انضم الان الى المجتمع
مجتمع إفادة. بوابتك إلى مجتمع الطاقة المتجددة — حيث تلتقي العلاقات والمعرفة والفرص.
السخان الشمسي هو نظام حراري يُستخدم في تسخين المياه من خلال استغلال الإشعاع الشمسي، ويُعد بديلاً فعالًا للسخانات الكهربائية أو الغازية في العديد من التطبيقات السكنية والتجارية، نظرًا لتوفيره الكبير في استهلاك الطاقة.
أولًا: مكونات السخان الشمسي
يتكون نظام السخان الشمسي من عدد من الأجزاء الرئيسية التي تعمل معًا لتحقيق عملية التسخين، وهي:
- المجمع الشمسي (Solar Collector)
وهو الجزء المسؤول عن امتصاص الإشعاع الشمسي وتحويله إلى حرارة تُستخدم في تسخين المياه في دائرة مغلقة أو مفتوحة.
ويوجد نوعان رئيسيان:
Flat Plate Collector (FPC): يعتمد على سطح ماص مغطى بزجاج، يتم تسخين المياه بداخله عن طريق التلامس مع السطح الساخن.
Vacuum Tube Collector (VTC): يتكون من أنابيب زجاجية مفرغة من الهواء لعزل الحرارة، يحتوي كل أنبوب على أنبوب داخلي ناقل للحرارة.
- الخزان الحراري (Hot Water Storage Tank)
يُستخدم لتخزين المياه الساخنة بعد تسخينها، وعادةً ما يكون معزولًا حراريًا للحفاظ على درجة الحرارة. قد يحتوي الخزان على مبادل حراري داخلي في حالة الأنظمة المغلقة، أو يكون بدون مبادل في حالة الأنظمة المفتوحة ويحتوي علي مسخن كهربائي احتياطي. - شبكة الأنابيب والوصلات
لربط المجمعات الشمسية بالخزان، بالإضافة إلى صمامات الأمان وصمام عدم الرجوع ومقياس الحرارة والضغط، حسب تصميم النظام. - الهيكل الداعم (Mounting Structure)
يُستخدم لتثبيت المجمع الشمسي على السطح بزاوية ميل مناسبة للموقع الجغرافي.
ثانيًا: آليات التشغيل
هناك نوعان رئيسيان لتشغيل نظام السخان الشمسي:
- السريان الطبيعي (Natural Circulation System – Thermosiphon)
يعتمد هذا النظام على فرق الكثافة بين المياه الباردة والساخنة. حيث تكون المياه الباردة ذات كثافة أعلى، فتتحرك لاسفل نحو المجمع الشمسي لتسخن، ثم ترتفع تلقائيًا إلى الخزان الموضوع في مستوى أعلى من المجمع عندما يتم تسخين المياة فتقل كثافتها و يقل وزنها .
لا يتطلب هذا النظام طلمبة تقليب ، لكنه يشترط وضعًا إنشائيًا معينًا من حيث توجيه السخان باتجاه الجنوب و مراعاة زاوية ميل مناسبة لاستمرار دائرة السرطان الطبيعي.
- السريان القسري أو النظام المركزي (Forced Circulation / Central Solar Heating System)
يُستخدم هذا النظام في المباني الكبيرة أو التطبيقات التجارية، ويتكون من عدة مجمعات شمسية متصلة بخزانات مركزية. ويعتمد على:
●مضخة تقليب (Circulation Pump) لتحريك المياه بين المجمع والخزان.
●وحدة تحكم (Controller) لضبط التشغيل حسب درجات الحرارة.
●مبادلات حرارية لفصل دائرة التسخين الشمسي المركزي عن دورة المياة التي يتم تسخينها لاستلاكها
●خزان مركزي لتوزيع المياه على نقاط الاستخدام و يحتوي علي مبادل حراري بداخله.
