مقياس الاستخدام الحراري للطاقة الشمسية

ما هي تطبيقات الطاقة الحرارية الشمسية؟

في القرن العشرين، اختُرع سخان الماء الشمسي وأُدخلت عليه تحسينات عديدة، وأصبح مشهورًا على نحو متزايد. وقد عرضنا نبذة تاريخية عنه في الفصل الأول من هذا الكتاب. على الجانب الآخر، تُعد الكهرباء الحرارية الشمسية المُركزة نقطة مضيئة في مجال توليد الطاقة الشمسية. وفي الأقسام التالية، سنستعرض فيزياء تطبيقات الطاقة الحرارية الشمسية.

ما هو مقياس الطاقة الشمسية؟

مقياس الطاقة الشمسية (Solarimeter) هو مقياس بيرانومتر ، وهو نوع من أجهزة القياس المستخدمة لقياس الإشعاع الشمسي المشترك المباشر والمنتشر.يقيس مقياس شمسي متكامل الطاقة التي تم تطويرها من الإشعاع الشمسي بناءً على امتصاص الحرارة بواسطة جسم أسود.تم تطوير مبدأ تصميم هذه الآلة لأول مرة من قبل القس الإيطالي ، الأب أنجيلو بيلاني.

ما هي تكلفة مجمع الطاقة الحرارية الشمسية؟

ثانيًا: هناك اعتبار مهم يتمثل في «تكلفة» مجمع الطاقة الحرارية الشمسية؛ فنظرًا لوجود مساحة خالية بين الأنابيب، فلا توجد تكلفة إضافية. ثالثًا: بسبب المساحة الخالية، لا يوجد حِمل إضافي على السقف. وأخيرًا: إذا لم يكن ضوء الشمس عموديًّا على مستوى الأنابيب، بحد أقصى عند تساوي زاوية السقوط مع قوس جيب تمام ، فيمكن الحفاظ على أقصى قدر من الطاقة.

ما هي ميزات المجمعات الحرارية الشمسية ذات الأنابيب المفرغة؟

ويُوضع طلاء امتصاص انتقائي على السطح الخارجي للأنبوب الزجاجي الداخلي. هناك ميزة أخرى للمجمعات الحرارية الشمسية ذات الأنابيب المفرغة على تلك ذات الألواح المسطحة، التي تكمن في أن المواد التي تُصنَع منها غير باهظة الثمن ومتوفرة ويمكن إنتاجها على نطاق واسع بتكلفة قليلة جدًّا. وحاليًّا، يُنتَج سنويًّا في الصين 200 مليون أنبوب مفرغ.

ما هي التطبيقات الحرارية الشمسية؟

بالنسبة للتطبيقات الحرارية الشمسية، لا يكون سائل التشغيل داخل الأنبوب ماءً ساخنًا؛ فهو يكون زيتًا عند درجة حرارة عالية (300 درجة مئوية أو أكثر) أو بخار فائق الحرارة عند ضغط عالٍ (10–100 atm). والأنبوب الزجاجي لن يتحمل هذا الضغط ودرجة الحرارة هذه؛ لذا يجب أن يكون الأنبوب الداخلي مصنوعًا من معدن قوي؛ صلب مقاوم للصدأ في الغالب.

ما هي مزايا المجمعات الحرارية الشمسية المعتمدة على طريقة الثعب الحراري؟

ومقارنة بالأنابيب المفرغة الزجاجية بالكامل، فإن للمجمعات الحرارية الشمسية المعتمدة على طريقة الثعب الحراري مزايا عديدة؛ أولًا: نظرًا لعدم وجود ماء جارٍ في الأنابيب، يمكنها تحمل البرد القارص دون أن ينكسر الزجاج. ثانيًا: لأن الكتلة الحرارية للأنبوب أصغر بكثير من الماء الموجود في الأنابيب الزجاجية بالكامل، فإن وقت بدء العمل يكون أقصر بكثير.