التدفئة بالطاقة الشمسية .. كيف تستخدم الطاقة الشمسية في تدفئة منزلك ؟

تعد التدفئة الشمسية واحدة من أهم الابتكارات الحديثة التي تتمتع بالعديد من المزايا، فهي أقل في التكلفة من انظمة التدفئة الاخرى، كما أن التدفئة الشمسية أكثر حرصا وامانا على البيئة، ويوجد العديد من أنظمة التدفئة التي تعمل بالطاقة الشمسية، فبعضها يعتمد على تسخين سائل معين مثل الماء مثلا، وبعضها يعمل على تسخين الهواء نفسه بهدف المساعدة في نظام التدفئة.

وفي هذا المقال سوف نرصد لكم نوعا واحد من أنواع التدفئة بالطاقة الشمسية، ثم نرصد لكم أهم مزايا وفوائد استخدام الطاقة الشمسية في نظام التدفئة.

كيف تعمل التدفئة الشمسية

تستخدم أنظمة التدفئة الشمسية النشطة الطاقة الشمسية لتسخين - سواء كان سائلًا أو هواءًا - ثم نقل الحرارة الشمسية مباشرةً إلى المساحة الداخلية أو إلى نظام تخزين لاستخدامها لاحقًا، إذا لم يتمكن النظام الشمسي من توفير تدفئة كافية للمساحة، فإن نظامًا إضافيًا أو احتياطيًا يوفر الحرارة الإضافية.

التسخين الشمسي النشط بالسائل

مجمعات السوائل الشمسية هي الأنسب للتدفئة المركزية، إنها نفس تلك المستخدمة في أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، كما أن مجمعات الألواح المسطحة هي الأكثر شيوعًا، ولكن تتوفر أيضًا مجمعات الأنبوب المفرغ والتركيز، حيث يتم نقل الحرارة أو السائل "العامل" مثل الماء أو مضاد التجمد (البروبيلين غليكول غير السام عادة) أو أي نوع آخر من السوائل التي تمتص الحرارة الشمسية، ويتدفق السائل بسرعة، لذلك تزيد درجة حرارته فقط من 10 إلى 20 درجة فهرنهايت (5.6 درجة إلى 11 درجة مئوية) أثناء تحركه، ويعتمد معدل التدفق على سائل نقل الحرارة.

لمعرفة المزيد حول أنواع مجمعات الطاقة الشمسية السائلة، وحجمها، وصيانتها، وغيرها من القضايا، راجع  تسخين المياه بالطاقة الشمسية وكيفية عملها.

فوائد ومميزات التدفئة الشمسية

تختلف تكلفة نظام التدفئة بالطاقة الشمسية النشط، ولكن في المجمل تعتبر أنظمة التسخين بالطاقة الشمسية النشطة أكثر فعالية، من حيث التكلفة في المناخات الباردة مع وجود موارد شمسية جيدة، عندما تحل محل وقود التدفئة الأكثر تكلفة، مثل الكهرباء والبروبان والنفط.

يمكن أن يؤدي تدفئة منزلك باستخدام نظام طاقة شمسية نشط إلى تقليل فواتير الوقود بشكل كبير في الشتاء، سيقلل نظام التسخين الشمسي أيضًا من كمية تلوث الهواء والغازات المسببة للاحتباس الحراري التي تنتج عن استخدامك للوقود للتدفئة أو توليد الكهرباء.

ضوابط لأنظمة التدفئة بالطاقة الشمسية

عادةً ما تكون عناصر التحكم في أنظمة التدفئة الشمسية أكثر تعقيدًا من تلك الموجودة في أنظمة التدفئة التقليدية، لأنه يتعين عليها تحليل المزيد من الإشارات والتحكم في المزيد من الأجهزة (بما في ذلك نظام التدفئة الاحتياطي التقليدي)، حيث تستخدم أدوات التحكم في الطاقة الشمسية أجهزة استشعار ومفاتيح ومحركات لتشغيل النظام، كما يستخدم النظام عناصر تحكم أخرى لمنع التجمد أو درجات الحرارة المرتفعة للغاية في المجمعات.

قلب نظام التحكم هو منظم الحرارة التفاضلي، الذي يقيس الفرق في درجة الحرارة بين المجمعات ووحدة التخزين، عندما تكون المجمعات أكثر دفئًا من 10 إلى 20 درجة فهرنهايت (5.6 درجة إلى 11 درجة مئوية) من وحدة التخزين، يقوم منظم الحرارة بتشغيل مضخة أو مروحة لتدوير الماء أو الهواء من خلال المجمع لتسخين وسط التخزين أو المنزل.

يختلف تشغيل وأداء وتكلفة هذه الضوابط، تراقب بعض أنظمة التحكم درجة الحرارة في أجزاء مختلفة من النظام للمساعدة في تحديد كيفية تشغيله، تستخدم الأنظمة الأكثر تطوراً المعالجات الدقيقة للتحكم في نقل الحرارة وتسليمها إلى التخزين ومناطق المنزل وتحسينهما.

عند استخدامها مع مجمع هواء الغرفة، قد لا تكون أدوات التحكم المنفصلة ضرورية، هذا يضمن أيضًا أن النظام سيعمل في حالة انقطاع التيار الكهربائي، يمكن لنظام الطاقة الشمسية مع تخزين البطارية أيضًا توفير الطاقة لتشغيل نظام التدفئة المركزية، على الرغم من أن هذا مكلف للأنظمة الكبيرة.

تركيب وصيانة نظام التدفئة الشمسية الخاص بك

يعتمد مدى جودة أداء نظام الطاقة الشمسية النشط على الموقع الفعال وتصميم النظام والتركيب بالإضافة إلى جودة ومتانة المكونات، تتميز أدوات التجميع وأدوات التحكم الحالية بجودة عالية، ولكن لا يزال من الصعب العثور على مقاول متمرس يمكنه تصميم النظام وتثبيته بشكل صحيح.

بمجرد تشغيل النظام، يجب صيانته بشكل صحيح لتحسين أدائه وتجنب الأعطال. تتطلب الأنظمة المختلفة أنواعًا مختلفة من الصيانة، ويجب عليك إعداد تقويم يسرد مهام الصيانة التي يوصي بها مصنعو المكونات والمثبتون للتثبيت.