توفير التكاليف في المرتبة الأولى: الولايات المتحدة الأمريكية والصين وألمانيا وما إلى ذلك.
بالنسبة للعالم أجمع، فإن التحول الهائل إلى الطاقة الشمسية يعني تحقيق تقدم كبير التقنيات الحديثةوالتي توفر فرصًا كبيرة لتزويد سكان الكوكب بالكهرباء المجانية التي ليس لها تأثير ضار على الغلاف الجوي.
يعد استخدام هذا النوع من المجمعات بديلاً ممتازًا للتسخين بالكهرباء والغاز، حيث إنه جهاز صديق للبيئة ولا ينبعث منه انبعاثات إلى الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك، فإن أكبر ميزة لاستخدام هذا النوع من الأجهزة هي الفائدة الاقتصادية.
