ما هي المشاكل في سخانات المياه الشمسية؟

مع التقدم الهائل لتكنولوجيا الطاقة المتجددة وخاصة الطاقة الشمسية، وانتشار سخانات الطاقة الشمسية، ظهر بعض الشكاوي من المستخدمين من ظهور مشاكل في سخانات المياه الشمسية، لذلك اعددنا لكم هذا الموضوع لتوضيح مسببات المشاكل في سخانات المياه الشمسية، وتفاديها.

تعرف أكثر على ما هو سخان المياة الشمسي؟

أنواع السخانات الشمسية

قبل أن نبدأ في عرض المشاكل في سخانات المياه الشمسية نوضح لكم أولًا ما هي أنواع السخانات الشمسية:

سخان الأنابيب الحرارية

• هذه هي أبسط أنواع السخانات الشمسية المتاحة، يمكن وصفها ببساطة بأنها دبابة تحت ضوء الشمس، ويتم تسخينه وتخزينه دفعة واحدة في كل مرة، تُعرف أيضًا باسم “ICS” أو “المجمّع المتكامل والتخزين”، يمكن لهذا النوع من السخانات الشمسية أن يسخن الماء بما يكفي لمساعدتك دون استخدام السخانات الكهربائية، خاصةً بعد الظهر المشمس.
• يقدم كمية مناسبة من المياه الساخنة للأسر المكونة من 2-3 ويمكن أن يكون استثمارًا ممتازًا منخفض التكلفة، ولكن نظرًا لأنها تحتفظ بمخزن المياه الساخنة على السطح طوال الليل  فمن الضروري أن يكون خزان التخزين مغلقًا بالكامل. يُنصح أيضًا بأن يكون ما يقرب من ثلث أنابيب التجميع مكشوفة فوق العزل لمنع حمل الماء الساخن مرة أخرى إلى الغلاف الجوي بمثابة نوع من الإشعاع العكسي.

السخان الشمسي المسطح Flat Plate

• تم استخدام السخان الشمسي المسطح Flat Plate على نطاق واسع منذ منتصف القرن العشرين وما زالوا وهو يتكون مجمع شمسى مدهون بمواد عالية الامتصاص  ويتكون من شيت من النحاس من، متصل بالقنوات الطولية التي يمر بها الماء أو سائل التبادل الحراري، يتم تغليف هذا في غلاف معدني يحيط به حماية صلبة للمساعدة في الاحتفاظ بالحرارة المجمعة ويتم تأمينه بواسطة لوح من الزجاج  الحراري.
• أنظمة FPC تدوم طويلاً لأنها معدنية، لكن بعض الناس يرى ان التكلفه عاليه، لذلك يميلون إلى أن يكونوا في جانب باهظ الثمن قليلاً، تعمل بسلاسة جيدة حتى في المناطق الأكثر برودة مع درجات حرارة دون الصفر ولكنها تحتاج إلى حل إضافي مضاد للتجمد  وبالتالي زيادة التكلفة الإجمالية.

أنظمة تسخين مجمع الأنابيب المفرغة

تعد أنظمة التدفئة ETC أحدث نسبيًا في السوق، وتعرف عالمنا عليها في أواخر السبعينيات، تتكون الأنابيب المفرغة الأكثر استخدامًا من أنبوب حراري يحيط به أنبوب زجاجي تحت فراغ، يتألف هذا الأنبوب الزجاجي كذلك من طبقتين من الزجاج، تقع بين هذه الطبقات الهواء الذي يتم إخلاؤه، يتم ممارسة بعض الضغط الإضافي على الأنبوب الحراري للسماح للسائل (الماء) بالتسخين بسرعة، حتى في درجات حرارة منخفضة (حوالي 70-80 فهرنهايت).

فقاعات الماء هي إشارة إلى أن المجمع قد جمع الحرارة إلى أقصى إمكاناته، ثم يتم امتصاص هذه الحرارة عن طريق الماء أو أي سوائل أخرى تتدفق عبر الأنبوب الداخلي.

أنظمة التدفئة هذه هشة للغاية ولكنها أرخص من أنظمة التدفئة FPC، وهي مفضلة للمناطق الأكثر برودة حيث تكون درجة الحرارة دون الصفر.

ومع ذلك في الأماكن ذات المياه المالحة يجب تمرير المياه من خلال نظام FPC لتحلية المياه قبل معالجتها باستخدام نظام ETC.

إقرأ المزيد عن طريقة عمل سخان الماء ومكوناته

أنظمة عمل السخان الشمسي

أحد مسببات المشاكل في سخانات المياه الشمسية هي اختيار سخان يعمل بنظام غير مناسب لطبيعة المناخ، ومع أن هذه في الأساس مهمة الشركة المثبتة الا انه ننصحك بمعرفة كل التفاصيل حول أنظمة عمل السخان الشمسي واختيار الأنسب من بينهم ومناقشة الشركة المثبتة فيه وذلك لتجنب حدوث مشاكل في سخانات المياه الشمسية الخاص بك:

• أنظمة التداول المباشر:

 تقوم هذه الأنظمة بضخ المياه من التخزين إلى المجمعات خلال الساعات المشمسة، ومن ثم يتم الحصول على الحماية من التجمد عن طريق إعادة تدوير الماء الساخن من خزان التخزين، أو عن طريق شطف المجمعات (تصريف لأسفل)، نظرًا لأن نظام إعادة التدوير يزيد من استخدام الطاقة، بينما يقلل التدفق من ساعات التشغيل، يتم استخدام أنظمة الدوران المباشر فقط في المناطق التي تكون فيها درجات حرارة التجمد نادرة، ولن يكون هو الاختيار الأنسب في حالة تركيبه في منطقة بها درجة حرارة منخفضة حد التجمد.

• أنظمة التصريف لأسفل:

هذه الأنظمة هي بشكل عام أنظمة تسخين المياه غير المباشرة، يتم تداول المياه المعالجة أو غير المعالجة من خلال حلقة مغلقة، ويتم نقل الحرارة إلى مياه الشرب من خلال مبادل حراري، عندما لا تتوافر حرارة شمسية يتم تجفيف مائع المجمع بواسطة الجاذبية لتجنب حلقات التجمد والحمل الحراري التي تقلل فيها المياه المجمعة من درجة حرارة الماء المخزن، وهذا النظام هو الأنسب للمناطق التي تغيب عنها الشمس لفترات.

• أنظمة تسخين المياه غير المباشرة:

في هذه الأنظمة يتم تدوير السوائل المحمية بالتجميد من خلال حلقة مغلقة ويتم نقل حرارتها إلى مياه الشرب من خلال مبادل حراري بكفاءة 80 إلى 90 بالمائة، أكثر السوائل استخدامًا للحماية من التجمد هي محاليل ماء إيثيلين جليكول وحلول ماء بروبيلين جليكول، وهو النظام الأنسب للمناطق التي تنخفض بها درجات الحرارة حد التجمد.

• أنظمة الهواء:

في هذا النظام غير المباشر تقوم المجمعات بتسخين الهواء الذي يتم تحريكه بواسطة مروحة من خلال مبادل حراري من الهواء إلى الماء ثم يتم استخدام المياه للاحتياجات المنزلية أو الخدمية.تكون كفاءة المبادل الحراري في نطاق 50٪.

تتطلب الأنظمة التي تعمل بالدوران المباشر أو بالحرارة أو المضخات التي يتم تنشيطها صيانة أعلى في الأجواء المتجمدة، بعامة تعتبر أنظمة الهواء والماء غير المباشرة هي الأنسب، في حين أن أنظمة الطاقة الشمسية الهوائية على الرغم من أنها ليست بنفس كفاءة أنظمة المياه.

تركيب السخان الشمسي

من أكثر العوامل المسببة للمشاكل في سخانات المياه الشمسية هي التركيب الخاطئ للسخان، لذلك نعرض عليكم في ما يلي أهم النصائح لتركيب السخان الشمسي بطريقة صحيحة لتجنب أشهر مشاكل في سخانات المياه الشمسية:

• إيجاد الشركة المناسبة واختيار المعدات

وهي أهم مشكلة من مشاكل في سخانات المياه الشمسية، بداية أي تركيب لسخان المياه بالطاقة الشمسية هي مرحلة التخطيط، لذلك عليك  العثور على محترف موثوق به وذو خبرة في هذا المجال والذي سيساعدك في التفاصيل الصغيرة في اختيار النظام الذي يناسب احتياجاتك.

• تركيب الألواح

تعد ألواح الطاقة الشمسية واحدة من أهم جوانب نظام التسخين، لأنها تجمع طاقة الشمس من أجل تحويلها إلى حرارة لتسخين منزلك.

كما شرحنا مسبقًا في فقرة ما هو مكان تركيب سخان المياه الشمسية؟ أنه يتم وضع الألواح وتثبيتها على سطح المنزل، ويمكن وضع الألواح على السطح بطريقتين مختلفتين، اعتمادًا على كل من نظام التركيب الذي يستخدمونه، بالإضافة إلى نوع المجمع، سيتم تثبيتها إما تحت التسقيف الحالي، مع ظهور السقف فوق الحواف كما هو الحال حول فتحة سقفية، أو سيتم تثبيتها فوق السقف مع وميض مدمج لإبعاد المياه، وهذا ما تحدده الشركة التي تعمل معها.

• تثبيت خزانات التخزين والمبادل الحراري

بعد ذلك نحتاج إلى تركيب خزان التخزين حيث يمكنا إرسال سائل نقل التجمد الساخن، خزان التخزين ، والمبادل الحراري الموجود فيه، هو الجزء الأكبر من نظام الماء الساخن الشمسي وعادة ما يكون موجودًا في الطابق السفلي أو خزانة المرافق، حيث يمكن الوصول إليها عن طريق خطوط المياه والأنابيب المضادة للتجمد.

• عزل النظام

الخطوة الأخيرة وهي من أهم خطوات والتي يحدث بسببها مشاكل في سخانات المياه الشمسية هو عزل النظام، فبمجرد وضع جميع القطع في مكانها، فإن  في أي مهمة تعمل بالماء الساخن بالطاقة الشمسية هي عزل كل جزء، سيقوم المثبت بتوصيل الثقوب في السقف، وعزل الأنابيب، والتحقق مرة أخرى من أن التوصيلات بين المكونات مغلقة، أي طاقة تُفقد من خلال أنظمة الأنابيب أو داخل خزان التخزين نفسه بمثابة مدخرات، لذا من الضروري عزل نظامك بشكل صحيح.

وبذلك نكون قد وضحنا لكم ما هي مشاكل في سخانات المياه الشمسية.

المراجع

vikaspedia