يعد جامع الطاقة الشمسية جهازًا رئيسيًا في أنظمة استخدام الطاقة الشمسية ، حيث يلعب دورًا مهمًا في تحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة حرارية قابلة للاستخدام. كمورد لهواة جمع الطاقة الشمسية ، يسعدني أن أشارككم كيف تعمل هذه الأجهزة الرائعة.
المبدأ الأساسي لهواة جمع الطاقة الشمسية
في قلب عملية جامع الطاقة الشمسية تكمن المبدأ الأساسي المتمثل في تحويل أشعة الشمس إلى حرارة. ضوء الشمس ، وهو شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي ، يحتوي على كمية واسعة من الطاقة. عندما يصطدم ضوء الشمس بسطح جامع الطاقة الشمسية ، تم تصميم مواد جامع لامتصاص هذا الإشعاع وتحويله إلى طاقة حرارية.
النوع الأكثر شيوعًا من جامع الطاقة الشمسية هو جامع الألواح المسطح. يتكون جامع الألواح المسطح عادة من لوحة امتصاص ، وغطاء شفاف ، وعزل ، وإطار. عادةً ما تكون لوحة الامتصاص مصنوعة من المعدن ، مثل النحاس أو الألومنيوم ، والتي لها توصيل حراري عالي. سطح لوحة الامتصاص مطلية بمواد امتصاص انتقائية. تم تصميم هذا الطلاء ليكون له امتصاص عالي للإشعاع الشمسي (عادة أكبر من 90 ٪) في الطيف المرئي والقريب - مع وجود انبعاث منخفض في طيف الأشعة تحت الحمراء. هذا يعني أن لوحة الامتصاص يمكن أن تمتص أشعة الشمس بكفاءة والاحتفاظ بالحرارة التي تولدها.
يخدم الغطاء الشفاف ، الذي يصنع غالبًا من الزجاج ، العديد من الوظائف المهمة. أولاً ، يسمح لضوء الشمس بالمرور إلى لوحة الامتصاص مع تقليل فقدان الحرارة بسبب الحمل الحراري والإشعاع. الفخار الزجاجي داخل جامع ، مما يخلق تأثير الدفيئة. ثانياً ، يحمي لوحة الامتصاص من العوامل البيئية مثل الغبار والمطر والبرد.
يتم وضع العزل حول الجانبين وخلفية جامع لتقليل فقدان الحرارة إلى المناطق المحيطة. يمكن أن يعمل جامع معزول بئر بشكل أكثر كفاءة ، خاصة في المناخات الباردة. يحمل الإطار جميع المكونات معًا ويوفر الدعم الهيكلي.
عملية نقل الحرارة
بمجرد أن تمتص لوحة الامتصاص أشعة الشمس وتسخنها ، فإن الخطوة التالية هي نقل الحرارة إلى سائل. هذا السائل ، عادة الماء أو الماء - مزيج الجليكول ، يدور من خلال أنابيب على اتصال مع لوحة الامتصاص. يتم نقل الحرارة من لوحة الامتصاص إلى السائل من خلال التوصيل.
كما يمتص السائل الحرارة ، ترتفع درجة حرارته. ثم يتدفق السائل الساخن من الجامع وفي خزان تخزين أو مبادل حراري. في نظام تسخين المياه الشمسية ، يمكن استخدام السائل الساخن مباشرة لتسخين الماء في خزان التخزين. يعمل خزان التخزين كخزان للمياه الساخنة ، والذي يمكن استخدامه لمختلف التطبيقات المحلية أو الصناعية ، مثل الاستحمام أو أطباق غسل أو تسخين الفضاء.
في بعض الحالات ، يتم استخدام مبادل حراري لنقل الحرارة من السائل في جامع الطاقة الشمسية إلى سائل آخر أو إلى نظام التدفئة للمبنى. على سبيل المثال ، في نظام تسخين المساحة المساعد ، يمكن للسائل الساخن من جامع الطاقة الشمسية نقل حرارته إلى نظام التدفئة المركزي للمبنى من خلال مبادل حراري.
أنواع جامعي الطاقة الشمسية وآليات عملهم
مسطح - جامعي الألواح
كما ذكرنا سابقًا ، يتم استخدام جامعي الألواح المسطحة على نطاق واسع بسبب بساطتها وموثوقيتها. فهي مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك تسخين المياه المنزلية وتسخين مساحة درجة الحرارة المنخفضة. يمكن أن يعمل جامعو الألواح المسطحة بكفاءة في كل من أشعة الشمس المباشرة والمنتشرة ، مما يجعلهم خيارًا جيدًا للمناطق ذات الظروف الجوية المتغيرة.
جامعي الأنبوب تم إجلاؤه
جامعي الأنبوب الذين تم إجلاؤهم هم نوع آخر شائع من جامع الطاقة الشمسية. وهي تتكون من سلسلة من الأنابيب الزجاجية ، كل منها يحتوي على أنبوب امتصاص. يتم إخلاء المسافة بين أنبوب الزجاج الخارجي وأنبوب الامتصاص الداخلي ، مما يخلق فراغًا. يعمل هذا الفراغ كعازل ممتازة ، مما يقلل بشكل كبير من فقدان الحرارة مقارنة بجامعي الألواح المسطحة.
في جامع الأنبوب الذي تم إجلاؤه ، يمر أشعة الشمس عبر أنبوب الزجاج الخارجي ويتم امتصاصه بواسطة أنبوب الامتصاص. أنبوب الامتصاص مطلي بمواد امتصاص انتقائية ، على غرار تلك المستخدمة في جامعي الألواح المسطحة. يتم نقل الحرارة المتولدة في أنبوب الامتصاص إلى سائل نقل الحرارة داخل الأنبوب. ثم يرتفع السائل الساخن إلى أعلى الأنبوب ويتم جمعه في مشعب ، حيث يتم تعميمه إلى خزان التخزين أو المبادل الحراري.
جامعي الأنبوب الذين تم إجلاؤهم أكثر كفاءة من جامعي الألواح المسطحة في المناخات الباردة وفي درجات حرارة أعلى. غالبًا ما يتم استخدامها في التطبيقات التي تكون فيها الحرارة عالية الحرارة مطلوبة ، مثل العمليات الصناعية أو أنظمة التدفئة الشمسية الكبيرة الحجم.
تركيز جامعي الطاقة الشمسية
يستخدم تركيز جامعي الطاقة الشمسية المرايا أو العدسات لتركيز أشعة الشمس على امتصاص صغير. هذا يسمح لهم بتحقيق درجات حرارة أعلى بكثير من جامعي المسطحين أو المجمعين للأنبوب. عادةً ما يتم استخدام جامعي الطاقة الشمسية في مصانع توليد الطاقة الكبيرة أو التطبيقات الصناعية حيث تكون هناك حاجة إلى درجة حرارة عالية.
هناك عدة أنواع من جامعي الطاقة الشمسية المركزة ، بما في ذلك جامعي الحوض المكافئ ، وجامعي الأطباق المكافئ ، وأبراج الطاقة الشمسية. يستخدم جامعو الحوض المكافئ للمكافئات - المرايا على شكل مكافئ لتركيز ضوء الشمس على أنبوب المتلقي الموجود عند النقطة المحورية في المكافئ. يحتوي أنبوب المتلقي على سائل نقل الحرارة ، يتم تسخينه بواسطة أشعة الشمس المركزة.
يستخدم جامعو الأطباق المكافئ مرآة على شكل طبق لتركيز ضوء الشمس على جهاز استقبال في وسط الطبق. يمكن أن يكون جهاز الاستقبال محركًا ستيرلنغ أو مبادل حراري ، اعتمادًا على التطبيق. تستخدم أبراج الطاقة الشمسية حقلًا من Heliostats (المرايا) لتعكس ضوء الشمس على جهاز استقبال مركزي يقع فوق البرج. يسخن المتلقي سائل ، والذي يستخدم بعد ذلك لتوليد الكهرباء.
دور جامعي الطاقة الشمسية لدينا في تطبيقات مختلفة
كمورد جامع للطاقة الشمسية ، نقدم مجموعة من المنتجات عالية الجودة لتلبية الاحتياجات المتنوعة لعملائنا. ملكنامضغوط لوحة شمسية مضغوطة صفيحة مسطحةهو حل مدمج وفعال لتسخين المياه المنزلية. فهو يجمع بين مزايا جامعي الألواح المسطحة مع تصميم مضغوط ، وضمان أداء موثوق به ومتانة طويلة.
ملكناسخان المياه الشمسية المدمجةهو منتج شائع آخر ، مناسب للتطبيقات الصغيرة مثل الشقق أو المنازل الصغيرة. من السهل التثبيت والصيانة ، مما يجعله خيارًا مثاليًا لأصحاب المنازل الذين يتطلعون إلى تقليل فواتير الطاقة الخاصة بهم وتصمة البصمة الكربونية.
للتطبيقات الأكبر - لدينا ، لديناجامع الحرارية الشمسيةتم تصميمه لتوفير الحرارة عالية درجة الحرارة للعمليات الصناعية أو أنظمة التدفئة الكبيرة. وهو متوفر بأحجام وتكوينات مختلفة لتلبية المتطلبات المحددة لعملائنا.
اتصل بنا للشراء والتفاوض
إذا كنت مهتمًا بجامعي الطاقة الشمسية لدينا وترغب في معرفة المزيد عن ميزاتهم أو أسعارهم أو خيارات التثبيت ، فيرجى عدم التردد في الاتصال بنا. فريق الخبراء لدينا مستعد لتزويدك بمعلومات مفصلة ومساعدتك في اختيار جامع الطاقة الشمسية الصحيح لاحتياجاتك. سواء كنت مالكًا للمنزل أو صاحب عمل أو مثبت ، فنحن ملتزمون بتزويدك بأفضل المنتجات والخدمات.
مراجع
- Duffie ، JA ، & Beckman ، WA (2013). الهندسة الشمسية للعمليات الحرارية. وايلي.
- Kreith ، F. ، & Goswami ، Dy (2011). مبادئ نقل الحرارة. تعلم Cengage.
- Chow ، TT (2010). الطاقة الشمسية الحرارية. إلسفير.
