تحليل موجز لمزايا وعيوب سخانات المياه الشمسية ذات اللوحة المسطحة

تحليل موجز لمزايا وعيوب سخانات المياه الشمسية ذات اللوحة المسطحة

سخانات المياه الشمسية ذات اللوح المسطح تستخدم أشعة الشمس التي تسقط على سطح المجمع، وتمر عبر غطاء شفاف، ثم تُسقط على لوح ممتص للحرارة. تمتص طبقة رقيقة زرقاء أو سوداء عالية الامتصاصية ومنخفضة الانبعاثية الحرارة الناتجة عن الإشعاع الشمسي بكفاءة، محولةً إياها إلى طاقة حرارية. ثم تُنقل هذه الطاقة إلى وسيط ناقل للحرارة. يتكون المجمع الشمسي ذو اللوح المسطح من أربعة مكونات رئيسية: لوح ممتص للحرارة، وغطاء شفاف، وطبقة عازلة، وغلاف خارجي. تنقل مضخة الماء سائل العمل الساخن عبر أنبوب دائري لتبريد الماء عبر ملف تبادل حراري، مما يرفع درجة حرارة الماء باستمرار. ثم يُخزن الماء الساخن في خزان ماء معزول.

فما هي مزايا وعيوب المجمعات الشمسية ذات اللوحة المسطحة؟

مزايا سخانات المياه الشمسية ذات اللوحة المسطحة:

1. سخانات المياه الشمسية ذات اللوح المسطح مثالية للدمج في المباني. بفضل تصميمها المسطح، لا تقتصر سخانات المياه الشمسية ذات اللوح المسطح على شكل أو حجم معين، مما يوفر خيارات تصميم مرنة، ويسهل دمجها مع مكونات المبنى. علاوة على ذلك، تُسهّل ألواح التجميع المعدنية الخاصة بها التركيب والصيانة.

٢. كفاءتها الحرارية عالية جدًا. بخلاف الأنابيب المفرغة، لا تحتوي المجمعات الشمسية ذات الصفائح المسطحة على فجوات؛ فهي أسطح متصلة. عند تعرضها لأشعة الشمس، يستقبل سطح المجمع الشمسي بأكمله. لذلك، في ظل نفس مساحة الإضاءة وكثافة أشعة الشمس، يكون متوسط ​​الكفاءة اليومية لسخانات المياه الشمسية ذات الصفائح المسطحة أعلى بأكثر من ٦٪ من كفاءة الأنابيب المفرغة.

٣. تتميز سخانات المياه الشمسية ذات اللوحة المسطحة بمقاومة ممتازة للضغط. تُصنع اللوحة الماصة للحرارة في المجمع الشمسي ذي اللوحة المسطحة من المعدن، كما أن وصلة المجمع بخزان المياه مصنوعة من أجزاء معدنية. لذلك، يتحمل المجمع ضغط مياه الصنبور ومضخات الدورة الدموية.

٤. أداءها مستقر للغاية. في الأماكن الكبيرة، مثل الفنادق والمسابح والمصانع، يتطلب استخدام سخانات المياه الشمسية عددًا كبيرًا من المجمعات الشمسية لتكوين نظام إمداد مياه واسع النطاق. تستخدم سخانات المياه الشمسية ذات الأنابيب المفرغة مكونات مطاطية وبلاستيكية للتوصيلات، مما قد يكون غير مستقر للغاية. في المقابل، تستخدم المجمعات الشمسية ذات الألواح المسطحة المعدن لتوصيل المجمع بالنظام، مما يوفر نظامًا مستقرًا للغاية.

مخطط هيكل المجمع الشمسي ذو اللوحة المسطحة:

عيوب مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة:

١. تُعدّ هذه الألواح أكثر ملاءمة للاستخدام في المناطق غير المتجمدة، وإلا فقد تتجمد في الشتاء. بما أن قلب الألواح الشمسية المسطحة غير مملوء بالفراغ، فرغم ملئها بالعزل، يبقى العزل غير فعال. بالمقارنة مع أنظمة الطاقة الشمسية ذات الأنابيب المفرغة، تُبدّد هذه الألواح الحرارة بشكل أسرع وأكثر برودة في الشتاء عندما تكون درجات الحرارة الخارجية منخفضة. وبينما يُحلّ استخدام التدفئة الثانوية مشكلة عدم القدرة على الاستخدام في الشتاء، إلا أنه يُضيف أيضًا خطوة وسيطة، مما يُؤدي إلى فقدان بعض الحرارة.

٢. تعاني من فقدان طفيف للحرارة. نظرًا لأن قلب الألواح الشمسية المسطحة غير مملوء بالفراغ، ولأن عزلها مع المعدات الملحقة بها ليس جيدًا، فإنها تُبدد الحرارة بشكل أسرع في الشتاء من أنظمة الطاقة الشمسية ذات الأنابيب المفرغة.

الرسم التخطيطي التشغيلي لسخان المياه الشمسي ذي اللوحة المسطحة:

في الواقع، من بين منتجات الطاقة الشمسية المتكاملة مع المباني، توفر أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية التجارية ذات اللوحة المسطحة الأمان والأداء الممتاز.

في حين أن المجمعات الشمسية ذات اللوحة المسطحة لها مزايا وعيوب كبيرة مقارنة بأنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية باستخدام الأنابيب المفرغة، فإن أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية باستخدام الأنابيب المفرغة لها عيوب مثل انفجار الأنبوب ونقص الضغط عند دمجها في المباني الشاهقة.

تُعدّ المجمعات الشمسية ذات الصفائح المسطحة المكونات الأساسية لتجميع الحرارة في أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية ذات الصفائح المسطحة من النوع المنفصل، ويؤثر أداؤها بشكل مباشر على كفاءة الطاقة في النظام بأكمله. لا يقتصر تحسين الأداء الحراري لسخانات المياه الشمسية ذات الصفائح المسطحة على تعظيم استخدام الطاقة الشمسية فحسب، بل يزيد أيضًا من موثوقية المجمع. يُعدّ العزل الحراري وامتصاصية الماص عاملين رئيسيين يؤثران على الأداء الحراري للمجمعات الشمسية ذات الصفائح المسطحة. وقد تجاوزت امتصاصية مواد طلاء الماص الحالية 0.92، مما يترك مجالًا محدودًا للتحسين. لذلك، يُعدّ تحسين العزل الحراري للمجمعات الشمسية ذات الصفائح المسطحة عاملًا رئيسيًا في تحسين أدائها الحراري.