تحقیق درباره آبگرمکن های خورشیدی و مزایا و معایب آن

آبگرمکن خورشیدی چگونه کار می‌کند؟ مزایا و معایب آن

در ادامه با آبگرمکن های خورشیدی و انواع آن از کتاب علوم تجربی هفتم آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.

آبگرمکن خورشیدی چیست؟

آبگرمکن‌های خورشیدی (Solar Water Heaters) دستگاه‌هایی هستند که از انرژی خورشید برای گرم کردن آب استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها به منظور تولید آب گرم برای مصارف مختلف مانند حمام، آشپزی و سیستم گرمایشی طراحی شده اند. آبگرمکن‌های خورشیدی از صفحه های خورشیدی (Solar Collector) و مخزن آب برای ذخیره‌سازی آب گرم تشکیل شده‌اند.

آبگرمکن خورشیدی چگونه کار می‌کند؟

۱- جذب انرژی توسط کلکتور خورشیدی (Solar Collector): این بخش اصلی آبگرمکن خورشیدی است. معمولاً شامل یک صفحه شیشه‌ای (یا صفحه‌های شیشه‌ای) است که به طور معمول در بالای آن لوله‌هایی قرار دارند. شعاع‌های خورشیدی وارد این صفحه‌ها می‌شوند و انرژی خورشیدی به داخل لوله‌ها منتقل می‌شود. لوله‌ها از جنس موادی مثل مفتول مسی یا لوله‌های شیشه‌ای خاص ساخته می‌شوند تا حرارت را به آب منتقل کنند.

۲- جمع شدن آب گرم در مخزن: آبی که از طریق لوله‌ها به دست آمده و گرم شده است، به یک مخزن آب منتقل می‌شود. این مخزن معمولاً محلی است که آب گرم ذخیره می‌شود و به صورت مداوم برای مصرف در دسترس است.

۳- استفاده در سیستم گرمایش: آب گرم شده از مخزن می‌تواند به صورت مستقیم به سیستم گرمایش منزل و یا به عنوان آب گرم برای حمام و آشپزی استفاده شود.

مزایای آبگرمکن‌های خورشیدی

۱- صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی: چرا که از انرژی خورشید برای گرم کردن آب استفاده می‌کنند، مصرف برق و گاز برای گرمایش آب کاهش می‌یابد و هزینه‌های انرژی پایین‌تری به دست می‌آید.

۲ – حفظ محیط زیست: کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به دلیل کاهش نیاز به سوخت‌های فسیلی.

۳- پایداری مصرف انرژی: تا زمانی که خورشید در دسترس باشد، انرژی خورشیدی وجود خواهد داشت.

معایب آبگرمکن‌های خورشیدی

۱- هزینه نصب اولیه: نصب یک آبگرمکن خورشیدی هزینه زیادی دارد و نیاز به سرمایه‌گذاری ابتدایی دارد. اما در طولانی‌مدت، به دلیل صرفه‌جویی در انرژی، این هزینه‌ها بازگشت خواهد داد.

۲- تأثیرات نوسانات آب و هوا: آبگرمکن‌های خورشیدی به تأثیرات آب و هوا و فصول سال حساس هستند و در مناطق با آب و هوای ابری و بارانی کارایی کمتری دارند.

۳ – فضای بزرگ مورد نیاز: نصب سیستم‌های آبگرمکن خورشیدی نیاز به فضای بزرگی دارد، به خصوص برای صفحه های خورشیدی بزرگتر.

مراقبت

تعمیر و نگهداری: آبگرمکن‌های خورشیدی نیاز به تعمیر و نگهداری دوره‌ای دارند. شیشه‌ها باید تمیز شده و لوله‌ها باید بررسی شوند تا از کارایی خوبی برخوردار باشند.

محل نصب مناسب: آبگرمکن‌های خورشیدی باید در مکانی نصب شوند که دسترسی به نور خورشید را در طول روز فراهم کند. به عنوان مثال، آنها باید در جهتی قرار گیرند که به سمت جنوب باشد (در نیمکره شمالی) تا از حداکثر میزان اشعه خورشیدی بهره‌برداری شود.

تعویض قطعات: برخی قطعات مانند شیرآلات و لوله‌ها ممکن است نیاز به تعویض دوره‌ای داشته باشند تا کارایی سیستم حفظ شود.

نتیجه

به طور کلی، آبگرمکن‌های خورشیدی از نظر محیطی و اقتصادی بسیار مفید هستند و به صرفه‌جویی در انرژی و هزینه‌ها منجر می‌شوند. قبل از نصب یک سیستم آبگرمکن خورشیدی، بهتر است با متخصصان مشورت کرده و نیازها و شرایط خود را بررسی کنید تا بهترین نوع سیستم را انتخاب کنید.

سوال:

علت مارپیچ بودن لوله های آبگرمکن خورشیدی چیست؟

لوله‌های آبگرمکن خورشیدی به شکل مارپیچ خم می‌شوند تا افزایش سطح تماس با نور خورشید داشته باشند. این شکل خمیده باعث می‌شود نور خورشیدی بیشتری بر روی سطح لوله‌ها تابانده شود و بنابراین بیشترین انرژی از نور خورشید را جذب کنند.

این افزایش در جذب انرژی خورشیدی به افزایش دمای مایع حرارتی درون لوله‌ها منجر می‌شود، که در نتیجه به گرم کردن آب مورد استفاده می‌پردازد. به طور خلاصه، شکل مارپیچ لوله‌ها باعث بهره‌وری بیشتر و افزایش کارایی آبگرمکن خورشیدی می‌شود.

تحقیق در مورد انرژی خورشیدی🌞

اختصاصی-دانشچی