كيف يعمل
تتكون أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية من خزان المياه ومجمعات الطاقة الشمسية. هناك نوعان من أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية: نشط (مع مضخة دورانية وأدوات تحكم) وسلبي (بدون مضخة دورانية وأدوات تحكم).
أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية النشطة
هناك نوعان من أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية النشطة:
أنظمة التداول المباشر
تقوم المضخة بتوزيع المياه المنزلية من خلال المجمع وإلى المنزل. إنها تعمل بشكل جيد في المناخات التي تكون فيها درجات الحرارة المتجمدة نادرة.
أنظمة التداول غير المباشرة
تقوم المضخة بتدوير سائل نقل الحرارة غير المتجمد من خلال المجمع والمبادل الحراري. هذا يسخن المياه المتدفقة إلى المنزل. أنها تحظى بشعبية في المناخات المعرضة لدرجات الحرارة المتجمدة.
أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية السلبية
أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية السلبية عادة ما تكون أقل تكلفة من الأنظمة النشطة، ولكنها عادة ما تكون أقل كفاءة. ومع ذلك، فإن الأنظمة السلبية أكثر موثوقية وتدوم لفترة أطول. هناك نوعان أساسيان من الأنظمة السلبية:
الأنظمة السلبية للتخزين المجمع المتكامل
وتتكون هذه الأنظمة من خزان للمياه مغطى بمادة شفافة بحيث تقوم الشمس بتسخين الماء. ثم يتدفق الماء الموجود في الخزان إلى نظام من الأنابيب. تعمل هذه الأنظمة بشكل أفضل في المناطق التي نادرًا ما تنخفض درجات الحرارة فيها إلى ما دون درجة التجمد. كما أنها مناسبة للمنازل التي يرتفع فيها الطلب على الماء الساخن أثناء النهار والليل.
أنظمة ثيرموسيفون
يتم تسخين المياه في مجمع على السطح ثم تتدفق عبر نظام من الأنابيب عند تشغيل صنبور الماء الساخن. تبلغ سعة معظم هذه الأنظمة 40 جالونًا.
صهاريج التخزين ومجمعات الطاقة الشمسية
تتطلب معظم سخانات المياه الشمسية خزانًا معزولًا جيدًا. يحتوي خزان تخزين الطاقة الشمسية على مخرج ومدخل إضافي متصل بالمجمع. في نظام الخزانين، يقوم سخان المياه بالطاقة الشمسية بتسخين المياه قبل دخولها إلى سخان المياه التقليدي. في نظام الخزان الفردي، يتم دمج السخان الاحتياطي مع خزان تخزين الطاقة الشمسية في خزان واحد.
هناك ثلاثة أنواع من مجمعات الطاقة الشمسية للاستخدام السكني:
جامعي لوحة مسطحة
مجمعات الألواح الزجاجية عبارة عن صناديق معزولة ومقاومة للعوامل الجوية تحتوي على لوحة ماصة داكنة تحت غطاء واحد أو أكثر من الزجاج أو البلاستيك (البوليمر). تحتوي المجمعات المسطحة غير الزجاجية (التي تستخدم عادةً لتسخين حمامات السباحة بالطاقة الشمسية) على لوحة امتصاص داكنة مصنوعة من المعدن أو البوليمر ولا يوجد بها غطاء أو غلاف.
أنظمة تخزين المجمع المتكاملة
وتسمى أيضًا أنظمة ICS أو أنظمة الدفعات، وتتميز بخزان أو أنابيب سوداء واحدة أو أكثر في صندوق زجاجي معزول. يمر الماء البارد أولاً عبر المجمعات الشمسية التي تقوم بتسخين الماء مسبقًا. ثم يستمر الماء إلى سخان المياه الاحتياطي التقليدي، مما يوفر مصدرًا موثوقًا للمياه الساخنة. يجب تركيبها فقط في المناخات المعتدلة المتجمدة، حيث أن الأنابيب الخارجية قد تتجمد في الطقس شديد البرودة.
مجمعات الطاقة الشمسية الأنبوبية المفرغة مجمعات الطاقة الشمسية الأنبوبية المفرغة
تتميز بأنابيب زجاجية شفافة مرتبة بالتوازي. يحتوي كل أنبوب على أنبوب خارجي زجاجي وأنبوب ماص معدني متصل بمشتت حراري. يمتص الطلاء الموجود على المشتت الحراري الطاقة الشمسية ولكنه يمنع فقدان الحرارة الإشعاعي. تُستخدم هذه المجمعات بشكل أكبر في التطبيقات التجارية في الولايات المتحدة.
تتطلب أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية دائمًا نظامًا احتياطيًا لليوم الغائم
د مرات زيادة الطلب. غالبًا ما توفر سخانات المياه التخزينية التقليدية نسخة احتياطية وقد تكون بالفعل جزءًا من حزمة النظام الشمسي. قد يكون النظام الاحتياطي أيضًا جزءًا من مجمع الطاقة الشمسية، مثل خزان على السطح مزود بنظام سيفون حراري. نظرًا لأن نظام تخزين المجمع المتكامل يقوم بتخزين الماء الساخن بالإضافة إلى تجميع الحرارة الشمسية، فيمكن تعبئته بسخان مياه بدون خزان أو سخان مياه عند الطلب كنسخة احتياطية.
اختيار سخان المياه بالطاقة الشمسية
قبل شراء وتركيب نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية، عليك القيام بما يلي:
تقدير التكلفة وكفاءة استخدام الطاقة لنظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية
تقييم الموارد الشمسية لموقعك
تحديد الحجم الصحيح للنظام
التحقيق في القوانين والمواثيق واللوائح المحلية.
تعرف أيضًا على المكونات المختلفة المطلوبة لنظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية، بما في ذلك ما يلي:
نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية. المبادلات الحرارية
سوائل نقل الحرارة لأنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية
تركيب وصيانة النظام
يعتمد التثبيت الصحيح لسخان المياه بالطاقة الشمسية على عدة عوامل. وتشمل هذه العوامل موارد الطاقة الشمسية، والمناخ، ومتطلبات كود البناء المحلي، وقضايا السلامة؛ لذلك، من الأفضل أن يقوم مقاول نظام حراري شمسي مؤهل بتثبيت نظامك.
بمجرد التثبيت، فإن الحفاظ على نظامك بشكل صحيح سيبقيه يعمل بسلاسة. الأنظمة السلبية لا تتطلب الكثير من الصيانة. بالنسبة للأنظمة النشطة، ناقش متطلبات الصيانة مع موفر النظام الخاص بك واستشر دليل مالك النظام الخاص بك. تتطلب السباكة ومكونات تسخين المياه التقليدية الأخرى نفس الصيانة التي تتطلبها الأنظمة التقليدية. في المناخات الجافة، لا يمكن لمياه الأمطار توفير تدفق طبيعي، لذلك قد يكون تنظيف الزجاج ضروريًا.
يمكن أن تتطلب الأنظمة البسيطة صيانة دورية كل 3-5 سنة، ويفضل أن يكون ذلك بواسطة مقاول طاقة شمسية. تتطلب الأنظمة ذات المكونات الكهربائية عادةً استبدال جزء أو قطعتين بعد 10 سنوات. تعرف على المزيد حول صيانة وإصلاح نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية.
عند فحص مقاولي التركيب و/أو الصيانة المحتملين، اطرح الأسئلة التالية:
هل لدى شركتك خبرة في تركيب وصيانة أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية؟
اختر شركة تتمتع بالخبرة في تثبيت نوع النظام الذي تحتاجه وخدمة التطبيق الذي تختاره.
كم عدد سنوات الخبرة التي تتمتع بها شركتك في مجال تركيب وصيانة التدفئة الشمسية؟
كلما زادت الخبرة، كلما كان ذلك أفضل. اطلب قائمة بالعملاء السابقين الذين يمكنهم تقديم المراجع.
هل شركتك مرخصة أو معتمدة؟
تتطلب بعض الولايات رخصة سباك و/أو مقاول طاقة شمسية صالحة. اتصل بمدينتك ومقاطعتك لمزيد من المعلومات. قم بتأكيد الترخيص مع مجلس ترخيص المقاولين في ولايتك. يمكن لمجلس الترخيص أيضًا إبلاغك بأي شكاوى ضد المقاولين المرخصين من الدولة.
تحسين كفاءة الطاقة
بمجرد تركيب سخان المياه الخاص بك وصيانته بشكل صحيح، جرب بعض الاستراتيجيات الإضافية لتوفير الطاقة للمساعدة في خفض فواتير تسخين المياه، خاصة إذا كنت بحاجة إلى نظام احتياطي. تعتبر بعض الأجهزة والأنظمة الموفرة للطاقة أكثر فعالية من حيث التكلفة عند تركيبها مع سخان المياه الخاص بك.
