آبگرمکن خورشیدی چطور کار می‌کند؟ فواید و کاستی‌های آن
یک آبگرمکن خورشیدی، انرژی مورد نیاز خود را از نور خورشید می‌گیرد. روی پشت بام خانه، صفحه‌هایی به نام کلکتور نصب می‌شود. این صفحه‌ها نور خورشید را جذب کرده و آن را به گرما تبدیل می‌کنند. سپس، این گرما به یک مایع خاص که درون لوله‌های کلکتور جریان دارد، منتقل می‌شود. این مایع گرم شده، به سمت یک مخزن ذخیره آب حرکت می‌کند. در آنجا، از طریق یک مبدل حرارتی، گرمای خود را به آب داخل مخزن می‌دهد و در نتیجه، آب برای استفاده شما گرم می‌شود.
**مزایا:**
* کمک به محیط زیست: این سیستم از سوخت‌های فسیلی مانند گاز یا نفت استفاده نمی‌کند و آلودگی ایجاد نمی‌نماید.
* صرفه‌جویی در هزینه: پس از نصب، انرژی آن رایگان است و هزینه قبض گاز یا برق شما به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.
* استفاده از یک منبع بی‌پایان: خورشید همواره به عنوان یک منبع انرژی پاک و در دسترس وجود دارد.
**معایب:**
* وابستگی به هوا: در روزهای ابری یا بارانی، کارایی سیستم کم می‌شود و معمولاً به یک سیستم گرمکن کمکی (مثل برقی یا گازی) نیاز است.
* هزینه اولیه بالا: خرید و نصب این سیستم در ابتدا هزینه بیشتری نسبت به آبگرمکن‌های معمولی دارد.
* نیاز به فضای مناسب: برای نصب کلکتورها، باید روی پشت بام فضای کافی و بدون سایه وجود داشته باشد.
در این بخش می‌خواهیم با آبگرمکن‌های خورشیدی و مدل‌های مختلف آن آشنا شویم. این مطلب بر اساس کتاب علوم هفتم تنظیم شده است. در ادامه با ما همراه باشید.
آبگرمکن خورشیدی چیست؟
آبگرمکن‌های خورشیدی وسیله‌هایی هستند که آب را با استفاده از نور و گرمای خورشید، گرم می‌کنند. این دستگاه‌ها برای تأمین آب گرم مورد نیاز در خانه، برای کارهایی مثل استحمام، پخت‌وپز و حتی گرم کردن فضای ساختمان به کار می‌روند. ساختار این آبگرمکن‌ها شامل دو بخش اصلی است: صفحات جاذب خورشیدی و یک مخزن برای نگهداری آب گرم.
آبگرمکن خورشیدی چگونه کار می‌کند؟
1- جمع‌آوری انرژی با صفحه خورشیدی: این قسمت، قلب اصلی آبگرمکن خورشیدی است. معمولاً از یک یا چند صفحه شیشه‌ای تشکیل شده که روی آن لوله‌هایی نصب شده است. نور خورشید از این صفحات عبور می‌کند و انرژی گرمایی خود را به لوله‌ها منتقل می‌کند. این لوله‌ها از مواد خاصی مانند مس یا شیشه‌های مخصوص ساخته شده‌اند تا گرمای خورشید را به خوبی به آب داخلشان منتقل کنند.
2- ذخیره آب گرم در تانک: آبی که در لوله‌ها گرم شده، به یک مخزن ذخیره منتقل می‌شود. این مخزن در واقع مانند یک منبع ذخیره عمل می‌کند که آب گرم را در خود نگه می‌دارد تا در هر زمان که نیاز بود، قابل استفاده باشد.
3- کاربرد در مصارف مختلف: آب گرم ذخیره شده در مخزن می‌تواند به دو صورت مورد استفاده قرار گیرد: یا برای گرم کردن فضای خانه از طریق سیستم گرمایشی، یا به عنوان آب گرم برای کارهای روزمره مثل استحمام و پخت‌وپز.
مزایای آبگرمکن‌های خورشیدی
۱- کاهش هزینه‌های انرژی: این سیستم‌ها از گرمای خورشید برای گرم کردن آب استفاده می‌کنند. در نتیجه، مصرف برق و گاز کمتر شده و قبض‌های انرژی کمتری پرداخت خواهید کرد.
۲- کمک به محیط زیست: با کم شدن استفاده از سوخت‌هایی مثل گاز و نفت، میزان آلاینده‌های هوا کاهش پیدا می‌کند که برای طبیعت مفید است.
۳- تأمین همیشگی انرژی: انرژی خورشیدی هیچ وقت تمام نمی‌شود و تا زمانی که خورشید وجود دارد، می‌توان از آن استفاده کرد.
معایب آبگرمکن‌های خورشیدی
۱- **هزینه اولیه نصب:** خرید و نصب یک آبگرمکن خورشیدی در ابتدا مبلغ نسبتاً بالایی دارد و نیازمند پرداخت هزینه اولیه است. با این حال، پس از مدتی به خاطر کاهش مصرف انرژی و کم شدن قبض‌ها، این هزینه جبران می‌شود.
۲- **وابستگی به شرایط آب و هوایی:** عملکرد آبگرمکن‌های خورشیدی به آب و هوا و تغییرات فصول وابسته است. در مناطقی که هوا غالباً ابری یا بارانی است، کارایی این سیستم‌ها کاهش پیدا می‌کند.
۳- **نیاز به فضای کافی:** برای نصب آبگرمکن خورشیدی،尤其是 صفحات خورشیدی بزرگ، به فضای نسبتاً زیادی نیاز است.
مراقبت
برای حفظ عملکرد مطلوب آبگرمکن‌های خورشیدی، انجام مراقبت‌های منظم ضروری است. تمیز کردن سطح شیشه‌ها و بازرسی دوره‌ی لوله‌ها از جمله اقدامات لازم برای اطمینان از کارکرد صحیح سیستم است.
نصب این دستگاه‌ها باید در جایی انجام شود که در طول روز بیشترین نور خورشید را دریافت کند. برای نمونه، در مناطق نیمکره شمالی، بهتر است آبگرمکن رو به جنوب قرار گیرد تا بیشترین انرژی خورشیدی جذب شود.
همچنین برخی اجزا مانند شیرها و لوله‌ها ممکن است پس از مدتی فرسوده شوند و لازم باشد تعویض شوند تا سیستم همچنان به‌خوبی کار کند.
نتیجه
آبگرمکن‌های خورشیدی هم برای محیط زیست خوب هستند و هم از نظر اقتصادی به صرفه‌اند. این سیستم‌ها در مصرف انرژی و هزینه‌های شما صرفه‌جویی می‌کنند. پیش از نصب آبگرمکن خورشیدی، بهتر است با کارشناسان مشورت کنید و نیازها و شرایط خود را بسنجید تا مناسب‌ترین نوع سیستم را انتخاب نمایید.
سوال:
چرا لوله‌های آبگرمکن خورشیدی به صورت مارپیچ ساخته می‌شوند؟
علت مارپیچ بودن لوله‌های آبگرمکن خورشیدی این است که سطح بیشتری از آن‌ها در معرض نور آفتاب قرار بگیرد. این طراحی باعث می‌شود نور خورشید به قسمت بیشتری از لوله‌ها بتابد و در نتیجه، انرژی گرمایی بیشتری جذب شود.
با این کار، مایع درون لوله‌ها بهتر گرم می‌شود و در نهایت، آب مورد نیاز شما را گرم می‌کند. به بیان ساده، شکل مارپیچ لوله‌ها باعث می‌شود آبگرمکن خورشیدی بازدهی بیشتری داشته و بهتر کار کند.
تحقیق در مورد انرژی خورشیدی🌞
اختصاصی-مدیر تولز