النصر للطاقة الشمسية

السخانات الشمسية

السخانات الشمسية وسيلة حديثة لاستغلال الطاقة الشمسية في تسخين المياه في المنازل و الأغراض التجارية ،وقد شهدت تطورا كبيرا في السنوات القليلة الماضية بفضل استخدام تكنولوجيا الانابيب المفرغة vacuum tube وانابيب التسخين heat pipe والتى تضمن كثافة وسرعة عالية فى الوصول الى اعلى درجات الحرارة الممكنة والتى تصل الى 95 درجة مئوية .

السخانات الشمسية

هناك عدة طرق لأستغلال الطاقة الشمسية في تسخين المياه

  1. السخانات الشمسية المسطحة – Flat plate solar heater collectors

    السخانات الشمسية المسطحة

    السخانات المسطحة التقليدية عبارة عن صندوق اسود يحتوي على أنابيب معدنية سوداء معزولة بمواد عزل تقليدية , تقوم هذه الأنابيب بامتصاص الطاقة الشمسية وتحولها إلى حرارة لتستخدم هذه الحرارة في تسخين المياه ، وبما ان العزل بسيط , فهو يؤدي إلى حدوث فاقد حراري كبير خلال الليل عند انعدام أشعة الشمس الساقطة عليها .

  2. تقنية الأنابيب المفرغة – Vacuum Tubes

    تعتمد هذه التقنية على أنابيب مفرغة تمتص الطاقة الشمسية بكفاءة عالية وتحولها إلى طاقة حرارية ، لتسخين المياه .
    حيث يتألف كل أنبوب مفرغ من أنبوبين من الزجاج ، أحدهما بداخل الآخر ، ويصنعان من زجاج البوروسيلكيت “Borosilicate ” الذي يتميز بالمتانة ، ومقاومته للكسر .
    الأنابيب الزجاجية المفرغة
    الأنبوب الخارجي شفاف ويسمح لأشعة الشمس بالمرور من خلاله، بانعكاس قليل جدا، أما الأنبوب الداخلي الماص للحرارة، فيطلى بطبقة سوداء خاصة مؤلفة من الكروم والنيكل، والذي يمتص الأشعة الشمسية الساقطة عليه بنسبة قد تصل إلى98 % .

    يتم تثبيت نهايتي الأنبوبين مع بعضهما بطريقة الصهر” Fusion “بعد تفريغ الهواء الموجود بينهما تحت درجة حرارة عالية ، وينتج عن عملية التفريغ هذه ، وجود منطقة عزل بين الأنبوبين ، وهذا ما يجعل تلك الأنابيب متميزة بكفاءتها ، حيث يمنع هذا الفراغ تسرب الطاقة الحرارية التي اكتسبتها المياه ، وبالتالي وقف عمليتي التوصيل و الحمل الحراريتين ,لذلك نجد أن الأنبوب الداخلي قد تتجاوز درجة حرارته 95 درجة مئوية في حين يبقى الأنبوب الخارجي باردا . مما يؤدي إلى الحيلولة دون عملية فقدان الحرارة المكتسبة التي تحدث في السخانات الشمسية التقليدية المسطحة “Flat plate solar heater collectors ”
    تكنولوجيا الأنابيب المفرغة ثورة في عالم تسخين المياه بالطاقة الشمسية حيث تستطيع ان تحول أكثر من 80% من الطاقة الشمسية الساقطة علي السخان الي طاقة حرارية منقولة الي المياه

  3. أنابيب التسخين- Heat Pipe

    صورة أنابيب شمسية تعمل بالتسخان
    أنبوب التسخين عبارة عن أنبوب نحاسي مجوف و الفراغ الداخلي يكون مفرغ من الهواء تماماً مثل الأنابيب الزجاجية الشمسية , ولكن تفريغ الهواء في هذه الحالة ليس هدفه العزل , بل هو لتعديل حالة الماء الموجود داخل الأنبوب.

    في الضغط النظامي عند مستوى البحر يغلي الماء عند درجة 100 مئوية , أما في أعالي الجبال فإن درجة الغليان ستكون أقل وهذا عائد للفرق في الضغط الجوي بين المنطقتين . أي يمكننا الحصول على ماء مغلي وبدرجات حرارة منخفضة، إذا استطعنا إنقاص الضغط الجوي .

    وهذه الفكرة يتم استخدامها هنا للحصول علي غليان سريع للماء بدرجات حرارة منخفضة عند 30 درجة مئوية، لذلك إذا ارتفعت حرارة أنابيب التسخين وأصبحت أعلى من 30 درجة فإن المياه سوف تتبخر , وهذا البخار يتدفق مرتفعاً نحو قمة الأنابيب وينقل معه الحرارة , وعند وصوله إلى القمة يفقد البخار حرارته مما يؤدي لتكاثفه ويعود لحالته السائلة، ومن ثم يعود لأسفل أنابيب التسخين مرة اخري وهكذا تتكرر العملية.

    إن هذا الشرح يجعل من أنابيب التسخين تقنية سهلة جداً , عبارة عن أنبوب نحاسي مفرغ , وفيه كمية قليلة من الماء , وقد تم طرد الهواء من داخله. لكن في الحقيقة الوصول إلى هذه النتيجة تطلب صناعية منطورة بجودة دقيقة. لإنتاج هذه الأنابيب عالية الجودة و يجب مراعاة نوع المعدن المصنوع منه الأنبوب ونظافته و نقائه, فإذا احتوى في داخله على الشوائب , و يؤثر ذلك على فعالية الأنابيب وأدائها. لذا لابد من استخدام نحاس صافي عالي الجودة.

بعض الأسئلة الشائعة حول السخانات الشمسية

  1. هل يمكن استعمال جهاز تسخين الماء الشمسي في الشتاء؟
    في الشتاء تكون أشعة الشمس ضعيفة و لكن درجة حرارة الماء في السخانات الشمسية سوف تكون مرتفعة كفاية من أجل الاستحمام (في الأيام المشمسة). و إذا كان الجو غائما فإن السخانات الشمسية الحديثة لها خاصية امكانية استخدم الطاقة الكهربائية التقليدية كبديل لتسخين المياه وهو امر نادر الحدوث في الشرق الاوسط
  2. لماذا نجد بعض السخانات الشمسية تفقد كفاءتها بعد فترة من الاستعمال؟
    الغبار يغطي الأنابيب و بالتالي ينخفض معدل الامتصاص للأنابيب المفرغة.
    السخان غير جيد الصناعة: فعدم جودة الأنابيب او العزل تعني أداء غير جيد في امتصاص و حفظ الحرارة
  3. لماذا يكون التدفق عند مخرج ماء ضعيف في بعض الأحيان؟
    هناك سببين لضعف التدفق عند المخرج ، الأول أن المياه داخل السخان الشمسي تكون غير مضغوطة بسبب ان فرق الأرتفاع بين ,والثاني السخان الشمسي و فتحة المخرج غير كافية و حل هذه المشكلة يكون إما بزيادة ارتفاع السخان و وضعه في مكان اعلي أو بزيادة أقطار الأنابيب.
    وهناك احتمالات أخرى لهذه المشكلة عندما تكون الأنابيب منثنية أو مسدودة بسبب الرواسب.
  4. ما هي المشاكل الكامنة في المنظم الإلكتروني و الحساس؟
    إن الوظيفة الرئيسية للمنظم هي إظهار درجة حرارة الماء و المنسوب، التعبئة الأوتوماتيكية للماء في الخزان، و التحكم بالسخان الكهربائي. فالمشاكل الاعتيادية التي تحدث هي عدم إظهار أي شيء على الشاشة أو الإظهار غير الدقيق للمعلومات مما يسبب فقدان التحكم بالسخان الكهربائي .و العمر التشغيلي للحساس ليس طويلا , فإذا كان الحساس لا يعمل جيدا فيمكن تنظيفه وبعد ذلك إذا لم يعمل فيجب تبديله. والمنظم لا يعمل بشكل صحيح بدون الحساس فلا يمكنه إظهار قيم حقيقية للحرارة ولا لمنسوب الماء وبالتالي عدم التحكم بالصمام الكهربائي بالشكل المطلوب .
  5. كيف يمكن تحديد حجم السخانات الشمسية؟
    إن الاستهلاك العادي للشخص من 40 – 50 لتر في اليوم. ومنه يمكن حساب حجم المسخن المطلوب, مع العلم انه يمكن ان يتم ملي و تفريغ المياه داخل خزان السخان عدة مرات في اليوم تصل الي 4 مرات صيفأ و مرتين في الشتاء.
stamp©جميع الحقوق محفوظة
- النصر للطاقة الشمسية
- 126 حي 3/4 التجمع الخامس , مصر
- تليفون: 01117777488