أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية: دليل شامل للتكنولوجيا والفوائد والتطبيقات

أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية

تستخدم أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية مُجمِّعات شمسية لجمع الإشعاع الشمسي وتسخين المياه. تُمثل هذه الأنظمة أكثر تطبيقات الطاقة الحرارية الشمسية قيمةً من الناحية الاقتصادية، وتطورًا تقنيًا، وجدوىً تجارية. يمكن تصنيف أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية بناءً على دورة تسخينها: سخانات المياه الشمسية ذات الدورة الطبيعية، وسخانات المياه الشمسية ذات الدورة القسرية، وسخانات المياه الشمسية ذات التخزين.

سيناريوهات التطبيق

مع ارتفاع تكلفة الطاقة التقليدية والتدهور البيئي المستمر، يتزايد استخدام أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية في المباني السكنية، والفلل، والفنادق، والمناطق السياحية الخلابة، والمتنزهات العلمية والتكنولوجية، والمستشفيات، والمدارس، والمنشآت الصناعية، ومناطق الزراعة وتربية المواشي، وغيرها الكثير. ويمكن للتصميم والتكوين المناسبين لاستهلاك المياه الساخنة في كل منطقة تحقيق الاستخدام الأمثل للطاقة وخفض التكاليف.

غاية

1. الفوائد البيئية: مقارنة باستخدام الوقود الأحفوري لإنتاج الماء الساخن، يمكن لسخانات المياه الشمسية أن تقلل من التلوث البيئي وإنتاج الغازات المسببة للاحتباس الحراري مثل ثاني أكسيد الكربون.

٢. توفير الطاقة: الطاقة الشمسية مصدر طاقة متاح للجميع. يمكن لأي شخص لديه مساحة ومعدات استخدامها مجانًا.

٣. السلامة: بخلاف مخاطر الانفجار أو التسمم المرتبطة بالغاز، أو مخاوف الانفجار المرتبطة بغلايات زيت الوقود، أو احتمالية تسرب الكهرباء، تشغل سخانات المياه الشمسية مساحة أقل - فهي تعمل تلقائيًا دون الحاجة إلى فنيين متخصصين. علاوة على ذلك، تُركّب سخانات المياه الشمسية على السطح ولا تشغل أي مساحة داخلية.

٤. اقتصادية وفعّالة من حيث التكلفة: سخانات المياه الشمسية التقليدية سهلة التلف، وعمرها الافتراضي لا يقل عن عشر سنوات، وقد يصل إلى عشرين عامًا. ولأن مصدر الحرارة الأساسي هو الطاقة الشمسية المجانية، فإن استخدامها اقتصادي للغاية.

مكونات نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية

جامع الطاقة الشمسية

يعمل عنصر تجميع الحرارة في النظام بشكل مشابه لأنبوب التسخين الكهربائي في سخان الماء الكهربائي. بخلاف سخانات الماء الكهربائية أو الغازية، تستخدم المجمعات الشمسية الحرارة الشمسية المشعة، لذا لا يمكن التسخين إلا خلال ساعات النهار. لذلك، قد يلزم أحيانًا استخدام تدفئة إضافية، مثل غلاية أو سخان كهربائي.

خزان مياه معزول

مثل خزان الماء المعزول في سخان الماء الكهربائي، يُستخدم هذا الخزان لتخزين الماء الساخن. ولأن سخانات الماء الشمسية تعمل نهارًا فقط، ويستخدم الناس الماء الساخن ليلًا عادةً، فإن خزان الماء المعزول ضروري لتخزين الماء الساخن الذي ينتجه المجمع خلال النهار. سعته تساوي إجمالي كمية الماء الساخن المستهلكة كل ليلة. يتميز خزان الماء المعزول المقاوم للضغط، والمصنوع من بطانة مطلية بالمينا، بعزل ممتاز ومقاومة للتآكل وجودة مياه نقية، مع عمر خدمة يزيد عن 20 عامًا.

توصيل الأنابيب

تنقل الأنابيب الماء الساخن من المجمع إلى خزان المياه المعزول، والماء البارد من الخزان إلى المجمع، مُشكلةً حلقةً مغلقةً للنظام بأكمله. يُعدّ تصميم أنابيب الدورة وتوصيلها بشكل صحيح أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل لنظام المياه الشمسي. يجب أن تكون أنابيب الماء الساخن معزولة وعالية الجودة، لضمان عمر خدمة لا يقل عن 20 عامًا.

مركز التحكم

يكمن الفرق بين نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية وسخان المياه الشمسي التقليدي في مركز التحكم. يتولى مركز التحكم، كنظام، مسؤولية مراقبة النظام بأكمله وتشغيله وضبطه. تتيح التكنولوجيا الحالية التحكم عن بُعد في التشغيل العادي للنظام عبر الإنترنت. مكونات نظام سخان المياه بالطاقة الشمسية

يتكون مركز التحكم في نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية في المقام الأول من برنامج كمبيوتر ومحول ومضخة توزيع.

مبادل حراري

يجمع المبادل الحراري الصفائحي والقشري الملحوم بالكامل بين مزايا الكفاءة العالية والحجم الصغير للمبادلات الحرارية الصفائحية القابلة للفصل، مع التغلب على عيوب المبادلات الحرارية الصفائحية والأنابيبية، مثل انخفاض كفاءة نقل الحرارة والمساحة الكبيرة. تزيد صفائح نقل الحرارة المموجة والبيضاوية للمبادل الحراري الصفائحي والقشري من الطول الحراري مقارنةً بالصفائح المستديرة الحالية، مما يُحسّن أداء نقل الحرارة بشكل ملحوظ. ويُستخدم على نطاق واسع في ظروف تبادل الحرارة تحت درجات حرارة وضغوط عالية.

مميزات النظام

1. أداء الماء الساخن مضمون: إمداد مضمون بالمياه على مدار 24 ساعة طوال أيام الأسبوع للتسخين الفوري، مع درجات حرارة تتراوح من 45 درجة مئوية إلى 90 درجة مئوية.

2. ضمان جودة الماء الساخن: ضغط ثابت، ودرجة حرارة ثابتة، وجودة مياه نظيفة.

3. تصميم النظام المتكامل: نهج شامل، مقترنًا بمصادر الحرارة المساعدة وتحليل البرامج الاحترافية، يضمن نظامًا عالي الكفاءة وموثوقًا وسهل الاستخدام.

4. ضمان جودة النظام: الحماية الشاملة لكل مكون، بما في ذلك المجمع، وخزان المياه، ومضخة الدورة الدموية، والأنابيب، تضمن تشغيل النظام بشكل آمن ومستقر لأكثر من 20 عامًا.

5. التحكم الذكي في النظام: عرض البيانات الكاملة، والتحكم الذكي، وقياس المنزل، والمعلومات الدقيقة.

BTE Solar - منتجات الطاقة الشمسية الحرارية المصممة بدقة

تأسست شركة Dezhou BTE Solar Co., Ltd عام ٢٠٠٩، وتقع في مدينة صن سيتي بـ Dezhou. وهي شركة مبتكرة تُركز على تطبيقات الطاقة الشمسية الحرارية، وتمتلك العديد من حقوق الملكية الفكرية المستقلة لتقنياتها الأساسية. بالاعتماد على قوتها التقنية القوية، طورت الشركة بشكل مستقل خطوط إنتاج أوتوماتيكية عالية الذكاء، ووصلت كفاءة الإنتاج إلى مستوى رائد دوليًا. واستنادًا إلى مفهوم الثورة الصناعية الرابعة، أنشأت الشركة خط إنتاج عالمي احترافي لمجمعات الطاقة الشمسية المسطحة وسخانات المياه الشمسية، حيث تصل كفاءة خط الإنتاج بأكمله إلى متوسط ​​سرعة ٥٥ ثانية/قطعة، مما يجعله رائدًا دوليًا.