سخان شمسي: الفرق بين النسختين
[مراجعة غير مفحوصة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
وسم: مُسترجَع |
ط بوت:تدقيق إملائي V1.9** |
||
سطر 1:
{{دمج|سخان شمسي}}[[File:ThermodynamicPanelsInstalled.jpg|thumb|نظام لتسخين المياه بالطاقة الشمسية فوق منزل ببلجيكا]]
'''تسخين المياه بالطاقة الشمسية''' هو تحويل ضوء [[الشمس]] إلى حرارة لتسخين المياه باستخدام مجمع حرارة شمسية. هناك العديد من الابتكارات بتكلفات متعددة لتوفير الحلول في جميع أنواع [[مناخ|المناخ]]. يُستخدم تسخين المياه بالطاقة الشمسية بصورة واسعة في بعض البيوت السكنية وفي بعض التطبيقات الصناعية. <ref name="C. Marken 2009">{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=C. Marken |سنة=2009|عنوان= Solar collectors: Behind the glass|صحيفة=HomePower|المجلد=133|صفحات=70–76|مسار= https://www.homepower.com/articles/solar-collectors-behind-glass|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20130128023233/http://www.homepower.com:80/articles/solar-collectors-behind-glass|تاريخ أرشيف=2013-01-28}}</ref>
المجمع المواجه للشمس يقوم بتسخين [[مائع تشغيل|مائع التشغيل]] والذي يمر إلى نظام تخزين للاستخدام في وقت لاحق. قد يكون تسخين المياه [[طاقة شمسية|بالطاقة الشمسية]] نشطا أو سلبيا وقد يستخدم المياه فقط أو المياه ومائع التشغيل. وقد يتم تسخين المياه بشكل مباشر أو عن طريق مرايا مركزة للضوء. في الأحجام الكبيرة يمكن أن تركز المرايا ضوء الشمس على مجمّع صغير.
يحتكر التسخين بالطاقة الشمسية عالميا [[الصين]] و[[أوروبا]] و[[اليابان]] و[[الهند]] على الرغم من أن [[إسرائيل]] كانت من أول الدول لاستخدام تسخين المياه بالطاقة الشمسية في عام 1980 والذي أدى إلى ازدهار الصناعة. <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Li|الأول=Wei|الأخير2=Rubin|الأول2=Tzameret H.|الأخير3=Onyina|الأول3=Paul A.|تاريخ=2013-05-01|عنوان=Comparing Solar Water Heater Popularization Policies in China, Israel and Australia: The Roles of Governments in Adopting Green Innovations|مسار= https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/sd.1547|صحيفة=Sustainable Development|لغة=en|المجلد=21|العدد=3|صفحات=160–170|doi=10.1002/sd.1547|issn=1099-1719|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20171201195009/http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sd.1547/abstract|تاريخ أرشيف=2017-12-01}}</ref>
==
[[File:The Electrical Experimenter, Volume 3.pdf|thumb|page=643|100px|نظام [[فرانك شومان]] في المعادي بمصر ]]
يعود تاريخ المجمعات الشمسية في [[الولايات المتحدة]] إلى قبل عام 1900 <ref name="CSC">[http://californiasolarcenter.org/history-solarthermal/ Solar Evolution – The History of Solar Energy], John Perlin, California Solar Center {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150313050916/http://www.californiasolarcenter.org/history_solarthermal.html |date=13 مارس 2015}}</ref> والمتمثل في خزان مدهون بالأسود وموضوع فوق الأسطح. قام [[فرانك شومان]] ببناء أول محطة طاقة حرارية شمسية في العالم في [[حي المعادي|المعادي]] [[مصر|بمصر]] لتوفير الطاقة إلى محرك بقوة 60-70 حصان والذي قام بضخ 6000 جالونا من المياه في الدقيقة من [[نهر النيل]] إلى حقول القطن المجاورة.
يتم استخدام الطاقة الشمسية في التسخين حاليا في [[النمسا]] و[[كندا]] و[[الصين]] و[[ألمانيا]] و[[الهند]] و[[إسرائيل]] و[[اليابان]] و[[البرتغال]] و[[رومانيا]] و[[إسبانيا]] و[[المملكة المتحدة]] و[[الولايات المتحدة]].
=== حوض المتوسط ===
[[إسرائيل]] و[[قبرص]] و[[اليونان]] هي الدول الرائدة في استخدام أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية لتوفير الطاقة إلى 30-40% من البيوت. <ref name="Environment California SWH">{{استشهاد ويب|مؤلف1=Del Chiaro, Bernadette |مؤلف2=Telleen-Lawton, Timothy |lastauthoramp=yes |تاريخ=April 2007 |عنوان=Solar Water Heating (How California Can Reduce Its Dependence on Natural Gas) |ناشر=Environment California Research and Policy Center |مسار=https://environmentcalifornia.org/uploads/at/56/at563bKwmfrtJI6fKl9U_w/Solar-Water-Heating.pdf |تاريخ الوصول=29 September 2007 |تنسيق=PDF |وصلة مكسورة=unfit |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20071021142503/https://www.environmentcalifornia.org/uploads/at/56/at563bKwmfrtJI6fKl9U_w/Solar-Water-Heating.pdf |تاريخ أرشيف=October 21, 2007 }}</ref>
[[File:Solarboiler.jpg|thumb|150px|أحد أنظمة تسخين المياه الشمسية فوق أحد الأسطح بإسرائيل]]
تُستخدم أنظمة التسخين المسطحة على نطاق واسع في إسرائيل. في الخمسينات حدث نقص في الوقود مما دفع الحكومة إلى منع تسخين المياه بين العاشرة مساء والسادسة صباحا. بنى ليفي يسار أول مسخن مياه شمسي إسرائيلي وفي عام 1953 أطلقت شركة نيريا أول مصنع إسرائيلي لتسخين المياه بالطاقة الشمسية. <ref name="Bach">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=John Christopher Bacher|عنوان=Petrotyranny|مسار=https://archive.org/details/petrotyranny0000bach/page/70|سنة=2000|ناشر=Dundurn|isbn=978-0-88866-956-8|صفحة=[https://archive.org/details/petrotyranny0000bach/page/70 70]| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20191215192830/https://archive.org/details/petrotyranny0000bach/page/70 | تاريخ أرشيف = 15 ديسمبر 2019 }}</ref> وبحلول عام 1967 كان يستخدم مسخنات المياه الشمسية 20% من السكان. <ref>{{استشهاد ويب|مؤلف=Minicy Catom Software Engineering Ltd. www.catom.com |مسار=https://www.neaman.org.il/neaman/publications/publication_item.asp?fid=590&parent_fid=490&iid=3639 |عنوان=The Samuel Neaman Institute for Advanced Studies in Science and Technology – Publications – Solar energy for the production of heat Summary and recommendations of the 4th assembly of the energy forum at SNI |ناشر=Neaman.org.il |تاريخ= |تاريخ الوصول=2012-06-23 |وصلة مكسورة=yes |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20120209044245/http://www.neaman.org.il/neaman/publications/publication_item.asp?fid=590&parent_fid=490&iid=3639 |تاريخ أرشيف=February 9, 2012 }}</ref> وبعد أزمة الطاقة في السبعينات اضطرت إسرائيل إلى إضافة مسخنات المياه الشمسية في كل البيوت الجديدة. وكنتيجة لذلك أصبحت إسرائيل دولة رائدة عالميا في استخدام الطاقة الشمسية بحوالي 85% من البيوت تستخدم الطاقة الشمسية والذي يوفر على الدولة حوالي مليوني برميل من البترول كل عام. <ref>{{استشهاد ويب|مسار=http://climate.org/topics/international-action/israel-solar.html#i |عنوان=Israel's Solar Industry: Reclaiming a Legacy of Success |ناشر=Climate.org |تاريخ= |تاريخ الوصول=10 February 2012| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160407154000/http://www.climate.org/topics/international-action/israel-solar.html | تاريخ أرشيف = 7 أبريل 2016 | وصلة مكسورة = yes }}</ref>
=== آسيا ===
بعد عام 1960 انتشرت هذه الأنظمة في [[اليابان]]. <ref name="CSC" />
يوجد في [[أستراليا]] العديد من التشريعات الخاصة بالدولة أو الخاصة بالولاية بخصوص استخدام الطاقة الشمسية والتي بدأت في عام 1997. <ref>{{استشهاد ويب|مسار=http://www.docstoc.com/docs/26723075/5-Star-Housing-%E2%80%93-Performance-Based-Building-Regulation-Delivers|عنوان=5 Star Housing – Performance Based Building Regulation Delivers|تاريخ=|ناشر=Docstoc.com|تاريخ الوصول=10 February 2012| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160407154040/http://www.docstoc.com/docs/26723075/5-Star-Housing-–-Performance-Based-Building-Regulation-Delivers | تاريخ أرشيف = 7 أبريل 2016 }}</ref><ref>{{استشهاد ويب|مسار=http://www.environment.gov.au/sustainability/energyefficiency/buildings/homes/index.html|عنوان=Buildings – Think Change|تاريخ=1 November 2010|ناشر=Environment.gov.au|تاريخ الوصول=10 February 2012|وصلة مكسورة=yes|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20100507211551/http://www.environment.gov.au/sustainability/energyefficiency/buildings/homes/index.html|تاريخ أرشيف=May 7, 2010}}</ref><ref>Israel del Mundo and Ian Wills (2005) [https://web.archive.org/web/20080722132746/http://www.aares.info/files/2005_delmundo.pdf The Economics of the Mandatory Renewable Energy Target (MRET)], Department of Economics Monash University, Australia. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200829083057/https://web.archive.org/web/20080722132746/http://www.aares.info/files/2005_delmundo.pdf |date=29 أغسطس 2020}}</ref>
أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية منتشرة في [[الصين]] حيث تتوافر النماذج المحلية بتكلفة حوالي 1500 يوان (235 دولار أمريكي) بتكلفة تقريبا 80% أقل من الدول الغربية لنفس الحجم. ويوجد على الأقل 30 مليون بيتا في الصين يحتوي على نظام لتسخين المياه بالطاقة الشمسية. <ref>[https://www.planetark.org/dailynewsstory.cfm?newsid=36636 Energy-Hungry China Warms to Solar Water Heaters] discusses [[China Himin Solar Energy Group]] in [[دتشو]]. Reuters article, posted on [[Planet Ark]] site {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160106221026/http://www.planetark.org/dailynewsstory.cfm?newsid=36636 |date=06 يناير 2016}}</ref>
==انظر أيضاً==▼
* [[لوح ضوئي]]▼
=== أمريكا اللاتينية ===
طورت [[كولومبيا]] صناعة محلية لتسخين المياه عن طريق الطاقة الشمسية نظرا لجهود وتصميمات لاس جافيوتاس. وسعيا إلى تخفيض التكلفة في البيوت المحلية قام الفريق بدراسة أفضل الأنظمة من إسرائيل وقام ببعض التعديلات لتناسب الصناعة المحلية بحيث تكون في مدن مثل باجوتا والتي تسطع عليها الشمس أكثر من 200 يوم سنويا. حقق النظام نجاحا باهرا لدرجة أن لاس جافيوتا قدم ضمانا 25 عاما عند التقديم في عام 1984. تم تقديم أكثر من 40000 نظاما وما زالوا يعملون حتى الآن بعد ربع قرن.
== متطلبات التصميم ==
يتم تحديد نوع وتعقيد وحجم نظام تسخين المياه الشمسي عن طريق:
* درجة الحرارة وكمية المياه المطلوبة من النظام.
* التغيرات في درجات الحرارة المحيطة والإشعاع الشمسي بين الصيف والشتاء.
* التغيرات في درجة حرارة الغرفة خلال دورة الليل والنهار.
* إمكانية التسخين الزائد أو التجميد للمياه الصالحة للشرب أو مائع التجميع
يتم تحديد الحد الأدنى للنظام عن طريق كمية الحرارة أو المياه الساخنة المطلوبة أثناء الشتاء عندما يكون إخراج النظام وحرارة المياه الخارجة أقل ما يمكن. ويتم تحديد الحد الأقصى للنظام عن طريق الحاجة لمنع المياه من كونها ساخنة عن اللازم أو أن تتبخر.
=== الحماية من التجمد ===
تمنع طرق الحماية من [[تجمد|التجمد]] حدوث الضرر للنظام بسبب تمدد السوائل المتجمدة. حيث تقوم أنظمة التصريف بصرف السوائل من النظام عندما تتوقف المضخة. كما تستخدم العديد من الأنظمة الغير مباشرة موانع التجمد (مثل البروبيلين جلايكول) في سائل نقل الحرارة.
=== الحماية من التسخين الزائد ===
عندما يتوقف استخدام المياه الساخنة ليوم أو اثنين يمكن أن يصل السائل داخل المجمعات والخزانات إلى حرارة عالية في كل الأنظمة بدون أنظمة للتصريف. عندما يصل الخزان في انظمة التصريف إلى الحرارة المطلوبة تتوقف المضخة لتتوقف عملية التسخين وبالتالي تمنع التسخين الزائد للخزان.
== تصميم النظام ==
تشتمل نماذج التصميم على صندوق معزول ومغطى بالزجاج من الأعلى مع مجمع شمسي مسطح مصنوع من المعدن ومتصل بأنانبيب مبدلة للحرارة من النحاس وغامقة اللون أو عدد من الأنابيب المعدنية المحاطة بأسطوانة زجاجية مفرغة من الهواء. في الحالات الصناعية يمكن استخدام مرآة مركزة لتركيز ضوء الشمس على الأنبوبة. يتم تخزين الحرارة في خزان لتخزين المياه الساخنة. يجب أن يكون حجم هذا الخزان أكبر في أنظمة التسخين الشمسي ليقوم بتعويض الطقس السئ.
== المراجع ==
{{مراجع}}
* [[طاقة شمسية|الطاقة الشمسية]]
▲* [[لوح ضوئي]]
*[[محطة نورا للطاقة الشمسية]]
*[[مشروع موجاف للطاقة]]
{{طاقة شمسية}}
{{ضبط استنادي}}
{{شريط بوابات|إسرائيل|طاقة|هندسة تطبيقية|ماء|علم البيئة|تنمية مستدامة|طاقة متجددة}}
{{تصنيف كومنز|Solar water heating}}
[[تصنيف:
[[تصنيف:
[[تصنيف:
[[تصنيف:طاقة شمسية حرارية]]
[[تصنيف:طاقة متجددة]]
|