المقدمة
مجمعات الطاقة الشمسية (Solar Collectors) هي أجهزة مصممة لامتصاص الأشعة الشمسية وتحويلها إلى طاقة حرارية، والتي تُستخدم بعد ذلك في التدفئة أو توليد الكهرباء أو تسخين المياه. تعتمد هذه المجمعات على مبادئ فيزيائية بسيطة لكنها فعالة، مما يجعلها حلاً مستدامًا للطاقة المتجددة.
أنواع مجمعات الطاقة الشمسية
1. المجمعات المسطحة (Flat-Plate Collectors)
هي الأكثر شيوعًا وتتكون من:
- لوح امتصاص (Absorber Plate): عادةً ما يكون معدنيًا (نحاس أو ألومنيوم) ومطليًا بطبقة داكنة لزيادة امتصاص الحرارة.
- غطاء زجاجي (Glazing): يحبس الحرارة ويقلل الفقد الحراري.
- أنابيب مائية (Tubing): تمر فيها سوائل (ماء أو مضاد للتجمد) لنقل الحرارة.
- عزل حراري (Insulation): يقلل تسرب الحرارة من الخلف.
طريقة العمل:
- تمتص اللوحة أشعة الشمس وتحولها إلى حرارة.
- تسخن السوائل داخل الأنابيب.
- تُنقل الحرارة إلى خزان تخزين أو نظام تدفئة.
2. المجمعات الأنبوبية المفرغة (Evacuated Tube Collectors)
تتكون من أنابيب زجاجية مفرغة من الهواء لتقليل فقدان الحرارة، وتُستخدم في المناخات الباردة بسبب كفاءتها العالية.
3. مجمعات التركيز (Concentrating Collectors)
تُستخدم مرايا أو عدسات لتركيز أشعة الشمس على مساحة صغيرة، مما يرفع درجة الحرارة بشكل كبير. تُستخدم غالبًا في محطات الطاقة الشمسية الحرارية.
كيفية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة قابلة للاستخدام
- الامتصاص: تمتص الألواح أو الأنابيب الطاقة الشمسية.
- النقل الحراري: تنتقل الحرارة إلى سائل (ماء أو زيت).
- التخزين أو التحويل:
- في أنظمة التدفئة، يُخزن الماء الساخن في خزانات.
- في أنظمة الطاقة الحرارية، يُستخدم البخار لتشغيل توربينات توليد الكهرباء.
فوائد مجمعات الطاقة الشمسية
✅ توفير الطاقة: تقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري.
✅ صديقة للبيئة: لا تنتج انبعاثات ضارة.
✅ تكاليف تشغيل منخفضة: بعد التركيب، تحتاج إلى صيانة بسيطة.
