كيف تعمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية

سخان المياه بالطاقة الشمسية هو جهاز يستخدم الطاقة الشمسية لتسخين المياه، ويعتمد مبدأ عمله على مبادئ التحويل الحراري الضوئي والتوصيل الحراري للطاقة الشمسية، وسيتم عرض مبدأ عمل سخانات المياه بالطاقة الشمسية بالتفصيل أدناه.

تتكون سخانات المياه بالطاقة الشمسية بشكل رئيسي من المكونات التالية: مجمعات الطاقة الشمسية، وخزانات المياه، والمبادلات الحرارية، وأنظمة الممرات المائية.

أولاً، دعونا نفهم كيف تعمل مجمعات الطاقة الشمسية. تتكون مجمعات الطاقة الشمسية عمومًا من مجموعة من الألواح السوداء الممتصة للحرارة (وتسمى أيضًا الأنابيب المفرغة الشمسية)، مع وجود فراغ بداخلها. عندما يضرب ضوء الشمس سطح لوحة امتصاص الحرارة، فإن الحرارة تعمل الألواح الممتصة على امتصاص طاقة الإشعاع الشمسي وتحويلها إلى طاقة حرارية، وعادة ما تستخدم الألواح الممتصة للحرارة مواد ذات امتصاصية عالية وانبعاثية منخفضة لتحسين امتصاص الإشعاع الشمسي وتقليل فقدان الطاقة الحرارية.

بعد ذلك، بعد تسخينه بواسطة لوحة امتصاص الحرارة، يتم تدوير الماء البارد في نظام الماء بشكل طبيعي أو ضخه إلى لوحة امتصاص الحرارة. تحت تأثير لوحة امتصاص الحرارة، يرتفع الماء البارد بعد تسخينه ليشكل الماء الساخن، والذي يتم نقله إلى الماء الموجود في خزان المياه من خلال المبادل الحراري.

باعتباره أحد المكونات الأساسية لسخانات المياه بالطاقة الشمسية، يلعب المبادل الحراري بشكل أساسي دور توصيل الطاقة الحرارية، وهو يقع بين لوحة امتصاص الحرارة وخزان تخزين المياه، وينقل الطاقة الحرارية في لوحة امتصاص الحرارة إلى الماء. في خزان المياه، وعادة ما تكون المبادلات الحرارية مصنوعة من مواد معدنية ذات توصيل حراري جيد لضمان نقل الحرارة بكفاءة.

وأخيرا يتدفق الماء الساخن إلى خزان المياه من خلال نظام المياه للتخزين، ويتم عزل خزانات المياه بشكل عام باستخدام مواد العزل الحراري لتقليل فقدان الطاقة الحرارية، وعند الحاجة إلى الماء الساخن يمكن أخذه مباشرة من خزان المياه .

باختصار، مبدأ عمل سخان المياه بالطاقة الشمسية هو استخدام المجمع الشمسي لامتصاص حرارة الإشعاع الشمسي وتحويلها إلى طاقة حرارية، ويتم نقل الطاقة الحرارية إلى الماء الموجود في خزان المياه من خلال مبادل حراري، وفي النهاية يتم تحقيق إمدادات المياه الساخنة. هذه الطريقة لتسخين المياه باستخدام الطاقة الشمسية، وهي طاقة نظيفة ومتجددة، صديقة للبيئة واقتصادية على حد سواء. إنها تقنية استخدام الطاقة الخضراء المستخدمة على نطاق واسع في الوقت الحاضر. مع التصميم والاستخدام المناسبين، يتم استخدام سخانات المياه بالطاقة الشمسية يمكن أن توفر للناس إمدادات طويلة الأمد وفعالة من الماء الساخن لأغراض حقيقية.