تسخين المياه بالطاقة الشمسية

تسخين المياه بالطاقة الشمسية هو تسخين المياه باستخدام ضوء الشمس ، وذلك بواسطة مُجمِّع حراري شمسي . تتوفر مجموعة متنوعة من التكوينات بتكاليف متفاوتة لتوفير حلول في مختلف المناخات وخطوط العرض. تُستخدم أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية على نطاق واسع في المنازل وبعض التطبيقات الصناعية. [ 1 ] [ 2 ]
يقوم مُجمِّع شمسي مُوجَّه نحو الشمس بتسخين سائل عامل يمر إلى نظام تخزين لاستخدامه لاحقًا. تُصنَّف سخانات المياه الشمسية إلى نوعين: نشطة (تعمل بالضخ) وسلبية ( تعمل بالحمل الحراري ). تستخدم هذه السخانات الماء فقط، أو الماء مع سائل عامل. يتم تسخينها مباشرةً أو عبر مرايا مُركِّزة للضوء. تعمل هذه السخانات بشكل مستقل أو كأنظمة هجينة مع سخانات كهربائية أو غازية. [ 3 ] في المنشآت واسعة النطاق، قد تُركِّز المرايا ضوء الشمس في مُجمِّع أصغر.
في نهاية عام 2023، بلغت القدرة الحرارية العالمية لتسخين المياه بالطاقة الشمسية 560 جيجاواط حراري ، بزيادة قدرها 3% عن عام 2022. [4] تهيمن الصين والولايات المتحدة وتركيا على السوق. [5] وتُعد باربادوس والنمسا وقبرص وإسرائيل واليونان من الدول الرائدة من حيث القدرة لكل فرد . [ 5 ] وبلغ عدد أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية العاملة 122 مليون نظام في نهاية عام 2022. [ 4 ]
تاريخ


تعود سجلات جامعات الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة إلى ما قبل عام 1900، [ 6 ] حيث كانت عبارة عن خزان مطلي باللون الأسود مثبت على سطح منزل. وفي عام 1896، قام كلارنس كيمب من بالتيمور بوضع خزان داخل صندوق خشبي، مُبتكرًا بذلك أول "سخان مياه دفعي" كما هو معروف اليوم. بنى فرانك شومان أول محطة طاقة شمسية حرارية في العالم في المعادي بمصر بين عامي 1912 و1913، مستخدمًا أحواضًا مكافئة لتشغيل محرك بقدرة تتراوح بين 45 و52 كيلوواط (60 إلى 70 حصانًا) كان يضخ 23000 لتر (6000 جالون أمريكي ) من الماء في الدقيقة من نهر النيل إلى حقول القطن المجاورة. [ 7 ]
استُخدمت المجمعات المسطحة لتسخين المياه بالطاقة الشمسية في فلوريدا وجنوب كاليفورنيا في عشرينيات القرن الماضي. وازداد الاهتمام بها في أمريكا الشمالية بعد عام 1960، وخاصة بعد أزمة النفط عام 1973 .
البحر الأبيض المتوسط

تُعد إسرائيل وقبرص واليونان من الدول الرائدة في استخدام أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، حيث تدعم ما بين 30% و40% من المنازل. [ 8 ]
تم تطوير أنظمة الطاقة الشمسية ذات الألواح المسطحة واستخدامها على نطاق واسع في إسرائيل. في خمسينيات القرن الماضي، أدى نقص الوقود إلى منع الحكومة تسخين المياه بين الساعة العاشرة مساءً والسادسة صباحًا. بنى ليفي يسار أول نموذج أولي لسخان مياه شمسي إسرائيلي، وفي عام 1953 أسس شركة نيريا، أول شركة تجارية في إسرائيل لتصنيع سخانات المياه الشمسية. [ 9 ] وبحلول عام 1967، كان 20% من السكان يستخدمون سخانات المياه الشمسية. في أعقاب أزمة الطاقة في سبعينيات القرن الماضي، اشترطت إسرائيل في عام 1980 تركيب سخانات المياه الشمسية في جميع المنازل الجديدة (باستثناء الأبراج العالية ذات مساحة السطح غير الكافية). [ 10 ] ونتيجة لذلك، أصبحت إسرائيل رائدة عالميًا في استخدام الطاقة الشمسية للفرد ، حيث تستخدم 85% من الأسر أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية (3% من استهلاك الطاقة الوطني الأولي)، [ 11 ] مما يُقدر أنه يوفر للبلاد مليوني برميل (320,000 متر مكعب ) من النفط سنويًا. [ 12 ] [ 13 ]
في عام 2005، أصبحت إسبانيا أول دولة في العالم تشترط تركيب أنظمة توليد الكهرباء الكهروضوئية في المباني الجديدة، وثاني دولة (بعد إسرائيل) تشترط تركيب أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، في عام 2006. [ 14 ]
آسيا

بعد عام 1960، تم تسويق الأنظمة في اليابان. [ 6 ]
توجد في أستراليا مجموعة متنوعة من اللوائح الوطنية ولوائح الولايات فيما يتعلق بالطاقة الشمسية الحرارية، بدءًا من قانون الطاقة المتجددة في عام 1997. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]
تحظى أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية بشعبية واسعة في الصين، حيث تبدأ أسعار النماذج الأساسية من حوالي 1500 يوان (235 دولارًا أمريكيًا)، أي أقل بنحو 80% من أسعارها في الدول الغربية لنفس حجم المجمع الشمسي. ويمتلك ما لا يقل عن 30 مليون أسرة صينية نظامًا من هذا النوع. ويعود هذا الإقبال إلى كفاءة الأنابيب المفرغة من الهواء التي تسمح لهذه السخانات بالعمل حتى في ظل سماء ملبدة بالغيوم ودرجات حرارة أقل بكثير من درجة التجمد. [ 18 ]
متطلبات التصميم
يتحدد نوع نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية ومدى تعقيده وحجمه في الغالب بما يلي:
- التغيرات في درجة الحرارة المحيطة والإشعاع الشمسي بين الصيف والشتاء
- تغيرات درجة الحرارة المحيطة خلال دورة الليل والنهار
- احتمال ارتفاع درجة حرارة مياه الشرب أو سائل التجميع أو تجمدها
تُحدد المتطلبات الدنيا للنظام عادةً بكمية أو درجة حرارة الماء الساخن المطلوبة خلال فصل الشتاء، عندما تكون درجة حرارة الماء الداخل والخارج من النظام في أدنى مستوياتها. أما الحد الأقصى لإنتاج النظام فيُحدد بناءً على ضرورة منع ارتفاع درجة حرارة الماء فيه بشكل مفرط.
الحماية من التجمد
تمنع إجراءات الحماية من التجمد تلف النظام نتيجة تمدد سائل نقل الحرارة المتجمد. تعمل أنظمة التصريف العكسي على تصريف سائل نقل الحرارة من النظام عند توقف المضخة. تستخدم العديد من الأنظمة غير المباشرة مانع التجمد (مثل البروبيلين جليكول ) في سائل نقل الحرارة.
في بعض الأنظمة المباشرة، يمكن تصريف مياه المجمعات يدويًا عند توقع حدوث تجمد. هذا الأسلوب شائع في المناخات التي لا تشهد درجات حرارة متجمدة بشكل متكرر، ولكنه قد يكون أقل موثوقية من النظام الآلي لأنه يعتمد على المشغل.
أما النوع الثالث من الحماية من التجمد فهو تحمل التجمد، حيث تتمدد أنابيب المياه ذات الضغط المنخفض المصنوعة من مطاط السيليكون عند تجمدها. وقد حصل أحد هذه المجمعات الشمسية على اعتماد العلامة الأوروبية للطاقة الشمسية.
تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن الحاجة إلى الحماية من التجمد كانت تُشكل عاملاً مُعقداً في السابق، إلا أنه يُمكن استخدام الأنظمة التي تعتمد على مُجمّعات الأنابيب المُفرّغة في المناخات ذات الصقيع المُعتدل دون الحاجة إلى تصريف عكسي أو مانع للتجمد. ويعود ذلك إلى أن نظام الأنابيب المُفرّغة يحتوي على الماء فقط في المُجمّع المُعزول حرارياً، وليس في الأنابيب المُفرّغة نفسها. كما يُوفر جهاز التحكم حماية إضافية: فإذا انخفضت درجة حرارة المُجمّع عن قيمة مُحددة (عادةً من 2 إلى 4 درجات مئوية)، يتم تشغيل مضخة الدوران تلقائياً لفترة وجيزة لتمرير الماء الدافئ إلى المُجمّع.
حماية من الحرارة الزائدة
عندما لا يُستخدم الماء الساخن ليوم أو يومين، قد ترتفع درجة حرارة السائل في خزانات التجميع والخزان في جميع الأنظمة غير المزودة بنظام "التصريف العكسي". أما في نظام "التصريف العكسي"، فعندما يصل خزان التخزين إلى درجة الحرارة المطلوبة، تتوقف المضخات، مما ينهي عملية التسخين ويمنع بالتالي ارتفاع درجة حرارة الخزان.
تقوم بعض الأنظمة النشطة بتبريد الماء في خزان التخزين عمدًا عن طريق تدوير الماء الساخن عبر المجمع الشمسي في أوقات قلة ضوء الشمس أو في الليل، مما يؤدي إلى فقدان الحرارة. وتكون هذه الطريقة أكثر فعالية في أنظمة التخزين الحراري المباشر، بينما تكاد تكون عديمة الفائدة في الأنظمة التي تستخدم مجمعات الأنابيب المفرغة، نظرًا لعزلها الممتاز. مع ذلك، قد ترتفع درجة حرارة أي نوع من المجمعات. وتعتمد أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية المغلقة ذات الضغط العالي في نهاية المطاف على تشغيل صمامات تخفيف الضغط والحرارة . أما السخانات ذات الضغط المنخفض والتهوية المفتوحة، فتتميز بضوابط أمان أبسط وأكثر موثوقية، وعادةً ما تكون عبارة عن فتحة تهوية مفتوحة.
الهيكل والعمل
تشمل التصاميم البسيطة صندوقًا معزولًا بسيطًا مغطى بالزجاج، مزودًا بممتص شمسي مسطح مصنوع من صفائح معدنية داكنة اللون، ومتصل بأنابيب مبادل حراري نحاسية ، أو مجموعة من الأنابيب المعدنية محاطة بأسطوانة زجاجية مفرغة من الهواء (شبه مفرغة). في التطبيقات الصناعية، يمكن لمرآة مكافئة تركيز ضوء الشمس على الأنبوب. تُخزن الحرارة في خزان لتخزين الماء الساخن . يجب أن يكون حجم هذا الخزان أكبر في أنظمة التسخين الشمسي للتعويض عن سوء الأحوال الجوية ، ولأن درجة الحرارة النهائية المثلى للمجمع الشمسي أقل من درجة حرارة سخان الغمر أو الاحتراق التقليدي. قد يكون سائل نقل الحرارة للممتص هو الماء، ولكن في الغالب (على الأقل في الأنظمة النشطة) يكون عبارة عن حلقة منفصلة من سائل يحتوي على مانع للتجمد ومثبط للتآكل ، ينقل الحرارة إلى الخزان عبر مبادل حراري (عادةً ما يكون ملفًا من أنابيب مبادل حراري نحاسية داخل الخزان). يُعد النحاس مكونًا مهمًا في أنظمة التسخين والتبريد الحراري الشمسي نظرًا لموصليته الحرارية العالية، ومقاومته للتآكل الجوي والمائي، وقدرته على منع التسرب والربط باللحام، وقوته الميكانيكية. يُستخدم النحاس في كل من أجهزة الاستقبال والدوائر الرئيسية (الأنابيب والمبادلات الحرارية لخزانات المياه). [ 19 ]
يُعدّ نظام "التصريف العكسي" مفهومًا آخر يتميز بانخفاض تكاليف الصيانة. [ 20 ] لا يتطلب هذا النظام استخدام مانع التجمد؛ فبدلاً من ذلك، تكون جميع الأنابيب مائلة لتوجيه الماء عائدًا إلى الخزان. لا يخضع الخزان للضغط، ويعمل عند الضغط الجوي. بمجرد توقف المضخة، ينعكس اتجاه التدفق وتفرغ الأنابيب قبل حدوث التجمد.

تنقسم أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية المنزلية إلى مجموعتين: أنظمة سلبية (تُسمى أحيانًا "مدمجة") وأنظمة نشطة (تُسمى أحيانًا "مضخّة"). يتضمن كلا النوعين عادةً مصدر طاقة احتياطي (عنصر تسخين كهربائي أو وصلة بنظام تدفئة مركزية يعمل بالغاز أو زيت الوقود) يتم تفعيله عندما تنخفض درجة حرارة الماء في الخزان عن الحد الأدنى المحدد، مما يضمن توفر الماء الساخن باستمرار. ويمكن لدمج تسخين المياه بالطاقة الشمسية مع التدفئة الاحتياطية من مدخنة موقد الحطب [ 21 ] أن يُمكّن نظام تسخين المياه من العمل على مدار العام في المناخات الباردة، دون الحاجة إلى استخدام الوقود الأحفوري أو الكهرباء لتلبية متطلبات التدفئة الإضافية لنظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية.
عند استخدام نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية ونظام التدفئة المركزية بالماء الساخن معًا، يتم تركيز الحرارة الشمسية إما في خزان تسخين مسبق يُغذي الخزان المُسخّن بواسطة نظام التدفئة المركزية ، أو يستبدل مبادل الحرارة الشمسي عنصر التسخين السفلي، بينما يبقى العنصر العلوي لتوفير حرارة إضافية. مع ذلك، تبرز الحاجة الأساسية للتدفئة المركزية ليلًا وفي فصل الشتاء عندما يكون اكتساب الطاقة الشمسية أقل. لذا، يُعد تسخين المياه بالطاقة الشمسية للغسيل والاستحمام خيارًا أفضل من التدفئة المركزية نظرًا لتوافق العرض والطلب بشكل أفضل. في العديد من المناخات، يُمكن لنظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية توفير ما يصل إلى 85% من طاقة المياه الساخنة المنزلية. ويشمل ذلك أنظمة التسخين الشمسي الحراري المركزة المنزلية غير الكهربائية. في العديد من دول شمال أوروبا، تُستخدم أنظمة تسخين المياه والتدفئة المدمجة ( الأنظمة الشمسية المدمجة) لتوفير ما بين 15 و25% من طاقة التدفئة المنزلية. وعند دمجها مع أنظمة التخزين ، يُمكن للتدفئة الشمسية واسعة النطاق توفير ما بين 50 و97% من الاستهلاك السنوي للحرارة لأنظمة التدفئة المركزية . [ 22 ] [ 23 ]
انتقال الحرارة
مباشر

تقوم أنظمة الدائرة المباشرة أو المفتوحة بتدوير مياه الشرب عبر المجمعات. وهي رخيصة نسبياً. ومن عيوبها ما يلي:
- لا توفر هذه الأجهزة حماية كافية من ارتفاع درجة الحرارة، أو لا توفرها على الإطلاق، إلا إذا كانت مزودة بمضخة لتصدير الحرارة.
- إنها لا توفر حماية تذكر من التجمد، إلا إذا كانت المجمعات مقاومة للتجمد أو من نوع الأنابيب المفرغة.
- تتراكم الترسبات الكلسية في المناطق ذات المياه العسرة، ما لم يتم استخدام جهاز تنقية المياه بالتبادل الأيوني.
أدى ظهور التصاميم المقاومة للتجمد إلى توسيع سوق سخانات المياه الشمسية ليشمل المناطق ذات المناخ البارد. ففي ظروف التجمد، كانت النماذج السابقة تتضرر عندما يتحول الماء إلى جليد، مما يؤدي إلى تمزق أحد مكوناتها أو أكثر.
غير مباشر
تستخدم أنظمة التبريد غير المباشرة أو ذات الدائرة المغلقة مبادلًا حراريًا لنقل الحرارة من سائل نقل الحرارة (HTF) إلى مياه الشرب. أكثر أنواع سائل نقل الحرارة شيوعًا هو مزيج من الماء ومضاد التجمد، ويحتوي عادةً على بروبيلين جليكول غير سام . بعد التسخين في الألواح، ينتقل سائل نقل الحرارة إلى المبادل الحراري، حيث تُنقل حرارته إلى مياه الشرب. توفر أنظمة التبريد غير المباشرة الحماية من التجمد، وعادةً ما توفر الحماية من ارتفاع درجة الحرارة.
الدفع
سلبي
تعتمد الأنظمة السلبية على الحمل الحراري أو الأنابيب الحرارية لتدوير سائل التشغيل. تتميز هذه الأنظمة بانخفاض تكلفتها وقلة صيانتها أو انعدامها، إلا أنها أقل كفاءة. ويُعدّ ارتفاع درجة الحرارة وتجمدها من أبرز مشاكلها.
نشيط
Active systems use one or more pumps to circulate water and/or heating fluid. This permits a much wider range of system configurations. Pumped systems are more expensive to purchase and to operate. However, they operate at higher efficiency and can be more easily controlled. Active systems have controllers with features such as interaction with a backup electric or gas-driven water heater, calculation and logging of the energy saved, safety functions, remote access and informative displays.
Passive direct systems

An integrated collector storage (ICS or batch heater) system uses a tank that acts as both storage and collector. Batch heaters are thin rectilinear tanks with a glass side facing the Sun at noon. They are simple and less costly than plate and tube collectors, but they may require bracing if installed on a roof (to support 400–700 lb (180–320 kg) lbs of water), suffer from significant heat loss at night since the side facing the sun is largely uninsulated and are only suitable in moderate climates.
A convection heat storage unit (CHS) system is similar to an ICS system, except the storage tank and collector are physically separated and transfer between the two is driven by convection. CHS systems typically use standard flat-plate type or evacuated tube collectors. The storage tank must be located above the collectors for convection to work properly. The main benefit of CHS systems over ICS systems is that heat loss is largely avoided since the storage tank can be fully insulated. Since the panels are located below the storage tank, heat loss does not cause convection, as the cold water stays at the lowest part of the system.
Active indirect systems
Pressurized antifreeze systems use a mix of antifreeze (almost always low-toxic propylene glycol) and water mix for HTF in order to prevent freeze damage.
Though effective at preventing freeze damage, antifreeze systems have drawbacks:
- If the HTF gets too hot the glycol degrades into acid and then provides no freeze protection and begins to dissolve the solar loop's components.
- Systems without drainback tanks must circulate the HTF – regardless of the temperature of the storage tank – to prevent the HTF from degrading. Excessive temperatures in the tank cause increased scale and sediment build-up, possible severe burns if a tempering valve is not installed, and if used for storage, possible thermostat failure.
- The glycol/water HTF must be replaced every 3–8 years, depending on the temperatures it has experienced.
- Some jurisdictions require more-expensive, double-walled heat exchangers even though propylene glycol is low-toxic.
- على الرغم من أن سائل نقل الحرارة يحتوي على الجليكول لمنع التجمد، إلا أنه يقوم بتدوير الماء الساخن من خزان التخزين إلى المجمعات في درجات حرارة منخفضة (على سبيل المثال أقل من 40 درجة فهرنهايت (4 درجات مئوية) )، مما يتسبب في فقدان كبير للحرارة.
نظام التصريف العكسي هو نظام غير مباشر نشط، حيث يدور سائل نقل الحرارة (عادةً ماء نقي) عبر المجمع، مدفوعًا بمضخة. لا تخضع أنابيب المجمع للضغط، وتتضمن خزان تصريف عكسي مفتوحًا موجودًا في حيز مكيف أو شبه مكيف. يبقى سائل نقل الحرارة في خزان التصريف العكسي ما لم تكن المضخة تعمل، ويعود إليه (مفرغًا المجمع) عند إيقاف تشغيلها. يجب أن يُصرف نظام المجمع، بما في ذلك الأنابيب، بفعل الجاذبية إلى خزان التصريف العكسي. لا تتعرض أنظمة التصريف العكسي للتجمد أو ارتفاع درجة الحرارة. تعمل المضخة فقط عند الحاجة لتجميع الحرارة، وليس لحماية سائل نقل الحرارة، مما يزيد الكفاءة ويقلل تكاليف الضخ. [ 24 ]
افعلها بنفسك (DIY)
تتوفر مخططات أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية على الإنترنت. [ 25 ] عادةً ما تكون أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية التي يتم تركيبها ذاتيًا أرخص من الأنظمة التجارية، وتُستخدم في كل من الدول المتقدمة والنامية. [ 26 ]
مقارنة
| السمة | نظام التحكم المتكامل (الدفعة) | سيفون حراري | مباشر نشط | غير مباشر نشط | تصريف المياه | مضخة الفقاعات |
|---|---|---|---|---|---|---|
| تصميم منخفض - غير ملحوظ | ||||||
| جامع خفيف الوزن | ||||||
| يتحمل الطقس المتجمد | ||||||
| صيانة منخفضة | ||||||
| ببساطة: لا يوجد تحكم إضافي | ||||||
| إمكانية التحديث للمتجر الحالي | ||||||
| توفير المساحة: لا حاجة لخزان تخزين إضافي | ||||||
| مقارنة بين أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية. المصدر: أساسيات تسخين المياه بالطاقة الشمسية - homepower.com [ 27 ] | ||||||
عناصر
جامع
تجمع جامعات الطاقة الشمسية الحرارية الحرارة من الشمس وتحتفظ بها، ثم تستخدمها لتسخين سائل. [ 28 ] ويحكم مبدأان فيزيائيان مهمان تقنية جامعات الطاقة الشمسية الحرارية:
- يعود أي جسم ساخن في النهاية إلى حالة التوازن الحراري مع بيئته، نتيجةً لفقدان الحرارة عن طريق التوصيل والحمل الحراري والإشعاع. [ 29 ] ترتبط الكفاءة (نسبة الطاقة الحرارية المحتفظ بها لفترة زمنية محددة) ارتباطًا مباشرًا بفقدان الحرارة من سطح المُجمِّع. يُعدّ الحمل الحراري والإشعاع أهم مصادر فقدان الحرارة. يُستخدم العزل الحراري لإبطاء فقدان الحرارة من الجسم الساخن، وذلك وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية (تأثير التوازن).
- يزداد فقدان الحرارة كلما زاد فرق درجة الحرارة بين الجسم الساخن ومحيطه. ويتحكم التدرج الحراري بين سطح المجمع ودرجة الحرارة المحيطة في فقدان الحرارة بشكل أساسي. وتحدث عمليات التوصيل والحمل الحراري والإشعاع بشكل أسرع عند وجود تدرجات حرارية كبيرة [ 29 ] (تأثير دلتا- ت ).

الطاقة الشمسية ذات الألواح المسطحة
تُعدّ مُجمّعات الألواح المسطحة امتدادًا لفكرة وضع مُجمّع داخل صندوق يُشبه الفرن، مع توجيه الزجاج مُباشرةً نحو الشمس. [ 30 ] تحتوي مُعظم مُجمّعات الألواح المسطحة على أنبوبين أفقيين في الأعلى والأسفل، يُطلق عليهما اسم "المُجمّعات الرئيسية"، والعديد من الأنابيب الرأسية الأصغر التي تربط بينهما، وتُسمى "الأنابيب الصاعدة". تُلحم الأنابيب الصاعدة (أو تُوصل بطريقة مُشابهة) بزعانف امتصاص رقيقة. يُضخ سائل نقل الحرارة (الماء أو خليط الماء ومضاد التجمد) من خزان تخزين الماء الساخن أو المُبادل الحراري إلى المُجمّع الرئيسي السفلي، ثم ينتقل عبر الأنابيب الصاعدة، جامعًا الحرارة من زعانف الامتصاص، ثم يخرج من المُجمّع عبر المُجمّع الرئيسي العلوي. تختلف مُجمّعات الألواح المسطحة المُلتوية قليلاً عن هذا التصميم "القيثاري"، حيث تستخدم أنبوبًا واحدًا يمتد لأعلى ولأسفل داخل المُجمّع. ومع ذلك، نظرًا لعدم إمكانية تصريف الماء منها بشكل صحيح، لا يُمكن استخدام مُجمّعات الألواح المسطحة المُلتوية في أنظمة التصريف العكسي.
يُستخدم في مُجمّعات الألواح المسطحة نوع من الزجاج منخفض الحديد والمُقسّى في أغلب الأحيان . يتميز هذا الزجاج بقدرته على تحمّل كميات كبيرة من البرد دون أن ينكسر، وهو أحد الأسباب التي تجعل مُجمّعات الألواح المسطحة تُعتبر من أكثر أنواع المُجمّعات متانةً.
تُشبه المُجمّعات غير المُزجّجة أو المُشكّلة المُجمّعات المسطحة، إلا أنها غير معزولة حراريًا وغير محمية بلوح زجاجي. ونتيجةً لذلك، تكون كفاءة هذا النوع من المُجمّعات أقل بكثير عندما تتجاوز درجة حرارة الماء درجة حرارة الهواء المحيط. في تطبيقات تسخين المسابح، غالبًا ما يكون الماء المراد تسخينه أبرد من درجة حرارة سطح المبنى، وعندها يسمح غياب العزل الحراري بسحب حرارة إضافية من البيئة المحيطة. [ 31 ]
أنبوب مفرغ
تُعدّ مُجمّعات الأنابيب المُفرّغة (ETC) وسيلةً لتقليل فقد الحرارة المتأصل في الألواح المُسطّحة. [ 30 ] وهي تستخدم فراغًا لمنع فقد الحرارة عن طريق الحمل الحراري. [ 32 ] ولأنّ لوحين زجاجيين مُسطّحين لا يتحمّلان الفراغ عادةً، يُنشأ الفراغ بين أنبوبين مُتحدي المركز، تمامًا كما في الترمس . ويُغطّى الأنبوب الداخلي بمادة ماصة للحرارة. [ 33 ] ويختلف عمر الفراغ من مُجمّع لآخر، مع ضمانات تتراوح بين 5 و15 عامًا.
تستخدم الأنابيب المفرغة من الهواء طرقًا متنوعة لنقل الحرارة إلى الماء: إما بتمرير الماء داخل الأنبوب الداخلي، أو باستخدام تصميم متطور للأنابيب الحرارية . في هذا التصميم، يُملأ أنبوب نحاسي جزئيًا بسائل متطاير، ويُغلق من طرفيه، ويمتد في مركز الأنبوب. يُوصل الطرف العلوي لهذا الأنبوب بمقبس في المجمع (المملوء بالماء). تتسبب الحرارة التي يمتصها الأنبوب المفرغ من الهواء في تبخر جزء من السائل المتطاير الموجود في الأنبوب النحاسي، لينتقل إلى المجمع. عند المجمع، يتكثف الغاز، مُطلقًا الحرارة، ثم يعود السائل إلى داخل الأنبوب (الأنبوب الحراري). ولأن الأنابيب المفرغة من الهواء نفسها لا تحتوي على ماء، فإن أنظمة الأنابيب الحرارية المفرغة من الهواء لا تتأثر بالتجمد. [ 30 ] يمر الماء عبر المجمع المعزول حراريًا فقط، وفي المناخات ذات الصقيع المعتدل، لا يلزم وجود نظام تصريف.
تستطيع الألواح الشمسية الحرارية جمع الطاقة من الشمس طوال اليوم بزوايا منخفضة بفضل شكلها الأنبوبي. [ 34 ] ولأن هذه الألواح معرضة للشمس من الأسفل أيضًا، فعند تركيبها مرتفعة عن السطح (كما في الرسم التوضيحي)، فإنها لا تلتقط الحرارة المباشرة من الأعلى فحسب، بل تلتقط أيضًا الحرارة المنبعثة من السطح المحيط من الأسفل.
تُعدّ مُجمّعات الألواح المسطحة أكثر كفاءةً من مُجمّعات الأنابيب الكهروكيميائية في ظروف سطوع الشمس الكامل. ويعود ذلك إلى الفجوة بين الأنابيب التي تُشكّل مساحةً مهدرة. [ 35 ] أما في الظروف الغائمة أو شديدة البرودة، فإنّ العزل الفائق لمُجمّعات الأنابيب الكهروكيميائية يجعلها أكثر كفاءةً من مُجمّعات الألواح المسطحة. [ 30 ]
تُصنع أجهزة التبريد القديمة من الزجاج المُقسّى، وهو عرضة للتلف بفعل حبات البرد التي تُقارب حجم كرة الغولف. أما أجهزة التبريد الحديثة المصنوعة من "زجاج الكوك"، ذي اللون الأخضر، فهي أقوى وأقل عرضة لفقدان الفراغ، لكن كفاءتها أقل قليلاً بسبب انخفاض شفافيتها. وتجمع النماذج المصنوعة من زجاج البوروسيليكات بين القوة والكفاءة. [ 30 ]
مضخة
مضخة الطاقة الشمسية
إحدى طرق تشغيل نظام فعال هي استخدام لوحة كهروضوئية . ولضمان الأداء الأمثل للمضخة وطول عمرها، يجب أن تتوافق المضخة (التي تعمل بالتيار المستمر) مع اللوحة الكهروضوئية بشكل مناسب. مع أن المضخة التي تعمل بالطاقة الكهروضوئية لا تعمل ليلاً، إلا أنه يجب على وحدة التحكم التأكد من عدم تشغيلها عندما تكون الشمس ساطعة ولكن ماء المجمع ليس ساخناً بالقدر الكافي.
توفر مضخات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المزايا التالية:
- تركيب وصيانة أبسط وأرخص
- يمكن استخدام فائض إنتاج الطاقة الكهروضوئية للاستهلاك المنزلي للكهرباء أو إعادته إلى الشبكة
- يمكنه إزالة الرطوبة من مساحة المعيشة [ 36 ]
- يمكن تشغيله أثناء انقطاع التيار الكهربائي
- يتجنب استهلاك الكربون الناتج عن استخدام المضخات التي تعمل بالطاقة الكهربائية.
مضخة الفقاعات
تُعدّ مضخة الفقاعات (المعروفة أيضًا بمضخة السخان) مناسبة لأنظمة الألواح المسطحة وأنظمة الأنابيب المفرغة. في نظام مضخة الفقاعات، يكون ضغط دائرة سائل نقل الحرارة المغلقة منخفضًا، مما يؤدي إلى غليان السائل عند درجة حرارة منخفضة بفعل حرارة الشمس. تتشكل فقاعات البخار على هيئة سخان، مما يُسبب تدفقًا صاعدًا. تنفصل الفقاعات عن السائل الساخن وتتكثف عند أعلى نقطة في الدائرة، وبعد ذلك يتدفق السائل إلى أسفل باتجاه المبادل الحراري نتيجةً لاختلاف مستويات السائل. [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] يصل سائل نقل الحرارة عادةً إلى المبادل الحراري عند 70 درجة مئوية، ويعود إلى مضخة الدوران عند 50 درجة مئوية. يبدأ الضخ عادةً عند حوالي 50 درجة مئوية، ويزداد مع ارتفاع الشمس حتى الوصول إلى حالة التوازن.
وحدة التحكم
يستشعر جهاز التحكم التفاضلي فروق درجات الحرارة بين الماء الخارج من المجمع الشمسي والماء في خزان التخزين بالقرب من المبادل الحراري. يبدأ الجهاز تشغيل المضخة عندما تكون درجة حرارة الماء في المجمع أعلى بحوالي 8-10 درجات مئوية من درجة حرارة الماء في الخزان، ويوقفها عندما يصل فرق درجة الحرارة إلى 3-5 درجات مئوية. يضمن هذا أن الماء المخزن يكتسب الحرارة باستمرار أثناء تشغيل المضخة، ويمنعها من التشغيل والإيقاف المتكررين (في الأنظمة المباشرة، يمكن تشغيل المضخة بفرق حوالي 4 درجات مئوية لعدم وجود مبادل حراري).
صهريج
أبسط أنواع المجمعات الشمسية عبارة عن خزان معدني مملوء بالماء موضوع في مكان مشمس. تقوم الشمس بتسخين الخزان. هكذا كانت تعمل الأنظمة الأولى. [ 6 ] إلا أن هذا التصميم غير فعال بسبب تأثير التوازن: فبمجرد بدء تسخين الخزان والماء، تُفقد الحرارة المكتسبة إلى البيئة المحيطة، ويستمر هذا حتى تصل درجة حرارة الماء في الخزان إلى درجة حرارة الجو. ويكمن التحدي في الحد من فقدان الحرارة.
- يمكن وضع خزان التخزين في مستوى أدنى من المجمعات، مما يسمح بزيادة الحرية في تصميم النظام ويسمح باستخدام خزانات التخزين الموجودة مسبقًا.
- يمكن إخفاء خزان التخزين عن الأنظار.
- يمكن وضع خزان التخزين في مساحة مكيفة أو شبه مكيفة، مما يقلل من فقدان الحرارة.
- يمكن استخدام خزانات تصريف المياه.
خزان معزول
ICS or batch collectors reduce heat loss by thermally insulating the tank.[30][40] This is achieved by encasing the tank in a glass-topped box that allows heat from the sun to reach the water tank.[41] The other walls of the box are thermally insulated, reducing convection and radiation.[42] The box can also have a reflective surface on the inside. This reflects heat lost from the tank back towards the tank. In a simple way one could consider an ICS solar water heater as a water tank that has been enclosed in a type of 'oven' that retains heat from the sun as well as heat of the water in the tank. Using a box does not eliminate heat loss from the tank to the environment, but it largely reduces this loss.
Standard ICS collectors have a characteristic that strongly limits the efficiency of the collector: a small surface-to-volume ratio.[43] Since the amount of heat that a tank can absorb from the sun is largely dependent on the surface of the tank directly exposed to the sun, it follows that the surface size defines the degree to which the water can be heated by the sun. Cylindrical objects such as the tank in an ICS collector have an inherently small surface-to-volume ratio. Collectors attempt to increase this ratio for efficient warming of the water. Variations on this basic design include collectors that combine smaller water containers and evacuated glass tube technology, a type of ICS system known as an Evacuated Tube Batch (ETB) collector.[30]
Applications
Evacuated tube
ETSCs can be more useful than other solar collectors during winter season. ETCs can be used for heating and cooling purposes in industries like pharmaceutical and drug, paper, leather and textile and also for residential houses, hospitals, nursing home, hotels, swimming pool etc.
An ETC can operate at a range of temperatures from medium to high for solar hot water, swimming pool, air conditioning and solar cooker.
ETCs higher operational temperature range (up to 200 °C (392 °F)) makes them suitable for industrial applications such as steam generation, heat engine and solar drying.
Swimming pools
Floating pool covering systems and separate STCs are used for pool heating.
Pool covering systems, whether solid sheets or floating disks, act as insulation and reduce heat loss. Much heat loss occurs through evaporation, and using a cover slows evaporation.
Pool water is mildly corrosive due to chlorine. STCs for nonpotable pool water use are often made of plastic to resist corrosion. Water is circulated through the panels using the existing pool filter or supplemental pump. In mild environments, unglazed plastic collectors are more efficient as a direct system. In cold or windy environments evacuated tubes or flat plates in an indirect configuration are used in conjunction with a heat exchanger. This reduces corrosion. A fairly simple differential temperature controller is used to direct the water to the panels or heat exchanger either by turning a valve or operating the pump. Once the pool water has reached the required temperature, a diverter valve is used to return water directly to the pool without heating.[44] Many systems are configured as drainback systems where the water drains into the pool when the water pump is switched off.
The collector panels are usually mounted on a nearby roof, or ground-mounted on a tilted rack. Due to the low temperature difference between the air and the water, the panels are often formed collectors or unglazed flat plate collectors. A simple rule-of-thumb for the required panel area needed is 50% of the pool's surface area.[44] This is for areas where pools are used in the summer season only. Adding solar collectors to a conventional outdoor pool, in a cold climate, can typically extend the pool's comfortable usage by months and more if an insulating pool cover is used.[31] When sized at 100% coverage most solar hot water systems are capable of heating a pool anywhere from as little as 4 °C for a wind-exposed pool, to as much as 10 °C for a wind-sheltered pool covered consistently with a solar pool blanket.[45]
An active solar energy system analysis program may be used to optimize the solar pool heating system before it is built.
Energy production

تعتمد كمية الحرارة التي يوفرها نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية بشكل أساسي على كمية الحرارة التي تصلها الشمس في موقع معين ( الإشعاع الشمسي ). في المناطق الاستوائية، قد يكون الإشعاع الشمسي مرتفعًا نسبيًا، على سبيل المثال 7 كيلوواط ساعة/م² يوميًا ، مقابل 3.2 كيلوواط ساعة/م² يوميًا في المناطق المعتدلة . حتى عند نفس خط العرض، قد يختلف متوسط الإشعاع الشمسي اختلافًا كبيرًا من موقع لآخر بسبب الاختلافات في أنماط الطقس المحلية وكمية الغيوم. تتوفر حاسبات لتقدير الإشعاع الشمسي في أي موقع. [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]
يُبيّن الجدول أدناه مؤشرًا تقريبيًا للمواصفات والطاقة المتوقعة من نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية، والذي يتضمن مساحة امتصاص تبلغ حوالي 2 متر مربع للمجمع الشمسي، مع عرض نظامين لتسخين المياه بالطاقة الشمسية باستخدام أنابيب مفرغة وثلاثة أنظمة باستخدام ألواح مسطحة. وقد استُخدمت معلومات الاعتماد أو الأرقام المحسوبة بناءً على هذه البيانات. ويُقدّم الصفان الأخيران تقديرات لإنتاج الطاقة اليومي (كيلوواط ساعة/يوم) في سيناريو استوائي وآخر معتدل . وتُشير هذه التقديرات إلى تسخين المياه إلى 50 درجة مئوية فوق درجة حرارة الجو المحيط.
في معظم أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، يتناسب إنتاج الطاقة خطيًا مع مساحة سطح المجمع. [ 49 ]
| تكنولوجيا | طبق مسطح | طبق مسطح | طبق مسطح | إلخ | إلخ |
| إعدادات | نشط مباشر | سيفون حراري | نشاط غير مباشر | نشاط غير مباشر | نشط مباشر |
| المساحة الإجمالية ( م² ) | 2.49 | 1.98 | 1.87 | 2.85 | 2.97 |
| حجم الممتص ( م² ) | 2.21 | 1.98 | 1.72 | 2.85 | 2.96 |
| أقصى قدر من الكفاءة | 0.68 | 0.74 | 0.61 | 0.57 | 0.46 |
| إنتاج الطاقة (كيلوواط ساعة/يوم): – الإشعاع الشمسي 3.2 كيلوواط ساعة/م² / يوم ( مناخ معتدل ) – مثال: زيورخ، سويسرا | 5.3 | 3.9 | 3.3 | 4.8 | 4.0 |
| – معدل الإشعاع الشمسي 6.5 كيلوواط ساعة/م² / يوم (استوائي) – مثال: فينيكس، الولايات المتحدة الأمريكية | 11.2 | 8.8 | 7.1 | 9.9 | 8.4 |
تتشابه الأرقام إلى حد كبير بين المجمعات المذكورة أعلاه، حيث تُنتج حوالي 4 كيلوواط/ساعة يوميًا في المناخ المعتدل، وحوالي 8 كيلوواط/ساعة يوميًا في المناخ الاستوائي عند استخدام مجمع بمساحة امتصاص تبلغ 2 متر مربع . في المناخ المعتدل ، تكفي هذه الكمية لتسخين 200 لتر من الماء بمقدار 17 درجة مئوية تقريبًا. أما في المناخ الاستوائي، فيكون التسخين المكافئ بمقدار 33 درجة مئوية تقريبًا. تتميز العديد من أنظمة التسخين الحراري الذاتي بإنتاج طاقة مماثل للأنظمة النشطة المكافئة. تُعد كفاءة مجمعات الأنابيب المفرغة أقل نوعًا ما من كفاءة مجمعات الألواح المسطحة، لأن مساحات الامتصاص فيها أضيق من الأنابيب، كما أن هناك مسافة بين الأنابيب، مما ينتج عنه نسبة أكبر بكثير من المساحة الكلية غير النشطة للمجمع. تعتمد بعض طرق المقارنة [ 50 ] في حساب كفاءة مجمعات الأنابيب المفرغة على مساحة الامتصاص الفعلية، وليس على المساحة المشغولة كما هو موضح في الجدول أعلاه. تنخفض الكفاءة مع ارتفاع درجات الحرارة.
التكاليف
في المناطق المشمسة الدافئة، حيث لا تكون الحماية من الصقيع ضرورية، يُمكن أن يكون سخان المياه الشمسي من نوع ICS (الدفعي) فعالاً من حيث التكلفة. [ 42 ] في خطوط العرض العليا، تُضيف متطلبات التصميم لمواجهة الطقس البارد تعقيدًا وتكلفةً للنظام. وهذا يزيد من التكاليف الأولية ، ولكن ليس تكاليف دورة الحياة. ولذلك، فإن الاعتبار الأكبر هو التكلفة المالية الأولية الكبيرة لأنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية. [ 51 ] وقد يستغرق استرداد هذه التكلفة سنوات. [ 52 ] وتكون فترة الاسترداد أطول في البيئات المعتدلة. [ 53 ] وبما أن الطاقة الشمسية مجانية، فإن تكاليف التشغيل منخفضة. في خطوط العرض العليا، قد تكون السخانات الشمسية أقل فعالية بسبب انخفاض الإشعاع الشمسي، مما قد يتطلب أنظمة تسخين أكبر و/أو مزدوجة. [ 53 ] وفي بعض البلدان، قد تكون الحوافز الحكومية كبيرة.
تشمل عوامل التكلفة (الإيجابية والسلبية) ما يلي:
- سعر سخان المياه الشمسي (الأنظمة الأكثر تعقيداً تكون أغلى ثمناً)
- كفاءة
- تكلفة التركيب
- الكهرباء المستخدمة في الضخ
- سعر وقود تسخين المياه (مثل الغاز أو الكهرباء) الموفر لكل كيلوواط ساعة
- كمية وقود تسخين المياه المستخدمة
- الدعم الحكومي الأولي و/أو المتكرر
- تكلفة الصيانة (مثل استبدال مانع التجمد أو المضخة)
- توفير في صيانة نظام تسخين المياه التقليدي (الكهربائي/الغازي/النفطي)
قد تختلف فترات استرداد التكاليف اختلافًا كبيرًا تبعًا لظروف الشمس في كل منطقة، والتكاليف الإضافية الناتجة عن متطلبات الحماية من الصقيع للمجمعات الشمسية، واستهلاك المياه الساخنة المنزلية، وما إلى ذلك. فعلى سبيل المثال، في وسط وجنوب فلوريدا، قد تكون فترة استرداد التكاليف 7 سنوات أو أقل، بدلًا من 12.6 سنة الموضحة في الرسم البياني للولايات المتحدة. [ 54 ]
| دولة | العملة | تكلفة النظام | الدعم (%) | التكلفة الفعالة | تكلفة الكهرباء/كيلوواط ساعة | توفير الكهرباء شهرياً | فترة الاسترداد (سنة) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ريال برازيلي | 2500 [ 55 ] | 0 | 2500 | 0.25 | 50 | 4.2 | |
| الراند الجنوب أفريقي | 14000 | 15 [ 56 ] | 11900 | 0.9 | 180 | 5.5 | |
| الدولار الأسترالي | 5000 [ 57 ] | 40 [ 58 ] | 3000 | 0.18 [ 59 ] | 36 | 6.9 | |
| يورو | 4000 [ 60 ] | 50 [ 61 ] | 2000 | 0.1 [ 62 ] | 20 | 8.3 | |
| دولار أمريكي | 5000 [ 63 ] | 30 [ 64 ] | 3500 | 0.1158 [ 65 ] | 23.16 | 12.6 | |
| GBP | 4800 [ 66 ] | 0 | 4800 | 0.11 [ 67 ] | 22 | 18.2 |
تكون فترة استرداد التكاليف أقصر مع زيادة الإشعاع الشمسي. ومع ذلك، حتى في المناطق المعتدلة، يُعد تسخين المياه بالطاقة الشمسية فعالاً من حيث التكلفة. تاريخياً، كانت فترة استرداد التكاليف لأنظمة الخلايا الكهروضوئية أطول بكثير. [ 53 ] تقل التكاليف وفترة استرداد التكاليف في حال عدم الحاجة إلى نظام تكميلي/احتياطي، [ 52 ] مما يُطيل فترة استرداد التكاليف لهذا النظام.
الإعانات
تُدير أستراليا نظاماً لاعتمادات الطاقة المتجددة، استناداً إلى أهداف الطاقة المتجددة الوطنية. [ 58 ]
تقدم مبادرة أحياء تورنتو للطاقة الشمسية إعانات لشراء وحدات تسخين المياه بالطاقة الشمسية. [ 68 ]
تقييم البصمة الطاقية ودورة الحياة
البصمة الطاقية
يُحدد مصدر الكهرباء في نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية النشط مدى مساهمة النظام في انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي أثناء التشغيل. تُسمى أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية النشطة التي تستخدم الكهرباء من الشبكة لضخ السائل عبر الألواح "أنظمة الطاقة الشمسية منخفضة الكربون". في معظم الأنظمة، يُقلل الضخ من وفورات الطاقة بنحو 8%، ومن وفورات الكربون الناتجة عن الطاقة الشمسية بنحو 20%. [ 69 ] مع ذلك، تعمل المضخات منخفضة الطاقة بقدرة تتراوح بين 1 و20 واط. [ 70 ] [ 71 ] بافتراض أن لوحة تجميع الطاقة الشمسية تُنتج 4 كيلوواط ساعة/يوم، وأن المضخة تعمل بشكل متقطع من الكهرباء من الشبكة لمدة 6 ساعات خلال يوم مشمس مدته 12 ساعة، يُمكن تقليل التأثير السلبي المحتمل لهذه المضخة إلى حوالي 3% من الحرارة المُنتجة.
مع ذلك، تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية النشطة التي تعمل بالطاقة الكهروضوئية عادةً لوحة كهروضوئية بقدرة 5-30 واط ومضخة غشائية صغيرة منخفضة الطاقة أو مضخة طرد مركزي لتدوير المياه. وهذا يقلل من انبعاثات الكربون واستهلاك الطاقة أثناء التشغيل.
قد تستخدم أنظمة الضخ البديلة غير الكهربائية التمدد الحراري وتغيرات الطور للسوائل والغازات.
تقييم الطاقة لدورة الحياة
يمكن استخدام المعايير المعترف بها لإجراء تقييمات دورة حياة (LCA) دقيقة وكمية. تأخذ تقييمات دورة الحياة في الاعتبار التكاليف المالية والبيئية لاقتناء المواد الخام، والتصنيع، والنقل، والاستخدام، والصيانة، والتخلص من المعدات. وتشمل عناصرها ما يلي:
- التكاليف والمكاسب المالية
- استهلاك الطاقة
- ثاني أكسيد الكربون والانبعاثات الأخرى
فيما يتعلق باستهلاك الطاقة، يذهب حوالي 60% منها إلى الخزان، و30% إلى المجمع [ 72 ] (لوح مسطح حراري في هذه الحالة). في إيطاليا [ 73 ] ، يُستخدم حوالي 11 جيجا جول من الكهرباء في إنتاج معدات تسخين المياه بالطاقة الشمسية، حيث يذهب حوالي 35% منها إلى الخزان، و35% أخرى إلى المجمع. يتمثل الأثر الرئيسي المتعلق بالطاقة في الانبعاثات. وتُستعاد الطاقة المستخدمة في التصنيع خلال أول سنتين إلى ثلاث سنوات من الاستخدام (في جنوب أوروبا).
في المقابل، تشير التقارير إلى أن فترة استرداد الطاقة في المملكة المتحدة لا تتجاوز عامين. وقد سُجّل هذا الرقم لنظام مباشر، مُركّب على خزان مياه قائم، يعمل بالطاقة الشمسية الكهروضوئية، ومقاوم للتجمد، وبفتحة مساحتها 2.8 متر مربع. وللمقارنة، استغرق تركيب نظام كهروضوئي حوالي 5 سنوات لاسترداد الطاقة، وفقًا للدراسة المقارنة نفسها. [ 74 ]
فيما يتعلق بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، يعتمد جزء كبير من الانبعاثات التي يتم توفيرها على مدى استخدام الغاز أو الكهرباء لتكملة الطاقة الشمسية. وباستخدام نظام المؤشر البيئي ذي 99 نقطة كمعيار (أي الحمل البيئي السنوي لسكان أوروبا العاديين) في اليونان، [ 72 ] قد يكون لنظام يعمل بالغاز فقط انبعاثات أقل من نظام الطاقة الشمسية. يفترض هذا الحساب أن نظام الطاقة الشمسية ينتج حوالي نصف احتياجات المنزل من الماء الساخن. ولكن نظرًا لأن انبعاثات غاز الميثان (CH4 ) من دورة وقود الغاز الطبيعي [ 75 ] تفوق بكثير تأثير ثاني أكسيد الكربون على الاحتباس الحراري ، فإن صافي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (مكافئ ثاني أكسيد الكربون ) من الأنظمة التي تعمل بالغاز أكبر بكثير من تلك الخاصة بسخانات الطاقة الشمسية، خاصةً إذا كانت الكهرباء الإضافية أيضًا من مصادر توليد خالية من الكربون.
A test system in Italy produced about 700 kg of CO2, considering all the components of manufacture, use and disposal. Maintenance was identified as an emissions-costly activity when the heat transfer fluid (glycol-based) was replaced. However, the emissions cost was recovered within about two years of use of the equipment.[73]
In Australia, life cycle emissions were also recovered. The tested SWH system had about 20% of the impact of an electrical water heater and half that of a gas water heater.[52]
Analysing their lower impact retrofit freeze-tolerant solar water heating system, Allen et al. (qv) reported a production CO2 impact of 337 kg, which is around half the environmental impact reported in the Ardente et al. (qv) study.
System specification and installation
- Most SWH installations require backup heating.
- The amount of hot water consumed each day must be replaced and heated. In a solar-only system, consuming a high fraction of the water in the reservoir implies significant reservoir temperature variations. The larger the reservoir the smaller the daily temperature variation.
- SWH systems offer significant scale economies in collector and tank costs.[72] Thus the most economically efficient scale meets 100% of the heating needs of the application.
- Direct systems (and some indirect systems using heat exchangers) can be retrofitted to existing stores.
- Equipment components must be insulated to achieve full system benefits. The installation of efficient insulation significantly reduces heat loss.
- The most efficient PV pumps start slowly in low light levels, so they may cause a small amount of unwanted circulation while the collector is cold. The controller must prevent stored hot water from this cooling effect.
- Evacuated tube collector arrays can be adjusted by removing/adding tubes or their heat pipes, allowing customization during/after installation.
- Above 45 degrees latitude, roof mounted sun-facing collectors tend to outproduce wall-mounted collectors. However, arrays of wall-mounted steep collectors can sometimes produce more useful energy because gains in used energy in winter can offset the loss of unused (excess) energy in summer.
Standards
Europe
- EN 806: Specifications for installations inside buildings conveying water for human consumption. General.
- EN 1717: Protection against pollution of potable water in water installations and general requirements of devices to prevent pollution by backflow.
- EN 60335: Specification for safety of household and similar electrical appliances. (2–21)
- UNE 94002:2005 Thermal solar systems for domestic hot water production. Calculation method for heat demand.
United States
- OG-300: شهادة OG-300 لأنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية. [ 76 ]
كندا
أستراليا
- قانون الطاقة المتجددة (الكهرباء) لعام 2000
- قانون الطاقة المتجددة (الكهرباء) (رسوم نقص التوليد على نطاق واسع) لعام 2000
- قانون الطاقة المتجددة (الكهرباء) (رسوم نقص التكنولوجيا على نطاق صغير) لعام 2010
- لوائح الطاقة المتجددة (الكهرباء) لعام 2001
- لوائح الطاقة المتجددة (الكهرباء) لعام 2001 - منهجية حساب STC لسخانات المياه الشمسية وسخانات المياه التي تعمل بمضخات حرارية هوائية
- لوائح تعديل الطاقة المتجددة (الكهرباء) (الأحكام الانتقالية) لعام 2010
- لوائح تعديل الطاقة المتجددة (الكهرباء) (الأحكام الانتقالية) لعام 2009
يجب على جميع المشاركين المعنيين في هدف الطاقة المتجددة واسع النطاق ومخطط الطاقة المتجددة صغير النطاق الامتثال للقوانين المذكورة أعلاه. [ 77 ]
استخدام عالمي

| 8 | دولة | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 [ 84 ] | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 [ 85 ] | 2020 [ 86 ] | 2021 [ 87 ] | 2022 [ 4 ] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 55.5 | 67.9 | 84.0 | 105.0 | 101.5 | 117.6 | - | - | 262.3 | 289.5 | 309.5 | 324.5 | 334.5 | 337.6 | 346.5 | 364.0 | 381.6 | 396.4 | |
| – | 11.2 | 13.5 | 15.5 | 20.0 | 22.8 | 23.5 | 25.6 | 29.7 | 31.4 | 47.5 | 49.2 | 51.8 | 54.3 | 56.8 | 58.9 | 59.5 | 62.2 | 63.2 | |
| 2 | 5.7 | 6.6 | 7.1 | 7.5 | 8.4 | 9.3 | - | - | 11.0 | 12.7 | 13.6 | 14.9 | 16.3 | 17.6 | 18.1 | 18.4 | 19.0 | 19.2 | |
| 3 | 1.6 | 1.8 | 1.7 | 2.0 | 14.4 | 15.3 | - | - | 16.8 | 17.1 | 17.4 | 17.7 | 17.9 | 18.0 | 18.2 | 18.2 | 18.3 | 18.4 | |
| 4 | – | – | – | 7.8 | 8.9 | 9.8 | 10.5 | 11.4 | 12.1 | 12.8 | 13.2 | 13.5 | 13.7 | 13.9 | 13.9 | 14.0 | 15.6 | 15.8 | |
| 5 | 1.6 | 2.2 | 2.5 | 2.4 | 3.7 | 4.3 | - | - | 6.7 | 7.7 | 8.7 | 9.6 | 10.4 | 11.3 | 12.2 | 13.1 | 14.3 | 15.5 | |
| 6 | 1.1 | 1.2 | 1.5 | 1.7 | 2.2 | 2.8 | 3.4 | 4.5 | 4.4 | 5.2 | 6.2 | 6.7 | 8.0 | 9.5 | 10.4 | 11.5 | 12.8 | 13.5 | |
| 7 | 1.2 | 1.3 | 1.2 | 1.3 | 5.0 | 5.8 | - | - | 5.8 | 6.1 | 6.2 | 6.4 | 6.6 | 6.7 | 6.8 | 6.8 | 6.9 | 6.7 | |
| 8 | – | – | – | - | - | - | 1.2 | 1.4 | 1.8 | 2.0 | 2.8 | 2.4 | 2.7 | 3.0 | 3.3 | 3.6 | 3.9 | 4.2 | |
| 9 | – | – | – | 2.7 | 2.9 | 2.9 | 2.9 | 2.9 | 2.9 | 3.0 | 3.1 | 3.1 | 3.2 | 3.3 | 3.4 | 3.5 | 3.6 | 3.8 | |
| 10 | 3.3 | 3.8 | 3.5 | 2.6 | 2.8 | 2.9 | - | - | 2.9 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.3 | 3.3 | 3.4 | 3.4 | 3.5 | 3.6 | |
| عالم | 88 | 105 | 126 | 149 | 172 | 196 | - | - | 374.7 | 410.2 | 435.9 | 457 | 473.5 | 483 | 479 | 500 | 524 | 542.7 |
الاتحاد الأوروبي
| 8 | دولة | 2008 | 2009 | 2010 [ 80 ] | 2011 | 2012 | 2013 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 7766 | 9036 | 9831 | 10496 | 11416 | 12,055 | |
| 2 | 2268 | 3031 | 3227 | 2792 | 3448 | 3538 | |
| 3 | 2708 | 2853 | 2855 | 2861 | 2885 | 2915 | |
| 4 | 1124 | 1410 | 1753 | 2152 | 2380 | 2590 | |
| 5 | 988 | 1306 | 1543 | 1659 | 2075 | 2238 | |
| 6 | 1137 | 1287 | 1470 | 1277 | 1691 | 1802 | |
| 7 | 254 | 357 | 459 | 637 | 848 | 1040 | |
| 8 | 223 | 395 | 526 | 547 | 677 | 717 | |
| 9 | 116 | 148 | 216 | 265 | 625 | 681 | |
| 10 | 416 | 538 | 627 | - | - | - | |
| 11 | 254 | 285 | 313 | 332 | 605 | 616 | |
| 12 | 293 | 339 | 379 | 409 | 499 | 550 | |
| 13 | 485 | 490 | 491 | 499 | 486 | 476 | |
| 14 | 270 | 333 | 374 | 460 | 455 | 475 | |
| 15 | 188 | 204 | 230 | 226 | 334 | 374 | |
| 16 | 202 | 217 | 227 | 236 | 337 | 342 | |
| 17 | 52 | 85 | 106 | 111 | 177 | 196 | |
| 18 | 96 | 111 | 116 | 123 | 142 | 148 | |
| 19 | 18 | 59 | 105 | 120 | 125 | 137 | |
| 20 | 67 | 73 | 84 | 100 | 108 | 113 | |
| 21 | 66 | 80 | 73 | 74 | 93 | 110 | |
| 22 | 22 | 56 | 74 | 81 | 58 | 59 | |
| 23 | 25 | 29 | 32 | 36 | 34 | 35 | |
| 24 | 18 | 20 | 23 | 23 | 30 | 33 | |
| 25 | 16 | 19 | 22 | 25 | 23 | 27 | |
| 26 | 1 | 1 | 1 | 3 | 10 | 12 | |
| 27 | 1 | 1 | 1 | 3 | 10 | 12 | |
| 28 | 1 | 2 | 2 | 3 | 6 | 8 | |
| المجموع | الاتحاد الأوروبي 27+ السويد (GW th ) | 19.08 | 21.60 | 23.49 | 25.55 | 29.66 | 31.39 |
| * = تقدير، F = فرنسا ككل | |||||||
انظر أيضاً
- الطاقة الشمسية المركزة
- الطاقة الشمسية السلبية
- تسويق الطاقة المتجددة
- الحرارة المتجددة
- شهادة الطاقة المتجددة (الولايات المتحدة)
- مكيف هواء يعمل بالطاقة الشمسية
- تسخين الهواء بالطاقة الشمسية
- نظام الطاقة الشمسية المدمج
- طاقة شمسية
- تسخين المياه بالطاقة الشمسية في أستراليا
- مجمع الطاقة الشمسية الحرارية
- الطاقة الحرارية الشمسية
- تطهير المياه بالطاقة الشمسية
- التصميم المستدام
مراجع
- ↑ "جامعات الطاقة الشمسية... خلف الزجاج | مجلة الطاقة المنزلية" . 28 يناير 2013. مؤرشف من الأصل في 28 يناير 2013. تم الاطلاع عليه في 4 أغسطس 2022 .
- ↑ "تسخين المياه بالطاقة الشمسية" . www.nrel.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-10-05 .
- ↑ برايان نورتون (2011) سخانات المياه الشمسية: مراجعة لأبحاث الأنظمة وابتكارات التصميم، مجلة Green. 1، 189-207، الرقم الدولي الموحد للدوريات (عبر الإنترنت) 1869-8778
- 1 2 3 ماوثنر، فرانز؛ سبورك-دور، مونيكا (مايو 2024). "التدفئة الشمسية في جميع أنحاء العالم" (ملف PDF) . برنامج التدفئة والتبريد بالطاقة الشمسية التابع للوكالة الدولية للطاقة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يناير 2025 .
- 1 2 "تقرير الوضع العالمي للطاقة المتجددة" . REN21 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مايو 2019 .
- 1 2 3 تطور الطاقة الشمسية - تاريخ الطاقة الشمسية ، جون بيرلين، مركز كاليفورنيا للطاقة الشمسية
- ↑ سميث ، زاكاري ألدن؛ تايلور، كاترينا د. (2008). مصادر الطاقة المتجددة والبديلة: دليل مرجعي . ABC-CLIO . ص 174. ISBN 978-1-59884-089-6.
- ↑ ديل كييارو، برناديت وتيلين-لوتون، تيموثي (أبريل 2007). "تسخين المياه بالطاقة الشمسية (كيف يمكن لكاليفورنيا تقليل اعتمادها على الغاز الطبيعي)" (ملف PDF) . مركز أبحاث وسياسات البيئة في كاليفورنيا. مؤرشف من الأصل في 21 أكتوبر 2007. تم الاطلاع عليه في 29 سبتمبر 2007 .
- ↑ جون كريستوفر باشر (2000). استبداد النفط . دوندورن. ص 70. ISBN 978-0-88866-956-8.
- ↑ "صناعة الطاقة الشمسية في إسرائيل: استعادة إرث النجاح" . Climate.org. مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه في 10 فبراير 2012 .
- ↑ شركة كاتوم لهندسة البرمجيات المحدودة، www.catom.com. "معهد صموئيل نعمان للدراسات المتقدمة في العلوم والتكنولوجيا - المنشورات - الطاقة الشمسية لإنتاج الحرارة: ملخص وتوصيات الدورة الرابعة لمنتدى الطاقة في معهد صموئيل نعمان" . Neaman.org.il. مؤرشف من الأصل في 9 فبراير 2012. تاريخ الاطلاع: 23 يونيو 2012 .
- ↑ القسم الإسرائيلي للجمعية الدولية للطاقة الشمسية ، حرره جيرشون غروسمان، كلية الطاقة الميكانيكية، التخنيون، حيفا؛ المسودة النهائية.
- ↑ "تسخين المياه بالطاقة الشمسية" . مشروع دراوداون . 2020-02-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-12-05 .
- 1 2 "تقرير الوضع العالمي للطاقة المتجددة: استمرار التحول في قطاع الطاقة رغم التباطؤ الاقتصادي" . ren21.net . 13 مايو 2009. مؤرشف من الأصل في 9 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه في 20 مايو 2010 .
- ↑ "مساكن من فئة الخمس نجوم - تنظيم البناء القائم على الأداء يحقق النتائج المرجوة" . Docstoc.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2012 .
- ↑ "المباني - فكّر بالتغيير" . Environment.gov.au. 1 نوفمبر 2010. مؤرشف من الأصل في 7 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 10 فبراير 2012 .
- ↑ إسرائيل ديل موندو وإيان ويلز (2005) اقتصاديات هدف الطاقة المتجددة الإلزامي (MRET) ، قسم الاقتصاد، جامعة موناش، أستراليا.
- ↑ الصين المتعطشة للطاقة ترحب بسخانات المياه الشمسية. مؤرشف بتاريخ 6 يناير 2016 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) يناقش مجموعة هيمين للطاقة الشمسية في ديتشو . مقال لوكالة رويترز، منشور علىموقع PlanetArk
- ↑ تقرير الوضع العالمي لعام 2011 الصادر عن شبكة سياسات الطاقة المتجددة للقرن الحادي والعشرين (REN21)
- ↑ بوتباييف، ر.؛ لوفيه، ي.؛ بيريرز، ب.؛ فوربو، س.؛ فاجين، ك. (2016-04-01). "أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية ذات التصريف العكسي: مراجعة" . الطاقة الشمسية . عدد خاص: التقدم في الطاقة الشمسية. 128 : 41-60 . Bibcode : 2016SoEn..128...41B . doi : 10.1016/j.solener.2015.10.050 . ISSN 0038-092X . S2CID 55264769 .
- ↑ غولاند، جون. "تسخين الماء باستخدام موقد الحطب" . woodheat.org . منظمة التدفئة بالحطب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 مارس 2012 .
- ↑ وونغ، بيل (28 يونيو 2011)، "مجتمع دريك لاندينغ للطاقة الشمسية" (ملف PDF) ، مجتمع دريك لاندينغ للطاقة الشمسية ، مؤتمر IDEA/CDEA للطاقة/التوليد المشترك للحرارة والطاقة 2011، تورنتو، الصفحات 1-30 ، مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 10 سبتمبر 2016 ، تم استرجاعه في 21 أبريل 2013
- ^ ويتروب ، ساني (14 يونيو 2015). "Verdens største damvarmelager indviet i Vojens" . مهندسين . مؤرشفة من الأصلي في 19 أكتوبر 2015.
- ↑ لين، ت. وأولسون، ك. (2002). "تسخين المياه بالطاقة الشمسية للمناخات الباردة: الجزء الثاني - أنظمة التصريف العكسي". مجلة هوم باور . 86 : 62-70 .
- ↑ "مجمع تسخين المياه بالطاقة الشمسية من DMOZ DIY" . Dmoz.org. 2010-05-03 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2012-06-23 .
{{cite web}}: CS1 maint: url-status ( link ) - ↑ معلومات تقنية متاحة عبر الإنترنت. "تسخين المياه بالطاقة الشمسية في العالم النامي" . Practicalaction.org. مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 فبراير 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يونيو 2012 .
- ↑ "أساسيات تسخين المياه بالطاقة الشمسية" . homepower.com . تم الاطلاع عليه في 1 أغسطس 2015 .
- ↑ نورتون، برايان (2013). تسخير الحرارة الشمسية . سبرينغر. ISBN 978-94-007-7275-5.
- 1 2 دبليو. إم. روسينو، جيه بي هارنيت، واي آي تشو (1998). دليل انتقال الحرارة، الطبعة الثالثة. ماكجرو هيل، شيكاغو، الولايات المتحدة الأمريكية.
- 1 2 3 4 5 6 7 سي. ماركن (2009). "جامعات الطاقة الشمسية: ما وراء الزجاج" . هوم باور . 133 : 70-76 . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 يناير 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أبريل 2013 .
- 1 2 د. لين (2003). "أساسيات تسخين المسابح بالطاقة الشمسية، الجزء 1". هوم باور . 94 : 70-77 .
- ↑ يونغ كيم؛ تايبوم سيو (2007). "مقارنات الأداء الحراري لمجمعات الطاقة الشمسية ذات الأنابيب الزجاجية المفرغة مع أشكال مختلفة لأنابيب الامتصاص". الطاقة المتجددة . 32 (5): 772. Bibcode : 2007REne...32..772K . doi : 10.1016/j.renene.2006.03.016 .
- ↑ شي يويان؛ يانغ شياوجي (1999). "سطح امتصاص انتقائي لأنابيب جامع الطاقة الشمسية المفرغة". الطاقة المتجددة . 16 ( 1-4 ): 632-634 . Bibcode : 1999REne...16..632S . doi : 10.1016/S0960-1481(98)00240-7 .
- ↑ صبيحة، م. أ.؛ سعيدور، ر.؛ مخليف، سعد؛ ماهيان، أميد (1 نوفمبر 2015). "التقدم وأحدث التطورات في جامعات الطاقة الشمسية ذات الأنابيب المفرغة". مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 51 : 1038-1054 . Bibcode : 2015RSERv..51.1038S . doi : 10.1016/j.rser.2015.07.016 .
- ↑ ترينكل، كريستوف؛ ويلفريد زورنر؛ كلاوس آلت؛ كريستيان ستادلر (21-06-2005). "أداء مجمعات الأنابيب المفرغة والمجمعات المسطحة فيما يتعلق بتحضير الماء الساخن المنزلي وتدفئة الغرف" (ملف PDF) . المؤتمر الأوروبي الثاني للطاقة الشمسية الحرارية 2005 (estec2005) . مركز التميز للهندسة الشمسية في جامعة إنغولشتات للعلوم التطبيقية . تاريخ الاسترجاع: 25-08-2010 .
- ↑ "الوقوع في المشاكل - الجزء الأول" . GreenBuildingAdvisor . 12 سبتمبر 2012.
- ↑ أ. فان هوتن (صنوفيشنز)، كيف تعمل مضخة السخان. مؤرشف بتاريخ 14 يناير 2011 في أرشيف الإنترنت.
- ↑ ويلفريد سي. سورنسن (1985) سخان المياه الشمسي ذاتي التكوين ، براءة اختراع أمريكية رقم 4607688.
- ↑ وصف مضخة الفقاعات على موقع bubbleactionpumps.com
- ↑ سي. شميدت؛ أ. غوتزبيرغر أ. (1990). "أنظمة تخزين مجمعات متكاملة أحادية الأنبوب مع عزل شفاف وعاكس حلزوني". الطاقة الشمسية . 45 (2): 93. Bibcode : 1990SoEn...45...93S . doi : 10.1016/0038-092X(90)90033-9 .
- ↑ م. سميث؛ ب. س. إيمز؛ ب. نورتون (2006). "سخانات المياه الشمسية ذات التخزين المتكامل للمجمعات". مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 10 (6): 503. Bibcode : 2006RSERv..10..503S . doi : 10.1016/j.rser.2004.11.001 .
- 1 2 م. سوليوتيس؛ س. كالوغيرو؛ ي. تريباناغنوستوبولوس (2009). "نمذجة سخان مياه شمسي يعمل بنظام التحكم الصناعي باستخدام الشبكات العصبية الاصطناعية وبرنامج TRNSYS". الطاقة المتجددة . 34 (5): 1333. Bibcode : 2009REne...34.1333S . doi : 10.1016/j.renene.2008.09.007 .
- ↑ ي. تريباناغنوستوبولوس؛ م. سوليوتيس؛ ت. نوسيا (1999). "أنظمة تخزين الطاقة الشمسية المتكاملة مع خزاني تخزين أسطوانيين". الطاقة المتجددة . 16 ( 1-4 ): 665-668 . Bibcode : 1999REne...16..665T . doi : 10.1016/S0960-1481(98)00248-1 .
- 1 2 د. لين (2003). "أساسيات تسخين المسابح بالطاقة الشمسية، الجزء 2". هوم باور . 95 : 60-67 .
- ↑ "كم سيسخن نظام تسخين حمام السباحة بالطاقة الشمسية حمام السباحة الخاص بي؟ "
- ↑ "الخرائط التفاعلية" . Sunbird.jrc.it. 30 أكتوبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2012 .
{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link ) - ↑ "حاسبة أداء لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتصلة بالشبكة" . Rredc.nrel.gov. مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 يناير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2012 .
- ↑ "الصفحة الرئيسية للمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)" . Nrel.gov. 6 فبراير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2012 .
- ↑ برامج شهادات SRCC . solar-rating.org
- ↑ ISO 9806-2:1995. طرق اختبار جامعات الطاقة الشمسية - الجزء 2: إجراءات اختبار التأهيل. المنظمة الدولية للتوحيد القياسي، جنيف، سويسرا
- ↑ هيلي، إتش إم (2007). "اقتصاديات الطاقة الشمسية". مجلة التوليد المشترك والتوليد الموزع . 22 (3): 35-49 . Bibcode : 2007CDGJ...22c..35H . doi : 10.1080/15453660709509122 .
- ١ ٢ ٣ ر. هـ. كروفورد؛ ج. ج. تريلوار؛ ب. د. إيلوزور؛ ب. إ. د. لوف (٢٠٠٣). "تحليل مقارن لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري لأنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية المنزلية". بحوث ومعلومات البناء . ٣١ (١): ٣٤-٤٧ . Bibcode : 2003BuRI...31...34C . doi : 10.1080/09613210210160800 . S2CID 111202685 .
- 1 2 3 سي. ماركن؛ ج. سانشيز (2008). "الخلايا الكهروضوئية مقابل تسخين المياه بالطاقة الشمسية: عائد استثمار الطاقة الشمسية البسيط" . هوم باور . 127 : 40-45 .
- ↑ حاسبة مبسطة لنظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية السكنية ، مركز فلوريدا للطاقة الشمسية (2007).
- ↑ ميلتون س. وكوفمان س. (2005). تسخين المياه بالطاقة الشمسية كاستراتيجية لحماية المناخ: دور تمويل الكربون . الأسواق الخضراء الدولية. أرلينغتون، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية
- ^ "اسكوم" . إسكوم . تم الاسترجاع 10 فبراير 2012 .
- ↑ "أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية ذات الأنابيب المفرغة من الهواء من هيلز سولار" . Enviro-friendly.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 فبراير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2012 .
- حزمة المنازل الموفرة للطاقة 1 2. environment.gov.au
- ↑ «هيئة تنظيم الطاقة الأسترالية تصدر تقريراً عن ارتفاع أسعار الكهرباء في جنوب أستراليا» . Aer.gov.au. 4 مارس 2008. مؤرشف من الأصل في 3 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 10 فبراير 2012 .
- ↑ ما هي تكلفة غلاية zonneboiler؟ أرشفة 2009-11-04 في آلة Wayback. vlaanderen.be30 أبريل 2008.
- ^ "Premies voor energiebesparende maatregelen | Vlaanderen.be: uw link met de overheid" . Vlaanderen.be. مؤرشفة من الأصلي في 27 أيلول (سبتمبر) 2011 . تم الاسترجاع 10 فبراير 2012 .
- ↑ "لا يوجد aspx | Electrabel" . Electrabel.be . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2012 .
- ↑ "الطاقة الشمسية من إس آر بي إيرث وايز لمنزلك" . Srpnet.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2012 .
- ↑ "الإعفاءات الضريبية الفيدرالية لكفاءة الطاقة : برنامج ENERGY STAR" . Energystar.gov. 2012-01-03. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2009-12-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2012-06-23 .
- ↑ "متوسط سعر التجزئة للكهرباء للمستهلكين النهائيين حسب قطاع الاستخدام النهائي، حسب الولاية" .
- ↑ "شرح أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية - الفوائد، والتكاليف، والوفورات، والأرباح، والملاءمة" . Energysavingtrust.org.uk . تاريخ الاسترجاع: 23 يونيو 2012 .
- ↑ "حاسبة تكلفة تشغيل الكهرباء | أسعار الكهرباء | تكاليف الكهرباء" . Ukpower.co.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-06-2012 .
- ↑ "أخبار عاجلة" . Toronto.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 19 يوليو 2011.
- ↑ سي. مارتن وم. واتسون (2001). منشور وزارة التجارة والصناعة رقم URN 01/1292. لندن، المملكة المتحدة
- ↑ "مضخات الطاقة الشمسية ذات التيار المستمر" . lainginc.itt.com . مؤرشف من الأصل في 19 يناير 2010. تم الاطلاع عليه في 5 نوفمبر 2010 .
- ↑ "ترشيحات جوائز VSK" [ تم ترشيح مضخة Laing ITT Ecocirc لجائزة VSK المرموقة في فئة التدفئة ] . bouwwereld.nl (باللغة الهولندية). 25 نوفمبر 2009. تم الاطلاع عليه في 5 نوفمبر 2010 .
- 1 2 3 ج. تسيلينجيريديس، ج. مارتينوبولوس، ون. كيرياكيس (2004). "الأثر البيئي لدورة حياة نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية المنزلية الحرارية مقارنةً بتسخين المياه بالكهرباء والغاز". الطاقة المتجددة . 29 (8): 1277. Bibcode : 2004REne...29.1277T . doi : 10.1016/j.renene.2003.12.007 .
- 1 2 ف. أردينتي؛ ج. بيكالي؛ م. سيلورا (2005). "تقييم دورة حياة جامع الطاقة الشمسية الحرارية: تحليل الحساسية، وموازنة الطاقة والبيئة". الطاقة المتجددة . 30 (2): 109. Bibcode : 2005REne...30..109A . doi : 10.1016/j.renene.2004.05.006 .
- ↑ إس آر ألين، جي بي هاموند، إتش حراجلي، سي آي جونز، إم سي ماكمانوس، وإيه بي وينيت (2008). "التقييم المتكامل للمولدات الصغيرة: الأساليب والتطبيقات". وقائع مؤسسة المهندسين المدنيين - الطاقة . 161 (2): 5، الشكل 1. Bibcode : 2008ICEE..161...73A . CiteSeerX 10.1.1.669.9412 . doi : 10.1680/ener.2008.161.2.73 . S2CID 110151825 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) صيانة CS1: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ "محاضرة هاورث عن الميثان في علم الأحياء الجغرافية 2019" https://www.eeb.cornell.edu/howarth/documents/Howarth_methane-Biogeo-lecture_2019-0301.pdf
- ↑ "مؤسسة تصنيف واعتماد الطاقة الشمسية - تصنيفات الأنظمة" . solar-rating.org . 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يونيو 2016 .
- ↑ "الامتثال لمتطلبات الطاقة المتجددة" . الحكومة الأسترالية، هيئة تنظيم الطاقة النظيفة. 2 يناير 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 سبتمبر 2014 .
- ↑ تحديث تقرير الحالة العالمية لمصادر الطاقة المتجددة لعام 2009 . Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit. ren21.net
- ↑ "تقرير الوضع العالمي للطاقة المتجددة لعام 2010" (ملف PDF) . REN21. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 20 أغسطس 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يونيو 2012 .
- 1 2 بارومتر الطاقة الحرارية الشمسية 2010 EurObserv'ER Systèmes solaires مجلة الطاقات المتجددة رقم 197، 5/2010
- ↑ فيرنر فايس وفرانز ماوثنر (مايو 2011). "الطاقة الشمسية الحرارية في جميع أنحاء العالم" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 12 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يونيو 2012 .
- ↑ فيرنر فايس وفرانز ماوثنر، أسواق الطاقة الشمسية الحرارية العالمية ومساهمتها في إمدادات الطاقة 2010. iea-shc.org
- ↑ مقياس الطاقة الشمسية الحرارية والطاقة الشمسية المركزة . EurObserv'ER رقم 209 (مايو 2012).
- ↑ ماوثنر، فرانز؛ فايس، فيرنر؛ سبورك-دور، مونيكا (يونيو 2015). "التدفئة الشمسية في جميع أنحاء العالم" (ملف PDF) . برنامج التدفئة والتبريد بالطاقة الشمسية التابع للوكالة الدولية للطاقة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أبريل 2017 .
- ↑ ماوثنر، فرانز؛ سبورك-دور، مونيكا (مايو 2021). "التدفئة الشمسية في جميع أنحاء العالم" (ملف PDF) . برنامج التدفئة والتبريد بالطاقة الشمسية التابع للوكالة الدولية للطاقة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يناير 2025 .
- ↑ ماوثنر، فرانز؛ سبورك-دور، مونيكا (مايو 2022). "التدفئة الشمسية في جميع أنحاء العالم" (ملف PDF) . برنامج التدفئة والتبريد بالطاقة الشمسية التابع للوكالة الدولية للطاقة . تاريخ الاسترجاع: 19 يناير 2025 .
- ↑ ماوثنر، فرانز؛ سبورك-دور، مونيكا (مايو 2023). "التدفئة الشمسية في جميع أنحاء العالم" (ملف PDF) . برنامج التدفئة والتبريد بالطاقة الشمسية التابع للوكالة الدولية للطاقة . تاريخ الاسترجاع: 19 يناير 2025 .
- ↑ سوق الطاقة الشمسية الحرارية في أوروبا 2010: الاتجاهات وإحصاءات السوق، ESTIF 6/2011
- ↑ يشهد سوق الطاقة الشمسية الحرارية نمواً قوياً في أوروبا 2009 (ESTIF 2010)
- ↑ يشهد سوق الطاقة الشمسية الحرارية نمواً قوياً في أوروبا 2008 (ESTIF 5/2009)
روابط خارجية
- أجهزة التدفئة المنزلية
- التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
- الطاقة الحرارية الشمسية
- الطاقة المستدامة
- بناء مستدام
- الطاقة المتجددة
