الطاقة الشمسية كمصدر بديل للطاقة: أنواع وخصائص الأنظمة الشمسية

في العقد الماضي، تم استخدام الطاقة الشمسية كمصدر بديل للطاقة بشكل متزايد للتدفئة وتوفير الماء الساخن للمباني. السبب الرئيسي هو الرغبة في استبدال الوقود التقليدي بموارد طاقة متجددة وبأسعار معقولة وصديقة للبيئة.

يحدث تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية في الأنظمة الشمسية - ويحدد تصميم الوحدة ومبدأ تشغيلها تفاصيل تطبيقها. في هذه المادة سنلقي نظرة على أنواع مجمعات الطاقة الشمسية ومبادئ تشغيلها، وسنتحدث أيضًا عن النماذج الشائعة لوحدات الطاقة الشمسية.

جدوى استخدام النظام الشمسي

النظام الشمسي عبارة عن مجمع لتحويل طاقة الإشعاع الشمسي إلى حرارة، والتي يتم نقلها لاحقًا إلى مبادل حراري لتسخين مبرد نظام التدفئة أو إمدادات المياه.

تعتمد كفاءة التركيب الحراري الشمسي على التشمس الشمسي - كمية الطاقة الواردة خلال ساعة ضوء النهار لكل متر مربع من السطح الواقع بزاوية 90 درجة بالنسبة لاتجاه أشعة الشمس. قيمة قياس المؤشر هي kW*h/sq.m، وتختلف قيمة المعلمة حسب الموسم.

متوسط ​​مستوى التشميس الشمسي لمنطقة ذات مناخ قاري معتدل هو 1000-1200 كيلووات ساعة/متر مربع (سنويًا). كمية الشمس هي المعلمة المحددة لحساب أداء النظام الشمسي.

يتيح لك استخدام مصدر طاقة بديل تدفئة المنزل والحصول على الماء الساخن دون تكاليف الطاقة التقليدية - حصريًا من خلال الإشعاع الشمسي

يعد تركيب نظام التدفئة الشمسية مهمة مكلفة. من أجل تبرير التكاليف الرأسمالية، من الضروري إجراء حساب دقيق للنظام والامتثال لتكنولوجيا التثبيت.

مثال. يبلغ متوسط ​​قيمة التشمس الشمسي في تولا في منتصف الصيف 4.67 كيلو فولت/متر مربع*يوم، بشرط تركيب لوحة النظام بزاوية 50 درجة. يتم حساب إنتاجية المجمع الشمسي بمساحة 5 متر مربع على النحو التالي: 4.67*4=18.68 كيلوواط من الطاقة الحرارية يوميا. هذا الحجم يكفي لتسخين 500 لتر من الماء من 17 درجة مئوية إلى 45 درجة مئوية.

كما تظهر الممارسة، عند استخدام محطة للطاقة الشمسية، يمكن لأصحاب المنازل الريفية في الصيف التبديل بالكامل من تسخين المياه بالكهرباء أو الغاز إلى الطريقة الشمسية

عند الحديث عن جدوى إدخال تقنيات جديدة، من المهم مراعاة الميزات التقنية لمجمع طاقة شمسية معين. يبدأ البعض العمل بقدرة 80 واط/متر مربع من الطاقة الشمسية، بينما يحتاج البعض الآخر إلى 20 واط/متر مربع.

حتى في المناخ الجنوبي، فإن استخدام نظام التجميع للتدفئة فقط لن يؤتي ثماره. إذا تم استخدام التثبيت حصريًا في فصل الشتاء عندما يكون هناك نقص في أشعة الشمس، فلن يتم تغطية تكلفة المعدات حتى خلال 15-20 عامًا.

لاستخدام مجمع الطاقة الشمسية بأكبر قدر ممكن من الكفاءة، يجب تضمينه في نظام إمدادات المياه الساخنة. حتى في فصل الشتاء، سيسمح لك المجمع الشمسي "بخفض" فواتير الطاقة لتسخين المياه بنسبة تصل إلى 40-50٪.

وفقًا للخبراء، بالنسبة للاستخدام المنزلي، يدفع النظام الشمسي تكاليفه في حوالي 5 سنوات. مع ارتفاع أسعار الكهرباء والغاز، سيتم تخفيض فترة الاسترداد للمجمع

بالإضافة إلى الفوائد الاقتصادية، فإن التسخين بالطاقة الشمسية له مزايا إضافية:

1. الحفاظ على البيئة. يتم تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. على مدار عام، يمنع 1 متر مربع من المجمع الشمسي 350-730 كجم من النفايات من الدخول إلى الغلاف الجوي.
2. جماليات. يمكن التخلص من مساحة الحمام أو المطبخ المدمج من خلال الغلايات الضخمة أو السخانات.
3. متانة. ويؤكد المصنعون أنه إذا تم اتباع تكنولوجيا التثبيت، فإن المجمع سوف يستمر حوالي 25-30 سنة. تقدم العديد من الشركات ضمانًا يصل إلى 3 سنوات.

الحجج ضد استخدام الطاقة الشمسية: الموسمية الواضحة والاعتماد على الطقس والاستثمار الأولي المرتفع.

الهيكل العام ومبدأ التشغيل

دعونا نفكر في خيار النظام الشمسي مع المجمع باعتباره عنصر العمل الرئيسي للنظام. يشبه مظهر الوحدة صندوقًا معدنيًا، الجانب الأمامي منه مصنوع من الزجاج المقسى. يوجد داخل الصندوق عنصر عمل - ملف به ممتص.

توفر وحدة امتصاص الحرارة تسخين سائل التبريد المتداول، وينقل الحرارة المتولدة إلى دائرة إمدادات المياه.

المكونات الرئيسية للنظام الشمسي: 1- مجال المجمع، 2- فتحة التهوية، 3- محطة التوزيع، 4- خزان تخفيف الضغط الزائد، 5- جهاز التحكم، 6- خزان سخان المياه، 7.8- عنصر التسخين والمبادل الحراري، 9- صمام خلط حراري، 10 – تدفق الماء الساخن، 11 – مدخل الماء البارد، 12 – الصرف، T1/T2 – حساسات درجة الحرارة

يعمل المجمع الشمسي بالضرورة جنبًا إلى جنب مع خزان التخزين. بما أن سائل التبريد يتم تسخينه إلى درجة حرارة 90-130 درجة مئوية، فلا يمكن توصيله مباشرة إلى صنابير الماء الساخن أو مشعات التدفئة. يدخل المبرد إلى المبادل الحراري للغلاية. غالبًا ما يتم تزويد خزان التخزين بسخان كهربائي.

مخطط العمل:

1. تسخن الشمس السطح جامع.
2. يتم نقل الإشعاع الحراري إلى عنصر الامتصاص (الممتص) الذي يحتوي على سائل العمل.
3. يتم تسخين سائل التبريد المنتشر عبر أنابيب الملف.
4. تضمن معدات الضخ ووحدة التحكم والمراقبة إزالة سائل التبريد عبر خط أنابيب إلى ملف خزان التخزين.
5. يتم نقل الحرارة إلى الماء في المرجل.
6. يتدفق سائل التبريد المبرد مرة أخرى إلى المجمع وتتكرر الدورة.

يتم توفير الماء الساخن من سخان الماء إلى دائرة التسخين أو إلى نقاط سحب الماء.

عند تركيب نظام التدفئة أو إمدادات المياه الساخنة على مدار السنة، يتم تجهيز النظام بمصدر للتدفئة الإضافية (المرجل، عنصر التدفئة الكهربائية). هذا شرط ضروري للحفاظ على درجة الحرارة المحددة

تُستخدم الألواح الشمسية في المنازل الخاصة غالبًا كمصدر احتياطي للكهرباء:

أنواع مجمعات الطاقة الشمسية

وبغض النظر عن الغرض، فإن النظام الشمسي مزود بمجمع شمسي أنبوبي مسطح أو كروي. يحتوي كل خيار على عدد من الميزات المميزة من حيث الخصائص التقنية والكفاءة التشغيلية.

فراغ – للمناخات الباردة والمعتدلة

من الناحية الهيكلية، يشبه المجمع الشمسي الفراغي الترمس - حيث يتم وضع أنابيب ضيقة مع سائل التبريد في قوارير ذات قطر أكبر. يتم تشكيل طبقة مفرغة بين الأوعية، وهي المسؤولة عن العزل الحراري (الاحتفاظ بالحرارة يصل إلى 95٪). الشكل الأنبوبي هو الأمثل للحفاظ على الفراغ و"إشغال" أشعة الشمس.

العناصر الأساسية للتركيب الحراري الشمسي الأنبوبي: إطار الدعم، ومبيت المبادل الحراري، وأنابيب الزجاج المفرغ المعالجة بطبقة انتقائية للغاية من أجل "الامتصاص" المكثف للطاقة الشمسية

يُملأ الأنبوب الداخلي (الحراري) بمحلول ملحي ذو درجة غليان منخفضة (24-25 درجة مئوية). عند تسخينه، يتبخر السائل - يرتفع البخار إلى أعلى القارورة ويسخن المبرد المنتشر في جسم المجمع.

أثناء عملية التكثيف، تتدفق قطرات من الماء إلى طرف الأنبوب وتتكرر العملية.

بفضل وجود طبقة مفرغة، فإن السائل الموجود داخل الدورق الحراري قادر على الغليان والتبخر عند درجات حرارة تحت الصفر في الشارع (تصل إلى -35 درجة مئوية).

تعتمد خصائص الوحدات الشمسية على المعايير التالية:

• تصميم الأنبوب – ريشة، محورية؛
• جهاز القناة الحرارية – "أنبوب الحرارة"، تداول التدفق المباشر.

قارورة ريشة - أنبوب زجاجي يحتوي على لوحة ماصة وقناة حرارية. تمر طبقة الفراغ عبر كامل طول القناة الحرارية.

أنبوب محوري - دورق مزدوج مع "إدخال" مفرغ بين جدران الخزانين. يحدث انتقال الحرارة من السطح الداخلي للأنبوب. تم تجهيز طرف الأنبوب الحراري بمؤشر فراغ.

كفاءة الأنابيب الريشية (1) أعلى مقارنة بالنماذج المحورية (2). ومع ذلك، فإن الأول أكثر تكلفة وأكثر صعوبة في التثبيت. بالإضافة إلى ذلك، في حالة الانهيار، يجب استبدال قارورة الريش بالكامل

تعد قناة "أنبوب الحرارة" الخيار الأكثر شيوعًا لنقل الحرارة في مجمعات الطاقة الشمسية.

تعتمد آلية العمل على وضع سائل سهل التبخر في أنابيب معدنية محكمة الغلق.

تعود شعبية "الأنابيب الحرارية" إلى تكلفتها المعقولة وسهولة صيانتها وقابليتها للصيانة. نظرًا لتعقيد عملية التبادل الحراري، فإن الحد الأقصى لمستوى الكفاءة هو 65%

قناة التدفق المباشر – تمر أنابيب معدنية متوازية متصلة على شكل قوس على شكل حرف U عبر الدورق الزجاجي

يتم تسخين سائل التبريد المتدفق عبر القناة وتزويده بجسم المجمع.

خيارات تصميم المجمع الشمسي الفراغي: 1 - تعديل باستخدام أنبوب التدفئة المركزي "أنبوب الحرارة"، 2 - تركيب الطاقة الشمسية مع دوران سائل التبريد بالتدفق المباشر

يمكن دمج الأنابيب المحورية والريشية مع القنوات الحرارية بطرق مختلفة.

الخيار 1. تعتبر الدورق المحوري المزود بـ "أنبوب الحرارة" هو الحل الأكثر شيوعًا. في المجمع، يحدث نقل الحرارة المتكرر من جدران الأنبوب الزجاجي إلى القارورة الداخلية، ثم إلى المبرد. تصل درجة الكفاءة البصرية إلى 65%.

رسم تخطيطي لتصميم أنبوب متحد المحور “أنبوب الحرارة”: 1 – غلاف زجاجي، 2 – طلاء انتقائي، 3 – زعانف معدنية، 4 – فراغ، 5 – دورق حراري بمادة سهلة الغليان، 6 – أنبوب زجاجي داخلي

الخيار 2. تُعرف الدورق المحوري ذو الدوران المباشر بالمشعب على شكل حرف U. بفضل التصميم، يتم تقليل فقدان الحرارة - يتم نقل الطاقة الحرارية من الألومنيوم إلى أنابيب مع مبرد متداول.

إلى جانب الكفاءة العالية (تصل إلى 75٪)، فإن النموذج له عيوب:

• تعقيد التثبيت - القوارير متكاملة مع جسم مشعب ثنائي الأنابيب (رئيسي) ويتم تثبيتها بالكامل ؛
• يتم استبعاد استبدال الأنابيب المفردة.

بالإضافة إلى ذلك، تتطلب الوحدة على شكل حرف U استهلاكًا كبيرًا لسائل التبريد وهي أغلى من موديلات "أنابيب الحرارة".

هيكل المجمع الشمسي على شكل حرف U: 1 – “أسطوانة” زجاجية، 2 – طلاء ماص، 3 – “علبة” من الألومنيوم، 4 – قارورة مع مبرد، 5 – فراغ، 6 – أنبوب زجاجي داخلي

الخيار 3. أنبوب الريش مع مبدأ التشغيل "أنبوب الحرارة". السمات المميزة للمجمع:

• خصائص بصرية عالية - كفاءة حوالي 77%؛
• يقوم الممتص المسطح بنقل الطاقة الحرارية مباشرة إلى أنبوب التبريد؛
• بسبب استخدام طبقة واحدة من الزجاج، يتم تقليل انعكاس الإشعاع الشمسي.

من الممكن استبدال العنصر التالف دون تصريف سائل التبريد من النظام الشمسي.

الخيار 4. تعتبر لمبة الريش ذات التدفق المباشر الأداة الأكثر فعالية لاستخدام الطاقة الشمسية كمصدر بديل للطاقة لتسخين المياه أو تدفئة المنزل. يعمل المجمع عالي الأداء بكفاءة تصل إلى 80٪. عيب النظام هو صعوبة الإصلاح.

مخططات التصميم لمجمعات الطاقة الشمسية الريشية: 1 – نظام شمسي مع قناة “أنبوب حراري”، 2 – مبيت مجمع الطاقة الشمسية ثنائي الأنابيب مع التدفق المباشر لسائل التبريد

بغض النظر عن التصميم، تتمتع المجمعات الأنبوبية بالمزايا التالية:

• الأداء في درجات حرارة منخفضة.
• فقدان الحرارة المنخفضة.
• مدة العملية خلال النهار.
• القدرة على تسخين المبرد إلى درجات حرارة عالية؛
• انحراف منخفض للرياح
• سهولة التركيب.

العيب الرئيسي لنماذج الفراغ هو عدم القدرة على التنظيف الذاتي من الغطاء الثلجي. الطبقة المفرغة لا تسمح بمرور الحرارة، وبالتالي لا تذوب طبقة الثلج وتحجب وصول الشمس إلى الحقل المجمع. عيوب إضافية: السعر المرتفع والحاجة إلى الحفاظ على زاوية عمل ميل القوارير لا تقل عن 20 درجة.

يمكن استخدام الأجهزة الشمسية المجمعة التي تقوم بتسخين مبرد الهواء في تحضير الماء الساخن إذا كانت مزودة بخزان تخزين:

اقرأ المزيد عن مبدأ تشغيل المجمع الشمسي الفراغي المزود بالأنابيب إضافي.

فوديانوي – الخيار الأفضل لخطوط العرض الجنوبية

المجمع الشمسي المسطح (اللوحة) عبارة عن صفيحة ألمنيوم مستطيلة الشكل مغطاة من الأعلى بغطاء بلاستيكي أو زجاجي. يوجد داخل الصندوق مجال امتصاص وملف معدني وطبقة عازلة للحرارة. تمتلئ منطقة المجمع بخط أنابيب التدفق الذي يتحرك من خلاله سائل التبريد.

المكونات الأساسية للمجمع الشمسي المسطح: السكن، الممتص، الطلاء الواقي، طبقة العزل الحراري والمثبتات. أثناء التجميع، يتم استخدام الزجاج المصنفر بنفاذية نطاق طيفي يتراوح من 0.4 إلى 1.8 ميكرون

يصل امتصاص الحرارة للطلاء الماص الانتقائي للغاية إلى 90%. يتم وضع خط أنابيب معدني متدفق بين "الامتصاص" والعزل الحراري. يتم استخدام مخططين لوضع الأنابيب: "القيثارة" و"التعرج".

تتضمن عملية تجميع المجمعات الشمسية التي تقوم بتسخين سائل التبريد عدداً من الخطوات التقليدية:

إذا تم استكمال دائرة التدفئة بخط يوفر المياه الصحية لإمدادات المياه الساخنة، فمن المنطقي توصيل مجمع الحرارة بمجمع الطاقة الشمسية. سيكون الخيار الأبسط هو خزان ذو حاوية مناسبة مع عزل حراري يمكنه الحفاظ على درجة حرارة الماء الساخن. تحتاج إلى تثبيته على الجسر:

يعمل المجمع الأنبوبي المزود بمبرد سائل كتأثير "الاحتباس الحراري" - حيث تخترق أشعة الشمس الزجاج وتدفئ خط الأنابيب. بفضل الضيق والعزل الحراري، يتم الاحتفاظ بالحرارة داخل اللوحة.

يتم تحديد قوة الوحدة الشمسية إلى حد كبير من خلال مادة الغطاء الواقي:

• الزجاج العادي - الطلاء الأرخص والأكثر هشاشة؛
• الزجاج المتوتر - درجة عالية من تشتت الضوء وزيادة القوة؛
• زجاج مضاد للانعكاس – يتميز بقدرة امتصاص قصوى (95%) لوجود طبقة تمنع انعكاس أشعة الشمس؛
• زجاج ذاتي التنظيف (قطبي). مع ثاني أكسيد التيتانيوم - تحترق الملوثات العضوية في الشمس، ويتم غسل الحطام المتبقي بواسطة المطر.

زجاج البولي كربونات هو الأكثر مقاومة للصدمات. يتم تثبيت المواد في نماذج باهظة الثمن.

انعكاس ضوء الشمس والقدرة على الامتصاص: 1 – طلاء مضاد للانعكاس، 2 – زجاج مقسى مقاوم للصدمات. السمك الأمثل للغلاف الخارجي الواقي هو 4 ملم

الميزات التشغيلية والوظيفية لتركيبات الألواح الشمسية:

• تحتوي أنظمة الدوران القسري على وظيفة إزالة الجليد، مما يسمح لك بالتخلص بسرعة من الغطاء الثلجي في حقل الهليوفيلد؛
• يلتقط الزجاج المنشوري مجموعة واسعة من الأشعة بزوايا مختلفة - في الصيف تصل كفاءة التثبيت إلى 78-80٪؛
• لا يخاف المجمع من ارتفاع درجة الحرارة - إذا كان هناك فائض من الطاقة الحرارية، فمن الممكن التبريد القسري للمبرد؛
• زيادة مقاومة الصدمات مقارنة بنظيراتها الأنبوبية؛
• إمكانية التثبيت في أي زاوية.
• سياسة التسعير بأسعار معقولة.

الأنظمة لا تخلو من العيوب. خلال فترات نقص الإشعاع الشمسي، مع زيادة الفرق في درجات الحرارة، تنخفض كفاءة المجمع الشمسي المسطح بشكل كبير بسبب عدم كفاية العزل الحراري. ولذلك، فإن وحدة اللوحة لها ما يبررها في الصيف أو في المناطق ذات المناخ الدافئ.

الأنظمة الشمسية: ميزات التصميم والتشغيل

يمكن تصنيف مجموعة متنوعة من أنظمة الطاقة الشمسية وفقًا للمعايير التالية: طريقة استخدام الإشعاع الشمسي، وطريقة تداول سائل التبريد، وعدد الدوائر، وموسمية التشغيل.

مجمع نشط وسلبي

أي نظام لتحويل الطاقة الشمسية لديه جهاز استقبال للطاقة الشمسية. بناءً على طريقة استخدام الحرارة المستلمة، يتم تمييز نوعين من المجمعات الشمسية: السلبية والنشطة.

النوع الأول هو نظام التدفئة الشمسية، حيث تعمل العناصر الهيكلية للمبنى كعنصر ممتص للحرارة من الإشعاع الشمسي. يعمل السقف أو جدار المجمع أو النوافذ كسطح لاستقبال الطاقة الشمسية.

مخطط نظام شمسي سلبي منخفض الحرارة مع جدار جامع: 1 - أشعة الشمس، 2 - شاشة شفافة، 3 - حاجز هوائي، 4 - هواء ساخن، 5 - تدفقات هواء العادم، 6 - إشعاع حراري من الجدار، 7 - سطح ممتص للحرارة لجدار المجمع، 8 – ستائر زخرفية

في الدول الأوروبية، يتم استخدام التقنيات السلبية في تشييد المباني الموفرة للطاقة. تم تزيين أسطح استقبال الطاقة الشمسية كنوافذ زائفة. خلف الغطاء الزجاجي يوجد جدار من الطوب الأسود مع فتحات خفيفة.

عناصر الهيكل - الجدران والأسقف المعزولة بالبوليسترين من الخارج - تعمل كمراكم حرارية.

تتضمن الأنظمة النشطة استخدام أجهزة مستقلة غير مرتبطة بالهيكل.

تشمل هذه الفئة المجمعات المذكورة أعلاه ذات المجمعات الأنبوبية المسطحة - وعادةً ما توجد المنشآت الحرارية الشمسية على سطح المبنى

ثيرموسيفون وأنظمة الدورة الدموية

يتم تنفيذ المعدات الحرارية الشمسية مع الحركة الطبيعية لسائل التبريد على طول دائرة المجمع والمجمع بسبب الحمل الحراري - يرتفع السائل الدافئ ذو الكثافة المنخفضة إلى الأعلى ويتدفق السائل المبرد إلى الأسفل.

في أنظمة الثيرموسيفون، يقع خزان التخزين فوق المجمع، مما يضمن الدوران التلقائي لسائل التبريد.

يعد نظام التشغيل نموذجيًا للأنظمة الموسمية ذات الدائرة الواحدة. لا يُنصح باستخدام مجمع Thermosiphon لهواة الجمع بمساحة تزيد عن 12 مترًا مربعًا.

يحتوي النظام الشمسي غير المضغوط على مجموعة واسعة من العيوب:

• في الأيام الملبدة بالغيوم، ينخفض ​​\u200b\u200bأداء المجمع - يلزم وجود فرق كبير في درجة الحرارة حتى يتحرك المبرد؛
• فقدان الحرارة بسبب الحركة البطيئة للسائل.
• خطر ارتفاع درجة حرارة الخزان بسبب عدم القدرة على التحكم في عملية التسخين؛
• عدم استقرار المجمع.
• صعوبة وضع الخزان - عند تركيبه على السطح، يزداد فقدان الحرارة، وتتسارع عمليات التآكل، وهناك خطر تجميد الأنابيب.

مزايا نظام "الجاذبية": بساطة التصميم والقدرة على تحمل التكاليف.

التكاليف الرأسمالية لتركيب نظام شمسي متداول (قسري) أعلى بكثير من تركيب مجمع التدفق الحر. يتم "قطع" المضخة في الدائرة لضمان حركة سائل التبريد. يتم التحكم في تشغيل محطة الضخ بواسطة جهاز تحكم.

تتجاوز الطاقة الحرارية الإضافية المتولدة في مجمع الهواء القسري الطاقة التي تستهلكها معدات الضخ. سوف تزيد كفاءة النظام بمقدار الثلث

يتم استخدام طريقة التدوير هذه في التركيبات الحرارية الشمسية ذات الدائرة المزدوجة على مدار العام.

مزايا مجمع كامل الوظائف:

• اختيار غير محدود لموقع خزان التخزين؛
• الأداء خارج الموسم؛
• اختيار وضع التدفئة الأمثل.
• السلامة – منع التشغيل في حالة ارتفاع درجة الحرارة.

عيب النظام هو اعتماده على الكهرباء.

الحل الفني للدوائر: دائرة مفردة ومزدوجة

في المنشآت ذات الدائرة الواحدة، يتم تدوير السائل، والذي يتم توفيره لاحقًا إلى نقاط سحب المياه. في فصل الشتاء، يجب تصريف المياه من النظام لمنع تجميد الأنابيب وتشققها.

مميزات المجمعات الحرارية الشمسية ذات الدائرة الواحدة:

• يوصى "بملء" النظام بالمياه الغازية النقية - يؤدي ترسب الأملاح على جدران الأنابيب إلى انسداد القنوات وانهيار المجمع.
• التآكل بسبب الهواء الزائد في الماء.
• مدة خدمة محدودة - في غضون أربع إلى خمس سنوات؛
• كفاءة عالية في الصيف.

في المجمعات الشمسية ذات الدائرة المزدوجة، يدور مبرد خاص (سائل غير متجمد مع إضافات مضادة للرغوة ومضادة للتآكل)، والذي ينقل الحرارة إلى الماء من خلال مبادل حراري.

مخططات تصميم النظام الشمسي أحادي الدائرة (1) والدائرة المزدوجة (2). يتميز الخيار الثاني بزيادة الموثوقية والقدرة على العمل في الشتاء وعمر الخدمة الطويل (20-50 سنة)

الفروق الدقيقة في تشغيل وحدة الدائرة المزدوجة: انخفاض طفيف في الكفاءة (3-5٪ أقل من نظام الدائرة الواحدة)، والحاجة إلى استبدال سائل التبريد بالكامل كل 7 سنوات.

شروط العمل وتحسين الكفاءة

من الأفضل أن يعهد بحساب وتركيب النظام الشمسي إلى المحترفين. سيضمن الامتثال لتقنية التثبيت إمكانية التشغيل وتحقيق الأداء المعلن. لتحسين الكفاءة وعمر الخدمة، من الضروري مراعاة بعض الفروق الدقيقة.

صمام ترموستاتي. في أنظمة التدفئة التقليدية عنصر ثرموستاتي نادرا ما يتم تركيبه، لأن مولد الحرارة هو المسؤول عن تنظيم درجة الحرارة. ومع ذلك، عند تركيب النظام الشمسي، لا ينبغي لأحد أن ينسى صمام الأمان.

يؤدي تسخين الخزان إلى أقصى درجة حرارة مسموح بها إلى زيادة أداء المجمع ويسمح لك باستخدام الحرارة الشمسية حتى في الطقس الغائم.

الموضع الأمثل للصمام هو 60 سم من المدفأة. عند وضعه قريبًا، يسخن "الثرموستات" ويمنع إمداد الماء الساخن.

وضع خزان التخزين. يجب تركيب خزان DHW العازل في مكان يمكن الوصول إليه. عند وضعها في غرفة مدمجة، يتم إيلاء اهتمام خاص لارتفاع الأسقف.

الحد الأدنى للمساحة الحرة فوق الخزان 60 سم وهذه الفجوة ضرورية لخدمة البطارية واستبدال أنود المغنيسيوم

تثبيت خزان التوسع. يعوض العنصر التمدد الحراري خلال فترات الركود. سيؤدي تركيب الخزان فوق معدات الضخ إلى ارتفاع درجة حرارة الغشاء وتآكله المبكر.

المكان الأمثل لخزان التمدد هو تحت مجموعة المضخة. يتم تقليل تأثير درجة الحرارة أثناء هذا التثبيت بشكل كبير، ويحتفظ الغشاء بمرونته لفترة أطول.

اتصال الدائرة الشمسية. عند توصيل الأنابيب، يوصى بتنظيم حلقة. تقلل الحلقة الحرارية من فقدان الحرارة عن طريق منع إطلاق السائل الساخن.

خيار صحيح تقنيًا لتنفيذ "حلقة" للدائرة الشمسية. يؤدي إهمال هذا الشرط إلى انخفاض درجة الحرارة في خزان التخزين بمقدار 1-2 درجة مئوية خلال الليل

فحص الصمام. يمنع "انقلاب" دوران سائل التبريد. مع قلة النشاط الشمسي فحص الصمام يمنع الحرارة المتراكمة خلال النهار من التبدد.

نماذج شعبية من وحدات الطاقة الشمسية

هناك طلب على أنظمة الطاقة الشمسية من الشركات المحلية والأجنبية. حازت منتجات الشركات المصنعة على سمعة جيدة: NPO Mashinostroeniya (روسيا)، Gelion (روسيا)، Ariston (إيطاليا)، Alten (أوكرانيا)، Viessman (ألمانيا)، Amcor (إسرائيل)، إلخ.

النظام الشمسي "فالكون". مجمع الطاقة الشمسية المسطح مزود بطبقة بصرية متعددة الطبقات مع رش المغنطرون. يوفر الحد الأدنى من قدرة الانبعاث ومستوى الامتصاص العالي كفاءة تصل إلى 80%.

خصائص الأداء:

• درجة حرارة التشغيل - ما يصل إلى -21 درجة مئوية؛
• الإشعاع الحراري العكسي – 3-5%;
• الطبقة العليا - الزجاج المقسى (4 مم).

جامع SVK-A (ألتن). تركيب طاقة شمسية فراغية بمساحة امتصاص 0.8-2.41 متر مربع (حسب الموديل). المبرد هو البروبيلين جليكول، والعزل الحراري لمبادل حراري نحاسي مقاس 75 مم يقلل من فقدان الحرارة.

خيارات إضافية:

• الجسم - بأكسيد الألومنيوم.
• قطر المبادل الحراري – 38 ملم؛
• العزل - الصوف المعدني مع معالجة مضادة للرطوبة؛
• طلاء - زجاج البورسليكات 3.3 مم؛
• الكفاءة – 98%.

Vitosol 100-F عبارة عن مجمع شمسي مسطح للتركيب الأفقي أو الرأسي. ماص نحاسي بملف أنبوبي على شكل قيثارة ومغطى بطبقة من الهيليو تيتانيوم. انتقال الضوء – 81%.

الأسعار التقريبية لأنظمة الطاقة الشمسية: مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة - من 400 دولار أمريكي/متر مربع، مجمعات الطاقة الشمسية الأنبوبية - 350 دولار أمريكي/10 قوارير مفرغة. مجموعة كاملة من نظام التداول – من 2500 دولار أمريكي

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

مبدأ تشغيل مجمعات الطاقة الشمسية وأنواعها:

تقييم أداء المجمع المسطح عند درجات حرارة تحت الصفر:

تكنولوجيا تركيب لوحة تجميع الطاقة الشمسية باستخدام مثال نموذج Buderus:

الطاقة الشمسية هي مصدر متجدد للحرارة. مع الأخذ في الاعتبار ارتفاع أسعار موارد الطاقة التقليدية، فإن تنفيذ أنظمة الطاقة الشمسية يبرر الاستثمارات الرأسمالية ويؤتي ثماره في السنوات الخمس المقبلة إذا تم اتباع تقنيات التثبيت.

إذا كانت لديك معلومات قيمة ترغب في مشاركتها مع زوار موقعنا، فيرجى ترك تعليقاتك في المربع الموجود أسفل المقالة. هناك يمكنك طرح أسئلة حول موضوع المقالة أو مشاركة تجربتك في استخدام مجمعات الطاقة الشمسية.