المجمعات الشمسية الحرارية

^مقدّمة:

تسمّى تطبيقات الطاقة الشمسية التي تستفيد من حرارة الشمس في تسخين المائع الذي يجري داخلها بالسخانات الشمسية أو المجمعات الشمسية الحرارية، وانتشر استخدام هذه المجمعات بشكل كبير في كثير من المجالات، خاصة السخانات الشمسية المنزلية، وأصبح لها أشكال متعددة بكفاءات وأسعار مختلفة، وتنقسم بشكل رئيسي إلى مجمعات شمسية مسطحة ومجمعات شمسية ذات أنابيب مفرغة.^

*مبدأ عمل المجمعات الشمسية الحرارية:**

& تعتمد السخانات الشمسية في عملها على امتصاص الأشعة الشمسية ونقل الحرارة إلى وسيط ناقل حراري، ومن أجل ذلك تستخدم مادة خاصة ذات امتصاصية كبيرة للطاقة تشكل السطح الماص وغالباً ما يكون أسود اللون.

تنتقل الطاقة الشمسية من سطح الشمس بالإشعاع وتصل إلى السطح الماص، وترتفع درجة حرارته نتيجة امتصاصه كمية من هذه الطاقة، وينقل بدوره هذه الحرارة إلى وسيط يجري داخله بالتوصيل الحراري، حيث يمكن أن يكون السطح الماص على شكل أنابيب، أو على شكل صفيحة مزودة بأنابيب لجريان مائع نقل الحرارة، وعند ارتفاع درجة حرارة السائل بالحمل الحراري إلى حد معين يخرج من المجمع ليتم استعماله، و يدخل مائع بارد ليحل مكانه من الطرف الآخر ويكون قادماً من خزان ماء في حالة السخانات المنزلية، ويقوم نظام تحكم مرفق بالسخان بتنظيم دوران هذه العملية.

تقسم السخانات الشمسية إلى سخانات شمسية مباشرة يتم فيها تسخين الماء بشكل مباشر في جسم السخان، أو سخانات شمسية غير مباشرة تستخدم وسيطاً لنقل الحرارة يمتص الحرارة من السخان الشمسي وينقله إلى الماء (أو المائع المطلوب) من خلال مبادل حراري دون أن يختلط معه ثم يعود هذا الوسيط بارداً إلى السخان ليتم تسخينه من جديد.