مجموعة نوع مسطح

أنواع مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة

مجمع الطاقة الشمسية المسطح هو عبارة عن مجمع شمسى يتميز بتصميمه المسطح. تمتص هذه المجمعات الطاقة الشمسية وتحولها إلى حرارة. تحتوي على صندوق معزول مع لوحة امتصاص داكنة وعدة أغلفة زجاجية. تعمل المجمعات المسطحة عن طريق تسخين لوحة الامتصاص بواسطة أشعة الشمس المباشرة أو المنتشرة. ثم يتم نقل الحرارة إلى الماء أو الجل الذي يتحرك عبر الأنابيب الموجودة في اللوحة. يمكن لهذه المسخنات الشمسية تسخين أحواض السباحة أو توفير الماء الساخن للدوش أو المنازل أو المباني.

تُعد مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة فعالة بشكل عام. تعتمد كفاءتها على نوع المجمع وتصميمه وزاوية الألواح وجودة أشعة الشمس المتاحة. على عكس المجمعات المركزة التي تحتاج إلى مساحة كبيرة، فإن الألواح الشمسية المسطحة تأخذ مساحة أقل، مما يجعلها مثالية للسقوف والمناطق الضيقة. كما أنها تعمل بشكل جيد مع أي نوع من الاتجاهات المحلية أو اتجاه المباني. يمكن أن تكون مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة متنوعة في ما يمكنها تسخينه. يمكن استخدامها لأحواض السباحة أو الدوش أو المنازل أو حتى المباني. تساعد هذه الألواح الشمسية على جعل الهياكل أقل اعتمادًا على الكهرباء من خلال استخدام أشعة الشمس الطبيعية المجانية بدلاً من ذلك.

تتضمن أنواع المجمعات المسطحة:

• المجمعات المسطحة الزجاجية: تحتوي المجمعات الزجاجية على غطاء لامع. وهي أكثر الأنواع شيوعًا ومعروفة. يمكنها امتصاص درجات حرارة عالية. تُستخدم المجمعات الزجاجية غالبًا لتسخين المياه، مثل أحواض السباحة أو الدوش.
• المجمعات المسطحة غير الزجاجية: لا تحتوي هذه المجمعات على غطاء زجاجي. تُستخدم بشكل أساسي لتسخين المياه في أحواض السباحة وغيرها من المهام المشابهة.
• المجمعات المدمجة: تُثبت المجمعات المدمجة تحت أنظمة تدفئة الأرضيات أو أسطح المباني. تساعد على تسخين المباني ومنع الماء من التجمد في أنابيب مياه السقف.
• المجمعات المكافئة القطع المكافئ: تحتوي هذه المجمعات على سطحين منحنيين يوجهان أشعة الشمس إلى أنبوب في الوسط. من السهل صنع المجمعات المكافئة القطع المكافئ وهي أقل تكلفة من النماذج الأخرى.

وظائف وميزات مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة

وظائف مجمعات أنابيب الفراغ:

• تسخين المياه: تستخدم مجمعات السقف أشعة الشمس المباشرة لتسخين مياه الدوش والحوض داخل أنابيب خاصة. توفر الطاقة من خلال تقليل استخدام الكهرباء والغاز المستخدم لتسخين المياه.
• تسخين أحواض السباحة: تُصنع بعض المجمعات لتسخين مياه أحواض السباحة بحيث تبقى أحواض السباحة على شاطئ البحر دافئة حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة. هذا يقلل من نفقات الطاقة.
• تدفئة المساحات: يمكن أيضًا نقل المياه أو الهواء المسخن بواسطة أشعة الشمس عبر منازلنا للحفاظ على راحة درجات الحرارة خلال فصل الشتاء. هذا يوفر المزيد من تكاليف الوقود.
• تسخين العمليات: تحتاج بعض الشركات إلى الماء الساخن أو الهواء لعملها. تسخن بعض المجمعات الشمسية المياه التي تستخدمها المصانع أو المغاسل أو المستشفيات، مما يقلل من نفقات الطاقة لديها.
• التبريد: من المدهش أن الماء الدافئ بواسطة الشمس يمكن أن يشغل الثلاجات التي تحافظ على الطعام طازجًا. تستخدم أنظمة التبريد الخاصة الماء المسخن بالطاقة الشمسية لجعل المباني باردة عندما يكون الطقس حارًا في الخارج.

ميزات مجمعات أنابيب الفراغ:

• الكفاءة العالية: تم تصميم المجمعات ذات اللوحة المسطحة لزيادة الاحتفاظ بالحرارة من الشمس. تعمل بشكل جيد حتى عندما لا تكون الشمس قوية جدًا أو عندما يكون الطقس باردًا في الخارج.
• العزل القوي: تُصنع هذه المجمعات بعزل جيد. تحافظ على دفء الشمس من التسرب إلى الهواء البارد. يساعد ذلك المجمع على الاحتفاظ بالحرارة بكفاءة أكبر.
• المتانة: المواد المستخدمة في صنع هذا النوع من المجمعات الشمسية طويلة الأمد. يمكنها تحمل الطقس السيئ، مثل البرد أو الأمطار الغزيرة، لسنوات عديدة دون أن تتعطل.
• صيانة منخفضة: لا تتطلب المجمعات ذات اللوحة المسطحة الكثير من العناية للحفاظ على عملها بشكل جيد. عادةً ما تكون عمليات الفحص البسيطة والمنتظمة كافية لضمان عمل النظام بسلاسة.
• الفعالية من حيث التكلفة: مقارنةً بأنواع المجمعات الشمسية الأخرى، فإن هذه المجمعات تُعد طريقة أكثر فعالية من حيث التكلفة لالتقاط حرارة الشمس. تُقدم عائدًا جيدًا على الاستثمار من خلال انخفاض تكاليف الطاقة.

سيناريوهات

تُعد المجمعات ذات اللوحة المسطحة متعددة الاستخدامات في المنازل والنشاطات التجارية، مما يجعلها عنصرًا أساسيًا في الصناعات التي تستخدم الحرارة في العمليات والطاقة المتجددة.

• تسخين أحواض السباحة: أحد أفضل استخدامات المجمعات الشمسية ذات اللوحة المسطحة هو تسخين الماء في أحواض السباحة لأغراض الترفيه، مما يساعد على الحفاظ على درجة حرارة الماء في الحوض عند مستويات مريحة حتى في الأشهر الباردة.
• عمليات صناعية: توفر المجمعات الشمسية ذات اللوحة المسطحة الماء الساخن الضروري لمختلف مراحل مختلف العمليات الصناعية، بما في ذلك الغسيل والتنظيف وتشكيل المعادن وصناعة النسيج ومعالجة الألبان.
• التقطير الشمسي: يمكن استخدام المجمعات الشمسية ذات اللوحة المسطحة جنبًا إلى جنب مع أسطوانات التقطير الشمسية لإنتاج المياه المقطرة من خلال التبخر والتكثيف بواسطة الطاقة الشمسية، مما يساعد على معالجة المياه المالحة أو مياه البحر للاستخدام الصالح للشرب في المناطق القاحلة.
• توليد البخار: يمكن للمجمعات ذات درجات الحرارة العالية إنتاج البخار للاستخدام في التطبيقات الصناعية أو أنظمة التدفئة، مما يوفر مصدر طاقة متعدد الاستخدامات للعديد من العمليات.
• تحلية المياه بالطاقة الشمسية: يمكن دمج المجمعات ذات اللوحة المسطحة في أنظمة تحلية المياه بالطاقة الشمسية لتوفير الماء الساخن لعملية التحلية، مما يساعد على إنتاج المياه العذبة من مياه البحر في المواقع التي تفتقر إلى موارد المياه العذبة.
• تدفئة المساحات: تُعد المجمعات الشمسية مثالية لتوفير حلول التدفئة للمنازل السكنية أو المكاتب أو المباني الأخرى من خلال توليد الماء الساخن المخزن في خزانات معزولة للاستخدام لاحقًا خلال الأشهر الباردة. يساعد ذلك على تقليل الاعتماد على الوقود التقليدي مع تحسين مستويات الراحة الداخلية.
• التجفيف الشمسي: يمكن دمج المجمعات ذات اللوحة المسطحة في أنظمة التجفيف للاستفادة من الطاقة الشمسية لتجفيف المنتجات الزراعية أو المواد الغذائية أو الأخشاب، وبالتالي الحفاظ على العناصر الغذائية وتقليل الهدر والحفاظ على الوقود أثناء عملية التجفيف.
• التدفئة الشمسية للماشية: توفير مرافق التدفئة الكافية للماشية خلال أشهر الشتاء ضروري. يمكن للمسخنات الشمسية ذات اللوحة المسطحة تلبية هذه الاحتياجات من خلال ضمان الحفاظ على صحة الحيوان بشكل صحيح طوال المواسم الباردة مع تقليل تكاليف الوقود المرتبطة بطرق التدفئة التقليدية.

كيفية اختيار مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة

تتطلب شراء المجمعات الشمسية ذات اللوحة المسطحة للبيع في الواقع أكثر من مجرد شراء بعض قطع المعدات. يجب مراعاة بعض العوامل عند إجراء عملية شراء بالجملة لأنها ستؤثر في النهاية على تكلفة المشروع وجودة المنتج النهائي وكفاءته. إليك بعضها -

• طلب الطاقة: قبل أي شيء آخر، قم بتقييم احتياجات المشروع من الطاقة. ضع في اعتبارك عدد المجمعات التي ستكون ضرورية لتلبية إنتاج الطاقة المطلوب وحجم كل مجمع شمسى ذو لوحة مسطحة ومساحته السطحية التي ستستخدم.
• ظروف المناخ: خصص الوقت لدراسة ظروف المناخ في المنطقة المحددة. يجب مراعاة درجات الحرارة القصوى والعوامل القصوى الدنيا ومستويات الإشعاع الشمسي، حيث ستؤثر هذه العوامل على أداء المجمع المسطح ومتانته.
• نوع التطبيق: حدد ما إذا كان نظام التدفئة الشمسية سيتم استخدامه لتسخين المياه المنزلية أو تدفئة المساحات أو تطبيق صناعي معين. سيؤثر الهدف النهائي بشكل كبير على نوع المجمع المسطح الذي سيتم استخدامه.
• الامتثال والشهادة: تأكد من أن المجمعات معتمدة، وتمت مراجعتها بشكل شامل، وفقًا لمعايير الصناعة واللوائح اللازمة في السوق المستهدفة. هذا مهم حتى تتمكن من التحقق من مطابقة المنتج للمعايير اللازمة ويمكنك أيضًا الاستفادة من الحوافز والخصومات المتاحة.
• الميزانية والتكلفة: تأكد من تقييم التكلفة الإجمالية للمجمع المسطح، والتي تشمل الاستثمار الأولي ونفقات التركيب وتكاليف الصيانة، ووزن ذلك مقابل المدخرات طويلة الأجل وفترة الاسترداد.
• احتياجات التخصيص: فكر في أي طلبات تخصيص للمشروع، مثل اختلافات الحجم أو تكوينات التركيب أو الميزات الإضافية. يقدم العديد من المصنعين خيارات التخصيص لتناسب الاحتياجات المحددة.
• الضمان والدعم: قم بتقييم شروط الضمان بعناية، خاصةً فيما يتعلق بأداء المجمع ومتانته. أيضًا، تأكد من الاتصال بالمصنعين الذين يمكنهم تقديم دعم ممتاز بعد البيع.

يمكن تطوير استراتيجية شراء بناءً على جميع المعلومات التي تم الحصول عليها من تحليل هذه العوامل. يمكنها أيضًا المساعدة في اتخاذ قرار مفيد وفعال من حيث التكلفة، وواحد سيلتزم بالمعايير اللازمة.

أسئلة وأجوبة

س1: ما هو المجمع المسطح؟

ج1: هذا المجمع هو نوع من المجمعات الشمسية الحرارية. يحتوي على تكوين لوحة مسطحة تُستخدم لامتصاص ونقل الحرارة من أشعة الشمس في البيئات الخارجية. يُستخدم بشكل شائع لتسخين المياه في أنظمة التدفئة السكنية والتجارية.

س2: كيف يعمل المجمع المسطح؟

ج2: تعمل المجمعات المسطحة عن طريق امتصاص الطاقة الشمسية ونقل الحرارة إلى سائل موجود داخل المجمع. يتم تحقيق هذه العملية من خلال مكونات متعددة، بما في ذلك لوحة الامتصاص والغطاء الزجاجي والعزل. يتم طلاء اللوحة بطبقة انتقائية لزيادة امتصاص الحرارة. تغطي ألواح الزجاج المجمع لتقليل فقدان الحرارة وتحسين الكفاءة. يتم عزل المجمع لتقليل أي فقدان للحرارة من الخلف والجوانب.

س3: ما هي فوائد المجمعات المسطحة؟

• تُعد حلولًا فعالة من حيث التكلفة لمجموعة متنوعة من التطبيقات.
• تُعد مناسبة جدًا للمناطق ذات مستويات الإشعاع الشمسي العالية.
• تتطلب متطلبات صيانة منخفضة.
• يمكن استخدامها في أنظمة خارج الشبكة.
• توفر حلولًا منخفضة التكلفة التشغيلية لتسخين المياه.