علي الرغم من ارتفاع درجات الحرارة الملحوظ في بلادنا العربية في فصل الصيف الا انه من الملاحظ ايضا ان فصل الشتاء اصبح قاسي البرودة هو الآخر لذلك توجب علينا الحديث عن التدفئة بالطاقة الشمسية, وفي الحقيقة عملية تدفئة الهواء بالطاقة الشمسية غير معروفة للكتيرين فكثير ممن يقرأ هذا الموضوع الآن سيسأل نفسه .. هل يمكن التدفئة بالطاقة الشمسية ؟؟ . والأجابة - بالطبع نعم, بل وسنتحدث في موضوع لاحق ايضا عن التبريد بالطاقة الشمسية... ودعونا ندخل في الموضوع وسنحاول ان نغطي فيه بشكل مبسط كيفية التدقئة بالطاقة الشمسية وطريقة عملها وانواعها.
حينما نبدأ بالحديث عن التدفئة بالطاقة الشمسية فهذا يقودنا الي بعض المفاهيم التي يجب ان نذكرها ابتدائا فعملية التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (Heating, Ventilation & Air conditioning ) تسمي أختصارا ب HVAC وتنطق ( أتش فاك) وهذا العلم هو جزأ اصبح مهم جدا في تصميمات الأبنية السكنية والعامة والصناعية ويحكمه مجموعة اكواد عالمية اشهرها ASHRAE
وهي عملية مهمة جدا للوصول بالمكان الي أكثر وضع مريح بالنسبة لساكنيه أو حتي توفير الظروف المناسبة لأغراض صناعية معينة تحتاج الي درجات حرارة ورطوبة وتهوية خاصة.
أما عملية ربط هذا المجال بالطاقة الشمسية كالتبريد والتدفئة وتسخين المياه بالطاقة الشمسية بدأ يتطور سريعا مؤخرا مع ظهور الحاجة الملحة لوجود وسائل طاقة بديلة توفر استهلاكنا المتزايد من الكهرباء والغاز الطبيعي.
التدفئة بالطاقة الشمسية
هناك أكثر من طريقة لاستخدام التدفئة بالطاقة الشمسية فعملية الدفئة أصلا وبكل بساطة هي عملية ضخ حرارة داخل حيز ما.
وبالحديث عن التدفئة في تطبيقات الطاقة الشمسية يكون المقصود تدفئة المساكن والمبانى (سواء كانت صناعية او تجارية او خاصة مثل المستشفيات وخلافه) بالطاقة الشمسية.
,والتدفئة بالطاقة الشمسية هي ضخ الحرارة المكتسبة في اﻟﻤﺠمعات الشمسية (Solar Collectors ) إلى داخل الحيز المراد تدفئته ولتحقيق هذا الغرض نحتاج إلى استعمال بعض المعدات والأجهزة لنقل التأثير الحراري من اﻟﻤﺠمع الشمسي إلى داخل الحيز.
وهناك نظامان للتدفئة بالطاقة يستخدم أحدهما الهواء بينما يستخدم الآخر الماء, في نظام التدفئة بالهواء يتم تسخين الهواء في اﻟﻤﺠمعات الشمسية ومن ثم دفعه إلى داخل الحيز بواسطة مروحة, أما بالنسبة لأنظمة التدفئة بالطاقة الشمسية التي تستعمل الماء فإنها تتضمن مبادلات حرارية يجري عبرها نقل الحرارة من الماء القادم من اﻟﻤﺠمع الشمسي إلى الهواء المدفوع إلى داخل الحيز.
وبالحديث عن التدفئة في تطبيقات الطاقة الشمسية يكون المقصود تدفئة المساكن والمبانى (سواء كانت صناعية او تجارية او خاصة مثل المستشفيات وخلافه) بالطاقة الشمسية.
,والتدفئة بالطاقة الشمسية هي ضخ الحرارة المكتسبة في اﻟﻤﺠمعات الشمسية (Solar Collectors ) إلى داخل الحيز المراد تدفئته ولتحقيق هذا الغرض نحتاج إلى استعمال بعض المعدات والأجهزة لنقل التأثير الحراري من اﻟﻤﺠمع الشمسي إلى داخل الحيز.
وهناك نظامان للتدفئة بالطاقة يستخدم أحدهما الهواء بينما يستخدم الآخر الماء, في نظام التدفئة بالهواء يتم تسخين الهواء في اﻟﻤﺠمعات الشمسية ومن ثم دفعه إلى داخل الحيز بواسطة مروحة, أما بالنسبة لأنظمة التدفئة بالطاقة الشمسية التي تستعمل الماء فإنها تتضمن مبادلات حرارية يجري عبرها نقل الحرارة من الماء القادم من اﻟﻤﺠمع الشمسي إلى الهواء المدفوع إلى داخل الحيز.
التدفئة بالطاقة الشمسية باستخدام دورة الماء الساخن.
تتم عن طريق عمل تبادل حراري بين دورة تسخين مياه مغلقة بالطاقة الشمسية وبين الهواء الذي بالحيز لتسخين الهواء.
وفي هذا النظام يعتبر المجمعات الشمسية التي تقوم بتسخين الماء المار عليها هي الجزء الرئيسي في النظام, وتعد المجمعات الحديثة ذات الانابيب المغرغة Evacuated Tubes أكثر الأشكال فاعلية وانتشارا في الوقت الراهن سواء لعمليات تدفئة الهواء أو حتي سخانات المياه بالطاقة الشمسية.
وفي هذا النظام يعتبر المجمعات الشمسية التي تقوم بتسخين الماء المار عليها هي الجزء الرئيسي في النظام, وتعد المجمعات الحديثة ذات الانابيب المغرغة Evacuated Tubes أكثر الأشكال فاعلية وانتشارا في الوقت الراهن سواء لعمليات تدفئة الهواء أو حتي سخانات المياه بالطاقة الشمسية.
 |
| صورة توضح متوالية من مجمعات من نوع الانابيب المفرغة لتسخين الماء بالطاقة الشمسية |
الصورة عي اليسار توضح تركيب الانبوب المفرغ حيث انه كما هو واضح يتكون من انبوب زجاجي مطلي بمواد ماصة للضوء بداخله انبوب نحاسي لسهولة انتقال الحرارة والمسافية بينهما تكون مفرغة من الهواء حتي لا يفقد ا