النظام الشمسي
تعتبر تدفئة منزل خاص مسألة صعبة ومسؤولة ، ويتطلب حلها تكاليف وجهود. أحيانًا تصبح التعريفات وشروط توريد الموارد مرتفعة بشكل مفرط وتجبر على البحث عن طرق أكثر عقلانية واقتصادية للتدفئة دون تكاليف غير ضرورية. يمكن أن يكون أحد الخيارات نظام شمسي يعتمد على طاقة شمسية خالية تمامًا.
كل يوم ، تسقط كمية هائلة من الجيجاوات على سطح الأرض ، والتي تتناثر في الغلاف الجوي وتمتصها قشرة الأرض. كمية الطاقة كبيرة ، ولكن حتى الآن لم يتم اختراع سوى القليل من الفرص لتلقيها وتخزينها. أنظمة الطاقة الشمسية للتدفئة المنزلية هي واحدة من طرق استخدام الطاقة الشمسية لأغراض عملية.
ما هذا؟
النظام الشمسي مجمع من الأجهزة المستخدمة لاستقبال الطاقة الحرارية من الشمس للتدفئة المنزلية أو لأغراض أخرى. إنه مصدر تدفئة لوسط التدفئة لدائرة التدفئة في المنزل. يتم التسخين إما بشكل مباشر أو غير مباشر من خلال مبادل حراري.
يشمل النظام الشمسي:
- جامع. جهاز يستقبل الطاقة من الشمس وينقلها إلى المبرد بطريقة أو بأخرى.
- دائرة تدفئة المنزل.
العنصر الرئيسي للنظام هو المجمع. إنه مصدر لتسخين المبرد. الباقي هو نظام تدفئة تقليدي بالرادياتير ، أو (أفضل) تدفئة أرضية.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، يمكن أن يكون سعره مرتفعًا جدًا ، غير قادر دائمًا على توفير تدفئة كافية وكافية... يعتمد ذلك على الظروف المناخية والطقس في المنطقة وموقع المنزل وعوامل أخرى. يعتقد بعض الخبراء أنه لا يمكن استخدام هذا النوع من التدفئة إلا كخيار إضافي.
الآراء
هناك تصميمات مختلفة متعددة الجوانب يمكنها إثبات فعاليتها وقدراتها:
- فتح. يمثل عبوات سوداء مستطيلة الشكل مملوءة بالماء... يتم تسخينه بفعل حرارة الشمس ويمكنه الحفاظ على درجة حرارة الماء في حمامات السباحة الخارجية ، والاستحمام في الهواء الطلق ، والمزيد. كفاءة هذه الأجهزة منخفضة للغاية ، لذا لا يمكن استخدامها إلا في فصل الصيف.
- أنبوبي. العنصر الرئيسي لهذه الأنظمة أنابيب زجاجية متحدة المحور ، بين الأجزاء الخارجية والداخلية التي يتم عمل فراغ منها... يتم تكوين طبقة واقية شفافة ذات توصيل حراري منخفض للغاية ، مما يسمح للماء (أو مضاد التجمد) بتلقي الطاقة الشمسية ، عمليًا دون استهلاكها في البيئة. تكلفة هذه المجمعات عالية ، وقابلية الصيانة منخفضة للغاية ومشكلة.
- مستوي. يمثل صناديق مسطحة مع غطاء شفاف... الجزء السفلي مغطى بطبقة تقبل الطاقة بنشاط. يتم لحام أنابيب KE به ، حيث يتحرك الماء. تلقي الحرارة ، يتم إرسالها إلى نظام التدفئة. في بعض الأحيان يتم ضخ الهواء من تحت الغطاء ، مما يزيد من كفاءة استهلاك الطاقة ويقلل من الفاقد. هناك أيضًا تصميمات حيث توجد الأنابيب بين طبقتين متلقيتين يتم إنشاء الأخاديد فيهما. هذا يسمح بتحسين نقل الحرارة.
هناك أيضًا أنواع أكثر حداثة من المجمعات ، حيث يتم استخدام مبدأ المضخة الحرارية - يوجد سائل متطاير في حاوية مغلقة. عندما يسخن بفعل حرارة الشمس ، يتبخر. يرتفع هذا البخار إلى غرفة التكثيف ويستقر على الجدران ، بينما يطلق الكثير من الطاقة الحرارية.يتم إنشاء سترة مائية على الجانب الآخر من الجدران ، والتي تتلقى هذه الحرارة وترسل إلى نظام التدفئة.
مبدأ التشغيل
مبدأ تشغيل أي جامع هو تسخين المياه أو المبرد الآخر تحت تأثير أشعة الشمس... المثال الكلاسيكي هو تسخين الأشياء على حافة النافذة التي تضيء بأشعة الشمس ، حتى لو كان هناك صقيع خارج النافذة. بطريقة مماثلة ، يتم نقل الطاقة في المجمعات.
للحصول على أقصى تأثير ، من الضروري توفير الظروف المثلى ، وعزل جميع خطوط أنابيب الإمداد وخزان التخزين.
ومع ذلك ، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن أي نظام شمسي للتدفئة المنزلية، قد يكون سعره مرتفعًا بشكل مفرط ، قدرات محدودة. سيكون من غير المنطقي استخدامه في المناطق ذات الشتاء البارد ، حيث يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى للفرق بين درجات الحرارة خارج وداخل المجمع 20 درجة. هذا ممكن فقط في المناطق الدافئة نسبيًاحيث لا يوجد طقس شديد البرودة وأيام مشمسة كافية.
عدد الكفاف
يمكن أن تكون محطات الطاقة الشمسية أحادية الدائرة ومزدوجة الدائرة. تؤدي أنظمة الدائرة الواحدة وظيفة واحدة - فهي تسخن المبرد لخط التسخين. لا تقوم أنظمة الدائرة المزدوجة بتسخين المبرد فحسب ، بل تقوم أيضًا بإعداد الماء الساخن للاحتياجات المنزلية.
تصميم النظام الشمسي أحادي الدائرة لتدفئة منزل خاص ، يتكون من مجمّع يقوم بتسخين المياه ، والذي يتم توفيره لخزان ، والذي يدخل منه إلى دائرة التدفئة. بعد اجتياز دائرة كاملة ، يبرد الماء ويجد نفسه مرة أخرى في المجمع ، حيث يسخن مرة أخرى ، وهكذا دواليك.
أنظمة الدوائر المزدوجة أكثر تعقيدًا... يتم توجيه المبرد الذي يتم تسخينه في المجمع إلى ملف مركب داخل خزان التخزين ويعطي طاقة حرارية ، وبعد ذلك يدخل المجمع مرة أخرى. يتم توفير الماء الساخن من الخزان إلى نقاط التحليل (أحواض الاستحمام والأحواض وتركيبات السباكة الأخرى) ، ويتم توجيهه أيضًا إلى دائرة التسخين. يبرد فيه ، يدخل الخزان مرة أخرى ، حيث يتم تسخينه من الملف. عادة ، يدور مانع التجمد داخل خط التجميع ، لأن السوائل لا تختلط ، أي يحدث تسخين المياه بطريقة غير مباشرة.
أنواع دوران المبرد
يمكن أن يتحرك المبرد عبر النظام بطريقتين:
الدورة الدموية الطبيعية. يتم استخدام مبدأ رفع السوائل الساخنة لأعلى. لضمان حركة مستقرة ، يجب أن يكون المجمع موجودًا أسفل خزان التخزين ، ويجب أن تكون دائرة التسخين موجودة بحيث يرتفع الماء الدافئ ويدخل نظام التسخين ، ويعود تدفق العودة المبرد إلى المجمع للتدفئة
التداول القسري. في هذه الحالة ، يتم استخدام مضخة دورانية لتحريك المبرد. يُفضل هذا الخيار ، نظرًا لأن العوامل الخارجية المختلفة التي تؤثر على نظام الدوران تختفي ، تصبح سرعة واتجاه التدفق مستقرًا ، ويتم الحفاظ عليه في وضع معين. عيب هذه الطريقة هو الحاجة إلى شراء وصيانة مضخة تحتاج إلى توصيلها بشبكة تيار كهربائي. الجانب الإيجابي هو القدرة على تركيب النظام وترتيب جميع العناصر ليس وفقًا لظروف الدوران ، ولكن لأنه أكثر ملاءمة وعقلانية في هذه الغرفة
بالإضافة إلى ذلك ، هناك خيارات لتداول المبرد مع دخول دائرة التسخينعندما يتم توصيله مباشرة بالمشعب ، وفي حلقة مغلقة خاصة به. في هذه الحالة ، يتم نقل الطاقة الحرارية بشكل غير مباشر من خلال ملف مركب في خزان التخزين.
التثبيت والتوجيه
تم تركيب المجمع في منطقة مفتوحة، طوال اليوم مضاءة بأشعة الشمس. الخيار الأفضل هو سقف المنزل، ولكن أي هيكل أو شجرة أو نفوذ موجود في مكان قريب يمكن أن يصبح عقبة أمام الأشعة ، لذلك تحتاج إلى التحكم على الفور في كثافة الإضاءة.
أيضا يجب تركيب النظام الشمسي لتسخين المياه بحيث تسقط الأشعة على سطحه بشكل عمودي... للقيام بذلك ، من الضروري تحديد موضع الشمس في منتصف ساعات النهار وتثبيت الألواح بشكل عمودي على الأشعة بحيث يسقط الضوء عليها عموديًا. في هذا الصدد الهياكل الأنبوبية أكثر كفاءة ، نظرًا لعدم وجود مستوى لها ، ويتلقى سطح الأنبوب التدفق من أي جانب بشكل جيد.
فترة الاسترداد
أنظمة الطاقة الشمسية للتدفئة والتي يعتمد سعرها على حجم المنزل والظروف الخارجية في المنطقة ، يمكن أن تؤتي ثمارها في وقت قصير إلى حد ما ، أو لا تؤتي ثمارها على الإطلاق. من الصعب للغاية الحساب مقدمًا من الوقت الذي سيبدأ فيه جني الأرباح ، نظرًا لوجود العديد من التأثيرات الدقيقة والعوامل المؤثرة. يتم تضمين الطقس أو الظروف المناخية ، ومستوى الأداء الفني لعناصر النظام ، ونوع دوائر التدفئة وأكثر من ذلك بكثير.
محطة تسخين المياه بالطاقة الشمسية هي نوع من أنواع مشروع استثماريمع فترة استرداد متأخرة. يُعتقد أن متوسط عمر الخدمة للمعدات هو 30 عامًا. طوال هذا الوقت ، سيوفر المجمع قدرًا معينًا من الطاقة الحرارية ، والتي لا يلزم دفع أي شيء مقابلها.
الاستثمارات في إنشاء النظام أولية فقط، عندئذٍ ستكون هناك حاجة أحيانًا لأعمال الإصلاح الحالية فقط ، والتي لا تتطلب تكاليف باهظة. في نهاية فترة خدمتهم ، يمكن استخدام جميع وحدات وعناصر النظام الشمسي لأغراض أخرى أو بيعها كمواد خام ثانوية. لذا سيتم الحصول على التأثير الاقتصادي للعمل في أي حال، على الرغم من أنه ليس الهدف الرئيسي للخطة بأكملها.
المميزات والعيوب
تشمل مزايا استخدام محطات الطاقة الشمسية ما يلي:
- فرصة استخدام الطاقة الشمسية التي لا تنضب وخالية تمامًا ؛
- الاستقلال عن تعريفات منظمات الموارد والموردين ؛
- القدرة على ضبط النظام وتغيير حجمه حسب الرغبة ؛
- عمر خدمة طويل مع الحد الأدنى من تكاليف الإصلاح.
عيوب أنظمة الطاقة الشمسية هي:
- يعمل النظام فقط خلال النهار ، ويستهلك الحرارة المتراكمة في الليل ؛
- الاعتماد على الطقس والظروف المناخية ؛
- كفاءة منخفضة وكفاءة عامة لمحطات الطاقة الشمسية ؛
- القدرة على إنشاء نظام ليست متاحة لجميع أصحاب المنازل ؛
- في المناطق ذات الشتاء البارد ، لا يمكن للأنظمة العمل.
عند اختيار نظام التدفئة ، من الضروري معرفة مزايا وعيوب هذه التقنية ومراعاتها.
كيف تعمل الألواح الشمسية
في جوهرها ، هذه البطاريات هي مولدات ضوئية للطاقة الكهربائية. وفقًا لقوانين الفيزياء ، يولد ضوء الشمس تيارًا كهربائيًا ثابتًا من خلال العمل على عناصر أشباه الموصلات. ينشأ جهد معين في دوائر البطارية ، والذي يتم تطبيقه مباشرة على الكائنات نفسها. تخزن بطارية خاصة الطاقة ، والتي يتم استخدامها بعد ذلك في الطقس الغائم.
رسم تخطيطي للنظام الشمسي لتسخين المياه.
من الأنسب تركيب البطاريات على الجانب الجنوبي من سطح المنزل ، يجب أن تكون زاوية السقف 30 درجة مئوية على الأقل. عند القيام بذلك ، يوصى بمراعاة العوائق الإضافية ، على سبيل المثال ، المباني أو الأشجار القريبة ، والتي قد تتداخل مع تشغيل النظام بأكمله في المستقبل. في المعدات المركبة ، يجب أن يعتمد تدفق ضوء الشمس على حساب 1000 كيلو واط / ساعة لكل 1 متر مربع في السنة. ستكون الطاقة الشمسية المستلمة في هذه الحالة مساوية لاستخدام 100 لتر من الغاز. يمكن لبعض البطاريات القوية التي تبلغ مساحتها حوالي 4 أمتار مربعة ، والمستخدمة لتدفئة منزل خاص ، أن توفر الماء الساخن لأسرة من ثلاثة أفراد. فهي قادرة على توليد طاقة تصل إلى حوالي 2000 كيلوواط ساعة في السنة.
تشمل الألواح الشمسية:
- لوح علوي شفاف أو زجاجي أو بلاستيكي ، يدور داخله الماء أو الهواء ؛
- سطح معدني أسود يمتص الطاقة الحرارية للشمس ؛
- خزان مياه أو خزان تخزين ، حيث يدخل السائل أو الغاز المسخن ، ثم ينتقلون مباشرة إلى البطاريات.
يشمل تركيب التدفئة الشمسية:
- محول عادي
- محول تيار مستمر إلى تيار متردد ؛
- جهاز استشعار ينظم شحن وتفريغ البطارية ؛
- البطارية؛
- آلية اقلاع الطاقة.
تطبيق
رسم تخطيطي لمبدأ التشغيل وجهاز البطارية الشمسية.
يستخدم نظام التسخين الشمسي بشكل أساسي لتوليد الكهرباء. وفقًا لذلك ، من العملي تركيب هذه البطاريات في منزل به تدفئة كهربائية وسخانات كهربائية وأنظمة تدفئة أرضية. تجهيز تدفئة منزل خاص بألواح شمسية قوية ، يمكنك استخدام الماء الساخن في المستقبل. في هذه الحالة ، من الضروري مراعاة عدد الأشخاص الذين يعيشون ، ومنطقة السكن المدفأ واستهلاك الطاقة المستهلكة.
على سبيل المثال ، في عائلة مكونة من ثلاثة أفراد ، في المتوسط ، يتم إنفاق ما يصل إلى 500 كيلوواط شهريًا فقط على الأجهزة المنزلية. هذا لا يأخذ في الاعتبار كمية الطاقة لتسخين المياه. من الأفضل حساب مساحة نظام التسخين الشمسي من خلال مراعاة 1 متر مربع من مساحة البطارية لكل شخص. لتركيب نظام تدفئة أرضية ، يلزم توفير 1 متر مربع من الألواح الشمسية لكل 10 أمتار.
نجاعة
تعتمد كفاءة الألواح الشمسية على العديد من العوامل ، والشيء الرئيسي هنا هو الطاقة الواردة من الشمس. في حالة تدفئة منزل يقع في خطوط العرض الشمالية ، يوصى باستخدام أنواع مشتركة من التدفئة ، حيث سيتم استخدام التدفئة بواسطة الألواح الشمسية كخيار إضافي لتسخين الغاز أو الوقود الصلب.
يمكن أيضًا استخدام الطريقة المدمجة لتدفئة منزل خاص في خطوط العرض الأكثر دفئًا ، لأن طاقة الألواح الشمسية في الإضاءة الطبيعية غير الكافية وفي الطقس الغائم منخفضة للغاية. لذلك ، فإن التدفئة بهذه الطريقة هي وسيلة للتوفير أكثر من كونها المصدر الرئيسي للحرارة في المنزل. نتيجة لذلك ، لا ينصح بالتخلي تمامًا عن الطرق الأخرى لتدفئة المنزل. أكثر أنواع التدفئة كفاءة اليوم هي طريقة تسخين مشتركة للإسكان.
كيف تختار محطة للطاقة الشمسية للتدفئة وإمدادات المياه الساخنة لمبنى سكني؟
يعد اختيار النظام الشمسي خطوة مهمة في تحديد كفاءة تشغيله واستثمار الأموال. من الضروري تحديد نوع النظام الشمسي المطلوب ، والسعر والحجم ، ونوع المجمعات الشمسية والمعلمات الأخرى للمجمع.
من الضروري تحديد تصميم النظام وتكوينه ، مسترشدًا بالمعايير التالية:
- مستوى النشاط الشمسي في المنطقة ؛
- كمية الطاقة الحرارية اللازمة لتدفئة المنزل ؛
- إعطاء الأولوية للطاقة الشمسية في تدفئة المنزل - إما أن تعمل محطة الطاقة الشمسية كنظام رئيسي ، أو كمكمل.
بعد تحديد العوامل الرئيسية ، يمكنك المتابعة إلى اختيار التصميم الأمثل وحجم النظام.
تصل إلى 100 متر مربع
نظام شمسي لتدفئة منزل مساحته 100 متر مربع. م يمكن أن تكون بمثابة المصدر الرئيسي للطاقة الحرارية... ستكون المهمة الرئيسية هي الاختيار الصحيح لتصميم مجمعات الطاقة الشمسية بحيث يمكن الحصول على أقصى قدر من الحرارة.
من الضروري أن تنتج حساب مع مراعاة عدد الطوابق وتكوين المنزل ، وعدد الأيام المشمسة في السنة ، ومعلمات المبرد في النظام... نظام شمسي لتدفئة منزل مساحته 100 متر مربع. م ، يمكن أن يتراوح سعرها من 18 ألف روبل. ما يصل إلى 180 ألف روبل. وما فوق ، إنه قادر تمامًا على توفير التدفئة في المنزل ، إذا تم استيفاء جميع الشروط اللازمة.
تصل إلى 200 متر مربع
بالنسبة للمنزل الذي تبلغ مساحته 200 م 2 ، يمكن للنظام الشمسي أن يصبح فقط مصدرًا إضافيًا للتدفئة. عادةً ما تحدث ذروة استخدام مثل هذه التركيبات في الخريف والربيع ، عندما يكون هناك ما يكفي من الحرارة الشمسية ، ولكن هناك حاجة لتدفئة المنزل.
لا توجد اختلافات في التصميم عمليا لمثل هذه الأنظمة ، فقط خزان التخزين مشترك مع خط التدفئة الرئيسي للمنزل. يقول الخبراء إن استخدام التركيبات الشمسية في فصلي الربيع والخريف يمكن أن يقلل الحمل على أنظمة التدفئة بحوالي 30-40٪.
فيزياء حرارية ممتازة للمياه. وسائط التدفئة لنظام التدفئة
كما ذكرنا ، في معظم أنظمة التدفئة ، يعمل الماء كحامل حرارة. إنه مفهوم ، لأنه يقوم بتوصيل الحرارة بشكل مثالي ، وهو غير سام وصديق للبيئة - وهذا مهم للغاية من حيث التشغيل الآمن لأنظمة التدفئة.
في نفس الوقت ، الماء له العديد من العيوب المهمة:
- يمكن أن يؤدي تعرضه المطول إلى تكوين تراكم الملح على أجهزة التسخين ؛
- كما أن الماء ، باعتباره مادة غير عضوية ، شديد التآكل للعديد من المعادن.
يعلم الجميع عن هذه المشاكل ولطالما عرفها ، لكن القليل منهم حاول محاربة التأثير المدمر للمياه ، وهو أمر يثير الدهشة ، لأنه اليوم يتم بيع العديد من المنتجات والأجهزة المختلفة التي يمكن أن تقلل من عدوانيتها. سيؤدي هذا بدوره إلى إطالة عمر خدمة الأجزاء المعدنية للنظام ، والتي لا يعد استبدالها أو حتى إصلاحها متعة رخيصة.
وسط تدفئة لنظام التدفئة Dixis
مهم! تم إثبات نتائج جيدة جدًا من خلال إضافات المانع المذكورة أعلاه.
يمكن اعتبار التجميد ثالث أهم نقص في المياه (وهذا ينطبق بشكل خاص على المناطق الشمالية من البلاد). بعد التجميد ، يتحول الماء إلى جليد ويتمدد ، مما يؤدي إلى تلف الأجهزة وانفجار خط الأنابيب. لذلك ، إذا كنت لا تخطط لتشغيل نظام التدفئة باستمرار في فصل الشتاء ، فمن الأفضل ملء مانع التجمد بدلاً من الماء.
ناقل حراري (مانع تجمد سائل غير متجمد) "Emelya"
كيفية حساب درجة حرارة الماء
عند الحساب ، من الضروري مراعاة النقاط التالية:
- متوسط درجة الحرارة في الأيام الثلاثة الأخيرة قبل بدء موسم التدفئة (يجب إضافة 8 درجات مئوية إلى هذا الرقم) ؛
- متوسط درجة الحرارة في الغرفة (بالنسبة للسكن هو 20 درجة مئوية ، وللغرف غير السكنية - 16 درجة مئوية).
المؤسسات التعليمية والطبية لها معاييرها الخاصة - يشار إليها في SNiP.
تصميم DIY
تصميم التركيبات الشمسية ليس معقدًا لدرجة أن الأشخاص الحاصلين على بعض التدريب لن يكونوا قادرين على صنعها وتشغيلها بمفردهم في منازلهم. نظام شمسي لتدفئة المنزل 100 متر مربع بأيديكم - هذه فكرة قابلة للتحقيق تمامًا سيساعد على التوفير بشكل كبير في أعمال الشراء والإصلاح... دعونا نفكر في الخيارات الممكنة.
النظام الشمسي Thermosiphon
أنظمة الطاقة الشمسية Thermosiphon جامعي أنبوبيالتي نوقشت أعلاه. هناك هياكل خالية من التدفق وخالية من الضغط تختلف في الطريقة التي يدور بها المبرد. تعمل غير الضغط على الحركة الطبيعية للسائل ولا تحتاج إلى كهرباء ، هيكل المجمع أبسط وأرخص بكثير. رأس الضغط قادر على توفير وضع دوران محدد مسبقًا وتتيح لك الحصول على أقصى قدر من الكفاءة. النشاط الأكثر نشاطًا لهذه الأنظمة هو الفترة من أبريل إلى أكتوبر ، وكلما زاد شمال المنطقة ، كانت فترة النشاط الأكبر للمنشآت أقصر.
النظام الشمسي الجوي
جامعي الهواء هي المنشآت التي باستخدام الهواء كحامل حرارة... إنهم يقومون بتدفئة المنزل بطريقة التهوية ، مما يتيح لك التوفير الجاد في إنشاء دوائر التدفئة واستخدام النظام على مدار السنة.
المجمع عبارة عن صندوق أسود مجوف يتم فيه تسخين الهواء بواسطة الحرارة الشمسية... يتم توجيه الهواء الدافئ إلى الغرفة ، ويتم توجيه الهواء البارد إلى المجمع للتدفئة. لتقليل فقد الحرارة ، يتم تثبيت الصندوق في حاوية محكمة الغلق شفافة تحمي من التأثيرات الخارجية - الرياح ، ودرجات الحرارة المنخفضة ، وما إلى ذلك. يتم وضع المدخل والمخرج في غرف مختلفة لزيادة فرق الضغط وتنظيم الدورة الدموية للتدفقات الخاصة بهم.
انتاج |
لقد فحصنا ماهية نظام التدفئة الشمسية ، واكتشفنا ما هو عليه ، وتطرقنا أيضًا لفترة وجيزة إلى تلك النقاط المهمة التي يجب مراعاتها أثناء التثبيت.
نأمل أن تجد المعلومات مفيدة في عملك حتى تتمكن من الحصول على نظام مناسب حقًا والتأكد من تثبيته بشكل صحيح. إذا بدت المعلومات غير كافية ، فعليك الانتباه إلى الفيديو الإضافي في نهاية هذه المقالة.
هل أعجبك المقال؟ اشترك في قناتنا Yandex.Zen
نصائح حول التشغيل
يتم تشغيل محطات الطاقة الشمسية وفقًا لخصائص التصميم. تتمثل المهمة الرئيسية للمالك في الحفاظ على النظافة وإزالة الغبار أو الثلج. في بعض الحالات يلزم تغيير موضع الألواح بشكل دوري وفقًا للتغيرات الموسمية في موقع الشمس... يتم إصلاح أو استبدال العناصر الفردية حسب الحاجة ، ويمكن تنفيذ جميع الأعمال بشكل مستقل وبمساعدة المتخصصين المعنيين.
تطبيق مجمعات الطاقة الشمسية
يسمى الجهاز الذي يحول الطاقة من ضوء الشمس إلى طاقة حرارية المجمعات الشمسية. يمكن استخدام المجمع الشمسي في كل من نظام التدفئة للمبنى ونظام تزويد الماء الساخن. ووفقًا للبيانات المحسوبة ، فإن استخدام هذه الأجهزة في أنظمة التدفئة للمباني والمنشآت يعطي في المتوسط من 30٪ إلى 60٪ من توفير الطاقة (الغاز والكهرباء) سنويًا ، مما يعني أنه يجعل تشغيل المبنى أرخص. يتراوح الاكتفاء الذاتي المقدر لأنظمة الطاقة الشمسية في المتوسط من سنتين إلى خمس سنوات ، حسب أسعار الطاقة.
يتم تضمين المجمع الشمسي لتدفئة المنزل في نظام الإمداد الحراري ، وهو في الواقع عنصر يسخن حامل الحرارة ، بينما تحافظ مصادر الإمداد الحراري الرئيسية (الغاز أو الغلايات الكهربائية) على درجة حرارة الناقل الحراري المسخن بواسطة الطاقة الشمسية جامع على مدار الساعة بمستوى تتطلبه الظروف التكنولوجية أو الصحية. تكون كفاءة أنظمة التدفئة البديلة أعلى في المناطق ذات النشاط الشمسي العالي وخلال ساعات النهار. تظهر خريطة إجمالي الإشعاع الشمسي السنوي في الشكل أدناه.
أنواع واختلافات مجمعات الطاقة الشمسية
حتى الآن ، انتشر نوعان من الأنظمة بين مجمعات الطاقة الشمسية المصنعة صناعيًا:
- الألواح الشمسية المسطحة
- المجمعات الأنبوبية (المفرغة) الفراغ.
لوحة شمسية مسطحة
إنه نوع شائع من مجمعات الطاقة الشمسية المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية الحديثة. أصبح هذا النوع واسع الانتشار بسبب الرخص النسبي والبساطة لكل من الجهاز والتشغيل. عيب المجمعات الشمسية المسطحة هو انخفاض كبير (يصل إلى مرتين) في الكفاءة في ظروف درجات الحرارة الخارجية السلبية.
تصميم مجمع الطاقة الشمسية المسطح.
من الناحية الهيكلية ، هي عبارة عن لوح بمساحة سطح ماصة تبلغ 2-2.5 متر مربع ، مصنوع من سبائك الألومنيوم أو الفولاذ. الجزء الأمامي مصنوع على شكل صفيحة زجاجية خاصة ، والتي تضمن أقصى امتصاص لطاقة ضوء الشمس والحد الأدنى من فقد الطاقة مع الأشعة المنعكسة والمتناثرة.مباشرة تحت الزجاج الشمسي يوجد ماص مصنوع على شكل أنبوب مسطح مصنوع من النحاس أو سبائك الألومنيوم مع معامل نقل حرارة مرتفع.
يحتوي الأنبوب ، كقاعدة عامة ، على تضليع شعاعي ، مما يزيد بشكل كبير من معامل نقل الحرارة للممتص. يتم تغليف الماص بمعامل امتصاص عالي في أطياف الإشعاع الحراري ، مما يزيد من الكفاءة الكلية للمجمع. توجد طبقة من العزل الحراري أسفل الماص ، مما يقلل من فقد الحرارة للنظام إلى البيئة. يتم تحقيق السعة الحرارية المطلوبة للمجمع الشمسي عن طريق توصيل عدة ألواح ببطارية شمسية واحدة أو مجمّع.
مجمع الأنبوب الفراغي (المفرغ)
نوع باهظ الثمن من مجمعات الطاقة الشمسية نظرًا لتصنيعها المعقد وعدد من المزايا على الألواح الشمسية المسطحة. من الناحية الهيكلية ، هي عبارة عن سلسلة من الأنابيب الزجاجية المزدوجة ، الملحومة معًا ، من الفراغ الذي يتم فيه ضخ الهواء للخارج. يعتبر الفراغ الموجود في الفراغ بين الأنابيب عازلًا حراريًا ممتازًا ويمنع فقدان الحرارة للبيئة من المبرد. يتم إدخال أنبوب امتصاص من النحاس أو الألومنيوم أو الزجاج في الأنبوب الأصغر. يتم إدخال الأنابيب مع الجزء العلوي إلى الموزع ، حيث يدور ناقل الحرارة. يتم تقسيم المجمعات الأنبوبية الفراغية (المفرغة) حسب نوع الموزع إلى نوعين: مع أنبوب حراري مسطح وتدفق مباشر.
فتحات الأنبوب المسطح
أنبوب حراري مسطح فراغ أنبوب تجميع الطاقة الشمسية - البناء.
إنها مبادل حراري استرداد موجود في الموزع. في هذه الحالة ، يحدث انتقال الحرارة من المبرد المسخن للأنبوب المفرغ إلى المبرد لدائرة دوران التدفئة لإمداد حرارة المبنى من خلال الجدار ولا تختلط مبردات هذه الدوائر. تتمثل المزايا على مجمعات التدفق المباشر في الحفاظ على الأداء العالي في درجات حرارة محيطة تصل إلى -45 درجة مئوية ، وإمكانية استبدال أنبوب فراغ منفصل بدون تفكيك المجمع وإيقاف تشغيله ، فضلاً عن القدرة على ضبط زاوية التثبيت من كل أنبوب مفرغ داخل مجمع واحد ...
فتحات التدفق المباشر
المجمع الشمسي الأنبوبي الفراغي ذو التدفق المباشر - البناء.
اجمع بين دائرة الدوران والتدفئة. يوجد في الموزع أنابيب إمداد وتداول متصلة مباشرة بأنابيب التفريغ. يتم تغذية المبرد إلى الموزع من خلال خط أنابيب الإمداد ، والذي يدخل منه الأنبوب المفرغ ، حيث يتم تسخينه. يعود المبرد المسخن إلى خط أنابيب الإرجاع ويذهب مباشرة إلى احتياجات الإمداد الحراري. تكمن مزايا المجمعات ذات التدفق المباشر على المجمعات الفراغية في عدم وجود جدار وسيط بين الناقلات الحرارية ، مما يقلل من فقد الحرارة والقدرة على تثبيت المجمع على أي أسطح في أي زوايا ، نظرًا لأن حامل الحرارة سوف يدور داخل الكل جامع بواسطة مضخة.
