بما أن تسخين المياه من خلال سخان الطاقة الشمسية يعتمد على أشعة الشمس، لذلك من المنطقي أن يتسائل البعض هل تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية في الليل؟، وللإجابة عن هذا السؤال نقدم لكم هذا الموضوع والذي نجيب فيه لكم عن سؤال هل تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية في الليل بالتفصيل.
إقرأ المزيد في بحث عن الطاقة الشمسية في مصر
مكونات السخان الشمسي
قبل البدأ في إجابة سؤال هل تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية في الليل؟ والذي سيتم الإجابة عنه في مراحل، نحب أن نوضح لكم أولًا ما هي مكونات السخان الشمسي والتي يتم من خلالها عملية تسخين المياه:
-
المجمعات الشمسية:
وهي التي تقوم بتجميع أشعة الشمس فترتفع درجة حرارتها، وتعتبر أكثر اللواقط المستخدمة انتشاراً هي المسطحة Flat Plate Collectors ولواقط الأنابيب المفرغة Vacuum Tubes Collectors.
-
خزان معزول عزل حراري:
وهو وظيفته كما ذكرنا مسبقًا الاحتفاظ بالمياه الساخنة لاستخدامها في كل وقت، لذلك فإن سعة الخزان تبداء من 100 لتر وحتى 500 لتر في الاستخدامات المنزلية.
-
هيكل تثبيت معدني:
وهو وظيفته حمل المجمعات الشمسية و الخزان معا، لذلك يجب أن يتم التثبيت بما يحقق زاوية ميل مثالية كما هو الحال في الألواح الشمسية.
-
ملف تسخين كهربائي احتياطي Auxiliary Electric Heater:
وهو الجزء الأهم في تكوين السخان الذي يساعدنا على معرفة هل تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية في الليل؟، تتراوح قدرة هذا الملف بين 2 و 4 كيلو وات ساعة لمعظم الأستخدامات المنزلية، ويعمل بصورة تلقائية بواسطة حساس يقوم بقياس درجة حرارة المياه في الخزان، ويتم استخدام هذا المصدر التقليدي للكهرباء في الشتاء أو في حال زيادة كبيرة ومؤقتة في استهلاك المياه مع عدم وجود لواقط شمسية كافية.
إقرأ عن شركات السخانات الشمسية فى مصر
تسخين الماء بالطاقة الشمسية
بدايةً وكمقدمة لإجابة سؤال هل تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية في الليل؟ نقدم لكم مبدأ عمل سخان الطاقة الشمسية وكيف يقوم بتسخين المياه من خلال النقاط التالية:
- تقوم مجمعات التجميع التي تسمى أيضًا أنظمة التخزين المجمعة المتكاملة (ICS) بتسخين المياه في خزانات أو أنابيب داكنة داخل صندوق معزول، وتخزين المياه حتى يتم سحبها.
- يمكن أن يبقى الماء في المجمع لفترات طويلة إذا كان الطلب المنزلي منخفضًا مما يجعله ساخنًا جدًا.
- صمام التقسية هو الحماية من السمط عند الصنبور، ويمتزج صمام التقسية بالماء البارد لتقليل درجة حرارة الماء قبل توصيله إلى الصنبور.
- مجمعات الدُفعة غير متوافقة مع أنظمة التداول ذات الحلقة المغلقة، وبالتالي لا يوصى بها بشكل عام في المناخات الباردة.
- تتكون جامعات الألواح المسطحة عادةً من أنابيب نحاسية مركبة على ألواح ممتصة.
- التكوين الأكثر شيوعًا هو سلسلة من الأنابيب المتوازية المتصلة عند كل طرف بواسطة أنبوبين، مشعبات المدخل والمخرج.
- مجموعة اللوحة المسطحة موجودة داخل صندوق معزول ، ومغطاة بالزجاج المقسى.
- عادة ما يتم تجميع جامعي الألواح المسطحة لاحتواء 40 غالونًا من الماء.
- يوفر جامعان ما يقرب من نصف الماء الساخن اللازم لخدمة أسرة مكونة من أربعة أفراد.
- صورة جامع الأنبوب المفرغ بالطاقة الشمسية جامعي الأنبوب المفرغ هم أكثر المجمعات كفاءة المتاحة.
- كل أنبوب مفرغ يشبه الترمس من حيث المبدأ، ويحيط بأنبوب زجاجي أو معدني يحتوي على الماء أو سائل نقل الحرارة أنبوب زجاجي أكبر، الفراغ بينهما فراغ لذلك يتم فقدان القليل جدًا من الحرارة من السائل.
- يمكن لهذه المجمعات أن تعمل بشكل جيد في ظروف الغيوم وتعمل في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -40 درجة فهرنهايت.
- يتم استبدال الأنابيب الفردية حسب الحاجة.
- يمكن أن تكلف جامعات الأنبوب المفرغة ضعف التكلفة لكل قدم مربع مثل جامعي الألواح المسطحة.
مراحل تسخين المياه في سخان المياه بالطاقة الشمسية
إجابة عن سؤال هل تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية في الليل؟ نوضح لك انه يعتمد سخان الطاقة الشمسية والتي تُسمى أيضًا بأنظمة تسخين المياه المنزلية على الشمس في وقودها، مما يجعلها من الممكن استخدامها في أي وقت بغض النظر عن المناخ، ويتم تسخين المياه من خلال سخانات الطاقة الشمسية من خلال نوعان من هذه الأنظمة، أولًا الأنظمة النشطة وتلك التي تحتوي على مضخة دوارة وأداة تحكم،و الثانية هي الأنظمة السلبية التي لا تحتوي على ذلك، وتتم عملية تسخين المياه بالطاقة الشمسية من خلال ثلاثة مراحل هي:
-
مرحلة امتصاص الأشعة:
وذلك من خلال جهاز يُسمى بـ مُجَمع الطاقة الشمسية، والذي يتم من خلاله امتصاص الإشعاع الشمسي، ثم تحويل هذه الطاقة إلى السائل أو المواد التي تمر عبر المجمع.
-
مرحلة نقل الطاقة:
وتتم هذه المرحلة من خلال وسط لنقل الطاقة المُمتصة، حيث تتم مرحلة نقل الطاقة الممتصة إلى الماء بواسطة موصل حراري، وتختلف نوعية هذه المادة تِبعاً لاختلاف الهدف المراد من استخدامها.
-
مرحلة التخزين:
وهي المرحلة الأهم للاجابة عن سؤال هل تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية في الليل؟، فهي المرحلة التي يتم فيها تخزين المياه الساخنة والمنقولة لتكون جاهزة للاستخدام في أي وقت وذلك عن طريق خزان معزول حرارياً، والذي يكون مغلفاً بطبقة داخلية من النحاس أو الفولاذ، وتعمل سخانات الطاقة الشمسي على ضغط منخفض ومرتفع، حيث تتراوح ما بين 100 إلى 600 كيلو باسكال.
هل تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية في الليل وفي الشتاء؟
تقريبًا ومن خلال الفقرات السابقة قد أجبنا على سؤال هل تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية في الليل؟، استكمالًا وفي هذه الفقرة نوضح تحديدًا هل تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية في الليل؟ وكيف يقوم بهذه المهمة بكفائة عالية خاصة في فترة الشتاء:
-
العزل الجيد:
يعتبر العزل الجيد هو كلمة السر لعمل سخان المياه بالطاقة الشمسية في درجات الحرارة المنخفضة، فمع العزل الجيد سيكون ضوء الشمس قادرًا على تسخين المياه جيدًا في سخان المياه الشمسي في الشتاء، حيث يتم تخزين المياه الساخنة بسبب الطاقة الإشعاعية للشمس، والتي يمكن الحصول عليها من خلال الزجاج وتسخن العبوات، حتى وإن كانت درجة الحرارة الخارجية أقل بكثير من التجمد، وهذا كما وضحنا من قبل، فمع العزل الجيد ستفقد قدر صغير جدًا للحرارة، ولن يؤثر في درجة حرارة المياه.
-
استخدام المرايا:
استخدام المرايا مع العزل الجيد يساعد على الحصول على أفضل نتيجة في تسخين المياه شتاءً، فإن أشعة الشمس المنتشرة والتي تكون أحيانًا ميزة في الأيام الغائمة تقلل من قدرة التسخين لمعظم سخانات المياه الشمسية، حيث لا وجود لتقنية محددة لامتصاص حرارة أكثر من أشعة الشمس خلال فصل الشتاء، ومع ذلك فإن استخدام المرايا يعمل على تحسين كمية الضوء التي تصل إلى المنطقة الصحيحة، خاصة المرايا المقعرة بحيث يمكن الاستفادة بشكل أفضل من عدد ساعات أقل من أشعة الشمس المباشرة المتاحة في فصل الشتاء، وهذه المرايا لا تلغي العامل الاول وهو العزل، فلا يزال الأمر يتعلق بجودة العزل، ومقدار الحرارة التي يمكن الاحتفاظ بها في النظام، دون فقدانها في البيئة، على طول الطريق من منطقة التسخين إلى منطقة الاستخدام.
-
في فصل الشتاء:
في فصل الشتاء ومع البيئة الجليدية وسقوط الأمطار الجليدية تحديدًا يكون للأنظمة المثبتة حماية من التجمد، بحيث سيذوب الثلج من مجمّع تسخين المياه بالطاقة الشمسية قبل أن ينزلق من سطحك.
