وتشكل نظم تسخين المياه الشمسية وسيلة فعالة لخفض تكاليف الطاقة والأثر البيئي، فالتصميم السليم والحسابات ضرورية لضمان الكفاءة والموثوقية، وتغطي هذه المادة الخطوات العملية وأفضل الممارسات لتصميم هذه النظم.

عناصر نظام التفاهم

ويشمل نظام التسخين النموذجي للمياه الشمسية جامعات شمسية، وخزان تخزين، ونظام تداول، ويستوعب المجمعات ضوء الشمس وينقل حرارة المياه إلى المياه، ويحمل خزان التخزين الماء المسخَّن للاستخدام، وينقل نظام التداول المياه بين هذه المكونات.

حساب منطقة المحتبة الشمسية

وتتوقف منطقة المجمع على الطلب على المياه الساخنة والتعقيم الشمسي، ولتقدير المساحة المطلوبة، تستخدم الصيغة التالية:

Collector Area (m2) = (Daily Hot Water demand (liters) × 4.2 kJ/l) / (Peak Solar Radiation (kW/m2) System Efficiency)]

وحيثما تكون الطاقة اللازمة لتدفئة لتر واحد من الماء بمقدار درجة مئوية واحدة، تكون الطاقة ٤,٢ كيلوجول/لتر هي الطاقة اللازمة لتسخين لتر واحد من الماء حسب درجة حرارة ١ مئوية.

أفضل الممارسات لتحقيق الكفاءة في النظام

وللتحقق من الكفاءة إلى أقصى حد، النظر في ما يلي:

  • مُجمعين مواقع في زاوية مثالية تواجه الشمس
  • استخدموا صهاريج تخزين عالية الجودة ومجهزة
  • تنفيذ ضوابط نظامية سليمة لمنع فقدان الحرارة.
  • -تُبقي على المُجمعين وتنظفهم بشكل منتظم .

ويمكن تصميم نظم تسخين المياه الشمسية، باتباع هذه الحسابات والممارسات، لكي تعمل بكفاءة وتلبية احتياجات المستعملين بفعالية.