تعمل أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية على تحويل الطاقة الواردة من الشمس إلى حرارة وتسمح باستخدام المياه الساخنة. وقد أصبحت هذه الأنظمة، التي لها مبادئ عمل مثل مجمعات الطاقة الشمسية والأنظمة السلبية والنشطة وأنظمة الدوائر المغلقة والمفتوحة وتخزين الحرارة، شائعة في الآونة الأخيرة.
توفر أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، التي تتزايد مساحة استخدامها يوماً بعد يوم، وفورات كبيرة في الطاقة. وهي صديقة للبيئة ولها مكانة مهمة في مكافحة تغير المناخ. وبفضل ميزاتها مثل تكلفة الصيانة المنخفضة والعمر الطويل وسهولة التركيب، تتزايد مجالات استخدامها. ومن ناحية أخرى، فإن أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، التي يمكن تركيبها في المناطق المفتوحة والأسطح، تلبي احتياجاتها من الطاقة من الشمس وتقلل من الاعتماد على الخارج.
عند الحديث عن أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، يجب أيضًا ذكر أنظمة معالجة المياه بالطاقة الشمسية بإيجاز. هذا التطبيق، والذي يُعرف الآن بأنه أكثر التقنيات المستخدمة للحصول على المياه النظيفة تطوراً، حيث يقوم بتنقية المياه المالحة أو الملوثة باستخدام طرق مختلفة ونتيجة لذلك يمكن إنتاج مياه صالحة للاستهلاك. هذه التطبيقات لتنقية المياه بطرق متعددة ومختلفة;
- استخدام البوليسترين ومسحوق الكربون
- التكثيف والتبخر
- الكربون المنشط والترشيح بالرمل
- يمكن تفضيل أنظمة معالجة المياه المتنقلة على النحو التالي.
في الآونة الأخيرة، يتم استخدام أنظمة خاصة في هذه الأنظمة، والتي يفضلها كل من يريد التوفير في فواتير الكهرباء. كما يتم البحث عن أولئك الذين يرغبون في تحقيق استهلاك صحي للمياه من خلال الاستفادة من أشعة الشمس مع تحقيق أنظمة معالجة المياه بالطاقة الشمسية ذات الكفاءة العالية. وعلى الرغم من أهمية ضوء الشمس في هذه المرحلة، إلا أن الألواح تحتاج أيضاً إلى التنظيف بانتظام. لأن هذه الأنظمة، التي يتم تركيبها في منطقة معينة أو يفضل أن تكون متنقلة متنقلة، يجب ألا تتأثر بالغبار المحيط والعوامل البيئية الأخرى.
جهاز تنقية المياه بالألواح الشمسية هو جزء من نظام معالجة المياه. وبالإضافة إلى هذا النظام، كما هو الحال في جميع أجهزة التنقية، يجب أيضًا استخدام أنظمة التناضح العكسي والتليين. يمكن لأولئك الذين يرغبون في استهلاك المزيد من المياه الصحية والنظيفة أن يبدأوا في استخدام أنظمة معالجة المياه بالطاقة الشمسية.
أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية
تُستخدم الطاقة الشمسية، التي تُعد من أنسب مصادر الطاقة في العالم ولديها إمكانات إنتاجية كبيرة في تركيا، في أنظمة تسخين المياه. وبعبارة أخرى، فإن هذه الأنظمة، التي تُستخدم للحصول على مياه نظيفة باستخدام الطاقة المتجددة، تقوم بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وتسخين المياه. وتشمل هذه التطبيقات، التي أصبحت الخيار الأول لأولئك الذين يرغبون في استخدام المياه الساخنة بشكل اقتصادي في أماكن معيشتهم، المضخات وخزانات التخزين والدوائر السائلة والمجمعات الشمسية.
إنه خيار صديق للبيئة واقتصادي، فبينما يتم الحصول على الماء الساخن باستخدام أشعة الشمس، فإنه يوفر وفورات كبيرة من فاتورة الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك، يقل استخدام الوقود الأحفوري بفضل هذه الأنظمة ويساهم في الحفاظ على البيئة. يتم إنتاج أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية بأحجام وأنواع مختلفة. ويمكن تخصيصها وفقاً للاحتياجات في أماكن المعيشة. على الرغم من أن التكلفة الأولية قد تبدو مرتفعة، إلا أنها تقلل بشكل كبير من تكلفة الطاقة على المدى الطويل وتبدأ في إظهار عائدها على الاستثمار.
تُعد المجمعات التي يتم تركيبها في مناطق مفتوحة مثل الحدائق أو الأسطح وتلبي احتياجات المنازل وأماكن العمل من المياه الساخنة صديقة للبيئة مقارنة بمصادر الطاقة مثل الغاز الطبيعي أو الكهرباء. وتشمل هذه الأنظمة، التي تحصل أساساً على بخار الماء باستخدام الطاقة الشمسية وتنتج المياه الصالحة للاستهلاك مع تكثيف البخار، أنظمة الترشيح بالكربون المنشط والترشيح بالرمل وأنظمة التناضح العكسي. وقد اكتسبت أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، التي تعتبر أهم تكنولوجيا من حيث صحة الإنسان والاستدامة البيئية، شعبية في بلدنا.
ماذا تفعل أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية؟
تُستخدم أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية للحصول على الماء الساخن باستخدام الطاقة الشمسية. هذه الأنظمة، التي تظهر كتقنية خاصة، مفضلة في الغالب في مناطق بحر إيجة والبحر الأبيض المتوسط. لأنه في هذه المناطق، التي تتلقى أشعة الشمس على مدار السنة، تزداد الحاجة إلى المياه الساخنة والنظيفة باستمرار مع توفير الطاقة. هذه الأنظمة;
- يزيد من قيمة مساحات المعيشة: عند استخدامها في المنازل، فإنها تزيد من قيمة مساحات المعيشة. لأن هذه الأنظمة تعتبر استثماراً مهماً.
- توفر استخدامًا طويل الأمد: من المعروف أن أنظمة معالجة المياه بالطاقة الشمسية التي تتطلب الحد الأدنى من الصيانة يتم إنتاجها في هيكل متين.
- صديقة للبيئة: كما هو معروف، الطاقة الشمسية هي أنظف مصدر للطاقة. وبهذه الطريقة، يمكن استخدام أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية للحصول على الماء الساخن دون الإضرار بالبيئة.
- يوفر المال: يقلل من حاجتك للموارد مثل الغاز الطبيعي أو الكهرباء. وبهذه الطريقة، تتيح لك التوفير في الكهرباء. وقد أظهرت العديد من الدراسات أن مجمعات الطاقة الشمسية توفر ما بين 20 في المائة و50 في المائة سنوياً.
ما هي المناطق التي تستخدم فيها أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية؟
وقد أصبحت هذه الأنظمة، التي تُستخدم في العديد من المجالات، منتشرة على نطاق واسع في المؤسسات والقطاع الزراعي والصناعة وأماكن المعيشة وتدفئة المسابح والقطاع الصحي.
- تدفئة المسابح: إنها الطريقة المثالية الأكثر استخدامًا لتسخين حمامات السباحة. وبهذه الطريقة، مع زيادة درجة حرارة مياه حمام السباحة، فإنها توفر تجربة سباحة أفضل جودة وراحة.
- القطاع الصحي: تفضل العديد من المؤسسات الصحية والمستشفيات هذه الأنظمة لإنتاج الماء الساخن. بالإضافة إلى ذلك، فإن المستشفيات التي تقلل من تكاليف الطاقة تحافظ أيضاً على معايير النظافة.
- الصناعة تُستخدم أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية أيضًا في المنشآت الصناعية. خاصة في مرحلة الإنتاج، يتم تلبية الحاجة إلى الماء الساخن بهذه الطريقة ويتم تحقيق توفير كبير في الطاقة.
- الزراعة: هذه الأنظمة، التي يمكن أن تكون مفضلة في أنظمة الري، تقلل من تكاليف الطاقة وتزيد من إنتاجية المنتج.
- الشركات أصبحت أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية الآن الخيار الأول للمؤسسات التجارية. لأنه مع هذه الأنظمة، يتم تقليل الآثار البيئية مع زيادة معدل الربحية.
- مناطق المعيشة: يفضل تلبية الحاجة إلى الماء الساخن في مناطق المعيشة. وبينما يقلل أصحاب المنازل من تكاليف الطاقة، فإنهم يزيدون أيضًا من القيمة المادية للمنزل بفضل هذه الأنظمة.
ثم تكون مجالات استخدام أنظمة معالجة المياه بالطاقة الشمسية على النحو التالي;
- المنازل
- أماكن العمل
- حقول الزراعة
- العيادات
- المستشفيات
- مباني المكاتب
- المطاعم
- الفنادق
- المناطق الريفية
- أحواض السباحة
كيف تسخن المياه بالطاقة الشمسية؟
من أجل تسخين المياه بالطاقة الشمسية، يجب أن تتمتع هذه الأنظمة ببعض الميزات. بالإضافة إلى ذلك، هناك طريقتان مختلفتان لتسخين المياه كنظامين نشط وسلبي. هناك فرق جوهري بين كلا النظامين. يتم استخدام الحمل الحراري الطبيعي في النظام السلبي. أما في الأنظمة النشطة، فتوجد حركة سائلة وتستخدم مضخة لتحريك المياه.
- أنظمة الطاقة الشمسية النشطة: يتم توفير الكهرباء وإنتاج المياه من الطاقة الشمسية. في النظام النشط حيث يتم استخدام مجمعات عالية الكفاءة وخلايا شمسية عالية الكفاءة، هناك أيضًا ميزة إضافية لتخزين الحرارة. ونتيجة لذلك، تتم مراقبة توزيع الحرارة باستمرار داخل النظام.
- أنظمة الطاقة الشمسية السلبية: تُعرف بأنها الطريقة الأكثر شيوعاً. وعلى الرغم من انخفاض تكلفتها، إلا أنها ليست تقنية معقدة. يكفي تركيب معدات على الحائط أو السقف لاستقبال الطاقة الشمسية. في الأنظمة السلبية التي تعمل على مبدأ تخزين الطاقة وتوزيعها في الداخل، يمكن تسخين المياه بالطاقة الشمسية في الشتاء.
يتم التعامل مع هذه الأنظمة بطريقتين مختلفتين وفقاً لطريقة دوران المياه;
- أنظمة الدائرة المفتوحة: تقوم على مرور الماء البارد مباشرةً عبر المجمّع ويتم تسخينه ونقله إلى الخزان. ويمكن القول أن أنظمة الدوائر المفتوحة، حيث تظهر مشكلة التكلس بشكل متكرر، لا يفضل استخدامها كثيراً.
- أنظمة الدائرة المغلقة: وهي الأنظمة التي يكون فيها السائل الدائر في المجمع والمياه المنزلية منفصلين عن بعضهما البعض. وهي عملية مهمة لتجنب مشاكل التجمد في فترات الشتاء. وبالإضافة إلى ذلك، يمر نقل الحرارة من خلال المبادل الحراري ويقوم بتسخين المياه المنزلية.
Fيمكن للشركات أو الشقق أو المؤسسات الكبيرة جعل التدفئة أسرع وأكثر كفاءة باستخدام أجهزة نظام التتبع الشمسي لأنظمة تسخين المياه. مع نظام التتبع الشمسي، تغير الألواح الشمسية اتجاهها وفقًا لاتجاه الشمس وتستقبل أشعة الشمس بأكثر الطرق كفاءة على مدار اليوم. وهذا يزيد بشكل كبير من الكفاءة التي تحصل عليها.
مبدأ عمل أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية
تحتوي أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية على بعض مبادئ العمل. وتتضمن الخطوات التالية هذه المبادئ.
- المجمعات: مجمعات الطاقة الشمسية هي المكون الأساسي لهذه الأنظمة. تقوم المجمعات التي تمتص أشعة الشمس بتوليد الطاقة الحرارية. وعادة ما يدور الماء أو مضاد التجمد في هذه المجمعات. وبفضل أشعة الشمس التي تضرب سطح المجمعات، يبدأ السائل في التسخين.
- الأنظمة النشطة: في النظام النشط لتسخين المياه بالنظام النشط، عادةً ما يأتي نقل الحرارة إلى المجمعات بمساعدة مضخة ثم يتم إرسالها إلى الخزان. تجد المضخة الفرق بين درجة حرارة الماء في المجمّع والخزان وتبدأ في العمل.
- الأنظمة السلبية: لا توجد مضخة في الأنظمة السلبية. فالماء في حركة طبيعية. عندما يسخن، يتم إرساله إلى الجزء العلوي من الخزان وعندما يبرد، يتم إرساله إلى الجزء السفلي من الخزان.
- مبادل حراري: يتم نقل الحرارة التي يتم الحصول عليها في المجمّع إلى الماء من خلال المبادل الحراري. وبعبارة أخرى، ينقل المبادل الحراري مباشرة حرارة الماء الساخن في المجمّع إلى الماء في الخزان. وبهذه الطريقة، يخرج الماء الساخن دون أي اختلاط في السائلين.
- خزان التخزين: يتم تخزين الحرارة التي يتم الحصول عليها في خزان التخزين. هذه الصهاريج، التي تخزن الماء الساخن الناتج في الأيام المشمسة، تحافظ على الحرارة جاهزة للاستخدام عندما تكون الشمس غير كافية.
- وحدة التحكم: فيما يلي أنظمة التحكم الأوتوماتيكية التي يمكنها اكتشاف فرق درجة الحرارة. وتتمثل مهمتها الرئيسية في ضمان نقل الماء الساخن إلى الخزان وتشغيل التطبيق بسلاسة.
اترك تعليقاً