السخانات الشمسية

اقسام المنتجات

السخانات الشمسية من اكثر تطبيقات الطاقة الشمسية نجاحا فى توفير الكهرباء. حيث يقوم السخان الشمسى بتحويل اشعة الشمس الساقطة عليها الى طاقة حرارية. يتم استخدامها فى تسخين المياة الموجودة فى تانك التخزين لاعادة استخدمها وقت الحاجة .

استخدامات السخان الشمسى

يستخدم السخان الشمسى فى تحويل اشعة الشمس الى طاقة حرارية يتم استخدامها فى عمليات تسخين المياه سواء للمنازل – المطاعم – المستشفيات – المصانع – الفنادق و القرى السياحية – حمامات السباحة – المصانع .

و يمكن أيضا إستخدام السخانات الشمسية فى تطبيقات تدفئة و تسخين الهواء و لكنها اقل إنتشاراً من عملية تسخين المياة.

أنواع السخانات الشمسية

يوجد نوعان رئيسيان من السخانات الشمسية:

سخانات شمسية ذات انابيب مفرغة Vacuum Tube: يعتمد هذا النظام على تدفق المياه مباشرة من المجمع الشمسي إلى الخزان. يتم تسخين المياه داخل المجمع الشمسي ثم تدفقها إلى الخزان لاستخدامها. هذا النوع أقل تكلفة ولكنه يكون عرضة للتآكل والتجمد في المناخات الباردة. و يمكنك الاطلاع على تفاصيل اكثر بخصوص السخنات الشمسية ذات الانابيب الفرغة من هنا.

متوفر بسعات تخزينية مختلفة.

سخانات شمسية مسطحة Flat Plate: و فى هذا النظام يتم تسخين السائل داخل المجمع الشمسي ونقله عبر مبادل حراري لتسخين المياه في الخزان. يُعتبر هذا النظام أكثر تكلفة، لكنه أكثر فعالية في المناطق الباردة.و يمكنك الاطلاع على تفاصيل اكثر على السخنات الشمسية المسطحة Flat Plate من هنا.
متوفر بسعات تخزينية مختلفة.

و جميعها تتكون من نفس المكونات ولكن الاختلاف يكمن فى تصميم المجمع الشمسى .

وظيفة المجمع الشمسى هى امتصاص اشعة الشمس و تحويلها الى طاقة حرارية ، فعلى سبيل المثال لو تم وضع السخان الشمسى فى مكان بارد و لكنه معرض لاشعة الشمس، سيقوم السخان بتحويل اشعة الشمس الى طاقة حرارية، و بالعكس لو تم وضع السخان فى مكان درجة حرراتة مرتفعة ولكنه غير معرض للشمس فستظل درجة حرارة المياة كما هى دون تسخين ، فالأصل فى السخانات هو تعرضها لضوء الشمس مباشرة.

تطبيقات السخان الشمسي

الاستعمال المنزلي: يُستخدم السخان الشمسي بشكل واسع في المنازل لتسخين المياه للاستخدام اليومي مثل الاستحمام والغسيل.
المنشآت التجارية: يتم استخدامه في الفنادق والمطاعم والمستشفيات التي تحتاج إلى كميات كبيرة من المياه الساخنة بشكل مستمر.
المجمعات السكنية: يعتمد العديد من المجمعات السكنية الكبيرة على السخانات الشمسية لتوفير الطاقة والمساهمة في تقليل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية.

مميزات السخان الشمسى

سهل التركيب و الاستخدام .
يوفر الماء الساخن ليلاً و نهارً حتى فى حالة انقطاع الكهرباء
تكاليف التشغيل = 0 ، لانه يعتمد بالكامل على اشعة الشمسة و لا يحتاج الى مصدر طاقة.
لا يوجد مخاطر من عمليات الحرائق و الاختناقات الناتجة من استخدام السخانات المعتمدة على الغاز.
لا يوجد مخاطر من الصعق الكهربائى و كذلك عمليات الانفجار التى قد تحدث بسبب تعطل ثرموستات السخان الكهربائى.
يتم وضعه اعلى السطح فى مكان معرض للشمس، و بالتالى لا يشغل اى مساحة داخل المكان.
لا يحتاج الى صيانة لكن يحتاج إلى تنظيف سطح المجمع الشمسى من الاتربة مرة كل ثلاث اسابيع.
يمكن استخدام سخان واحد لأكثر من شقة بسبب انه متوفر بسعات تخزينية متعددة .
غير ملوث للبيئة.

عيوب السخان الشمسى

ارتفاع تكلفة الشراء مقارنة بالسخان الكهربائى و كذلك سخان الغاز
تراكم الغبار أو الأوساخ على الانابيب او المسطح الشمسي يمكن أن يقلل من كفاءتها، لذا يجب تنظيفها من حين الى اخر.

مكونات السخان الشمسى

المجمع الشمسى

هيكل التثبيت

يصنع هيكل التثبيبت من الحديد المجلفن ، و يتم توجيه ناحية الجنوب بزاوية ميل تختلف من مكان الى اخر حسب الموقع الجغرافى للمشروع . متوسط زاوية الميل لهيكل التثبيت فى القاهرة مثلا هى 45° ، و فى اسوان هى 40° ، و بعبارة اخرى كلما اقتربنا من خط الاستواء كلما قلت زواية الميل و العكس صحيح.

تانك التخزين

و هو التانك الذى يتم فيه تخزين المياه الساخنة القادمة اليه من المجمع الشمسى ، و سعته التخزينية فى التطبيقات الصغيرة تبدء حاليا من 100 لتر و تصل الى 500 لتر، و لكن فى التطبيقات الكبيرة يزداد الحجم عن ذلك بكثير و يصل لتدفئة و تسخين حمام سباحة بالكامل .

ويصنف تانك التخزين على حسب المادة المصنوع منها الى :

خزانات مصنوعة من الصاج المعزول بمادة الايناميلد أو بمادة الاستون المقاومين للصدء.

خزانات مصنوعة من الاستانلس استيل 304L او 316L .

ملحقات اضافية

بعد ان ذكرنا المكونات الاساسية للسخان، نذكر الان ملحقات اضافية وجودها فى السخان يزيد من خصائصه و بالتالى سعره.

ملف التسخين

هو ملف يعمل بالكهرباء مزود بثرموستات لقياس درجة حرارة الماء ، وظيفته تسخين المياه فى ايام الغيوم الغائبه فيها اشعة الشمس، او تسخين المياه فى حالة سحب المياه الساخنة المخزنة فى تانك التخزين بالكامل .

المبادل الحرارى

وظيفة المبادل الحرارى هو الحفاظ على الماء الساخن داخل دائرة مغلقة. لكن تتم عملية التبادل الحرارى. عند تلاقى الماء السخان الموجود فى المسار الخاص به داخل الانابيت مع الماء المراد تسخينة داخل الخزان. لكن يتم اللجوء لهذة الطريقة اذا كانت المياه المستخدم تحتوى على نسبة عالية من الاملاح او الشوائب.

مضخة كهربائية

بعض انظمة السخانات قد تحتوى على مضخة كهربائية صغيرة ، للعمل على تسريع حركة المياه داخل السخان لزيادة فرصة تعرض الماء لاشعة الشمس.

و في نهاية المطاف نكون قد اوضحنا المعلومات العامة الخاصة بالسخانات الشمسية ، و أوضحنا أيضا خصائص السخانات الشمسية ذات الانابيب المفرغة و خصائص السخانات الشمسية المسطحة كلاً على حدة.

الخلاصة

يُعد السخان الشمسي استثمارًا مجديًا من حيث توفير الطاقة وتقليل التأثير البيئي، خاصة في المناطق التي تتمتع بوفرة من أشعة الشمس على مدار العام. ورغم تكلفته الأولية العالية نسبيًا، إلا أن الفوائد على المدى الطويل تجعل منه خيارًا اقتصاديًا وبيئيًا فعالًا لتسخين المياه.

سخانات المياه بالطاقة الشمسية ليست فقط خيارًا اقتصاديًا بل أيضًا بيئيًا، فهي تجمع بين الاستدامة والتوفير وتحسين جودة الحياة.