يسخن المياه باستخدام الطاقة.. تعرف على السخان الشمسي؟

مع تحول دول العالم بأجمعه إلى استخدام الطاقة المتجددة للتقليل من تأثير الطاقة المستخدمة حاليًا على البيئة، وعلى رأسهم مصر الذي استضافت مؤتمر الأطراف لاتفاقية الأمم المتحدة لتغير المناخ «COP27»، تحرص جميع الهيئات على تشجيع المواطنين على استخدام الطاقة المتجددة.
وحرص جهاز مرفق الكهرباء وحماية المستهلك، على إفادة المواطنين بكل ما يخص سخان الطاقة الشمسية (السخان الشمسي) ومتطلبات تركيبه.
وقال الجهاز في منشور عبر صفحته الرسمية على موقع التواصل الاجتماعي، أن سخان الطاقة الشمسية هو نوع سخانات تحول الطاقة الشمسية وأشعة الشمس إلى حرارة، يتم استخدامها في تسخين المياه.
ما هي سخانات الطاقة الشمسية؟
ووفقًا لموقع وزارة الطاقة الأمريكية، فإن أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية تحتوي على صهاريج تخزين ومجمعات الطاقة الشمسية، كما أنها تنقسم إلى نوعان إما نشطة وهى التي تحتوي على مضخات وأدوات تحكم، وأخرى سلبية لا تحتوي على ما سبق.
أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية النشطة
تشمل أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية على نوعان وهما:
- أنظمة الدوران المباشر: وهو الذي تقوم فيها المضخات الموجودة بالنظام على تدوير المياه المنزلية من خلال المجمعات، وتعمل هذه الأنظمة بشكل جيد مع التقلبات المناخية إذ أنها نادرًا ما تتجمد.
- أنظمة الدوران غير المباشرة: تقوم مضخات هذه الأنظمة بتدوير سائل غير متجمد لنقل الحرارة من خلال المجمعات والمبادل الحراري، وهذه الخطوة تعمل على تسخين الماء الذي يتدفق بعد ذلك إلى المنزل، وتحظى هذه الأنظمة بشعبية كبيرة في الدول التي تتعرض لدرجات حرارة منخفضة.
أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية السلبية
عادة ما تكون أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية السلبية أقل تكلفة من الأنظمة النشطة، ولكنها عادة ما تكون غير فعالة، ومع ذلك، يمكن أن تكون الأنظمة السلبية أكثر موثوقية وقد تستمر لفترة أطول، هناك نوعان أساسيان من الأنظمة السلبية:
- أنظمة تخزين مجمعة متكاملة: تتكون هذه من خزان تخزين مغطى بمادة شفافة للسماح للشمس بتسخين الماء، ثم بعد ذلك يتدفق الماء من الخزان إلى نظام السباكة.
- أنظمة «ثيرمو سيفون»: يتم تسخين الماء في مجمع على السطح ثم يتدفق عبر نظام السباكة.
سخانات الطاقة الشمسية
تتطلب معظم سخانات المياه الشمسية خزان تخزين معزول جيدًا، وتحتوي هذه الخزانات على منفذ ومدخل إضافيين متصلين من وإلى المجمع، وفي الأنظمة المكونة من خزانين، يقوم سخان المياه الشمسي بتسخين المياه مسبقًا قبل دخولها إلى سخان المياه التقليدي، أما في أنظمة الخزان الواحد، يتم دمج السخان الاحتياطي مع التخزين الشمسي في خزان واحد.
وهناك ثلاثة أنواع من مجمعات الطاقة الشمسية يتم استخدامها للتطبيقات السكنية، وهم:
جامع لوحة مسطحة
مجمعات الألواح المسطحة اللامعة عبارة عن صناديق معزولة ومقاومة للعوامل الجوية، تحتوي على لوحة امتصاص داكنة تكون تحت غطاء زجاجي أو بلاستيكي (بوليمر) واحد أو أكثر، بينما تحتوي مجمعات الألواح المسطحة غير اللامعة، التي تستخدم عادة لتسخين المسابح الشمسية على صفيحة امتصاص داكنة، مصنوعة من المعدن أو البوليمر، بدون غطاء أو حاوية.
أنظمة تجميع وتخزين متكاملة
تتميز هذه الأنظمة بوجود واحد أو أكثر من الخزانات أو الأنابيب السوداء في صندوق زجاجي معزول، يمر الماء البارد أولًا عبر المجمع الشمسي، الذي يسخن الماء مسبقًا، ثم يستمر الماء في سخان المياه الاحتياطي التقليدي، مما يوفر مصدرًا موثوقًا للمياه الساخنة.
مجمعات الطاقة الشمسية الأنبوبية المفرغة
تتميز بصفوف متوازية من الأنابيب الزجاجية الشفافة، يحتوي كل أنبوب على أنبوب خارجي زجاجي وأنبوب امتصاص معدني متصل بوصلات أخرى، يمتص طلاء هذه الوصلات الطاقة الشمسية ولكنه يمنع فقدان الحرارة الإشعاعية.
متطلبات تركيب سخانات الطاقة الشمسية
أضاف جهاز تنظيم مرفق الكهرباء، أن هناك متطلبات لتركيب سخانات الطاقة الشمسية، تتمثل في:
- تحديد المكان المناسب للتركيب.
- توافر مساحة مناسبة.
- تحديد السعة اللترية المناسبة.
- توافر عناصر الأمان.