مجمعات الحرارة... Solar Collectors

المجمعات الحرارية هي أداة جمع الطاقة الشمسية و حفظها في وسط مثالي و هذا الموسط المثالي هو في أغلب الأحيان الماء. فالماء يمتلك سعة حرارية مثالية و ثمنه الرخيص بالمقارنة بالمواد الاخرى التي تكمن الحرارة. و في هذه المقالة سوف نتكلم عن النوعين المعروفين كمجعات حرارة، النوع الأول هو المجمعات المسطحة كما مبين في الصورة اسفل، و هو قديم جدا و مازال استخدامه على نطاق واسع.

يمر الماء المراد تسخينه عبرانابيب نحاسية موضوعة في وسط منخفض الضغط محكم الاغلاق لكي لا تضيع الحرارة المخزنة. هناك قاعدة عامة تقول أن كل شخص بالمنزل يحتاج من متر مربع إلى متر ونصف مربع من هذه الالواح في حال تركيبها على المنزل. و عمرها الافتراضي كبير ولا تتطلب صيانة عالية سوى تنظيفها كل فترة واخرى لكي لا تحجب الأوساخ المتراكمة أشعة الشمس.

النوع الثاني من المجمعات هو المجمعات المفرغة من الهواء، كما تبين الصورة في الاسفل:

هذه التقنية هي حديثة نسبيا، فالانابيب المفرغة من الهواء تعمل على امتصاص اضعف الأطياف الضوئية و بأطوال موجية عالية مثل الاشعة تحت الحمراء. لذلك سوف يسخن الماء حتى في الأجواء الباردة.

هذه التقنية هي أعلى كفاءة من التقنية السابقة بنسبة تصل إلى أكثر من 30 % لذلك تركيبها على اسطح المنازل يأخذ حيز أقل من التقنية السابقة، فلكل شخص في المنزال يحتاج أقل من متر واحد من الأنابيب المفرغة.

من الممكن اسختدام مجمعات الحرارة لتسخين المياه و تدفأة المنزل كذلك، فهناك الأنظمة المركبة كما تبين الرسمة التوضيحية التالية:

كما تبين الرسمة فهناك مصدر اخر لانتاج الحرارة، ممكن أن يكون حارقة أو مضخة حرارية تعمل على الكهرباء. في كل الأحوال يتم توفير جزء لا بأس فيه من الطاقة في حال استخدمنا أنظمة مركبة. لانتاج الماء الساخن و تدفأة المنزل كذلك.

استخدام مضخة حرارية كمصدر حرارة يعمل على توفير عالي بالطاقة الحرارية في ما لو استخدمنا حارقة تعمل على السولار مثلا، يصل هذا التوفير إلى النصف و ممكن أن يكون أعلى بكثير من ذلك لو استخدمنا ألواح كهروضوئية لتوليد الطاقة الكهربائية.