ღ♥乂♥ღ السخان الشمسى آلية التشغيل وكيفية صناعته منزليا ღ♥乂♥ღ

[محمد محمود بدر]

مع اتجاه الحكومات المتعاقبة على مصر للحديث بشكل متكرر عن هيكلة دعم الطاقة خلال الفترة القادمة، وما يترتب عليه من ارتفاع لأسعار الكهرباء، بالإضافة لتزايد الاهتمام بالطاقة الجديدة والمتجددة، بدأت بعض الأسر المصرية تبحث عن بدائل تقلل من قيمة الفواتير التى تتحملها تلك الأسر، واتجهت لتركيب السخانات الشمسية التى تخفض من استهلاك.





الإقبال على السخانات الشمسية بدأ منذ عام 2011، مع زيادة وتيرة انقطاع الكهرباء، بالإضافة إلى كثرة حديث المسئولين عن هيكلة دعم الطاقة، وما يترتب عليه من ارتفاع لأسعار الكهرباءوتشير الاحصائيات الى انه من بين كل 10 أفراد فى مصر، يستفسر خمسة عن السخانات الشمسية، ويُظهر اثنان اهتمامهما بها، فى حين يكون شخص واحد فقط جريئا يشترى السخان بالفعل .



وبحسب شركات الطاقة ، فإن السخانات الشمسية توفر نحو 90% من إجمالى فاتورة التسخين الخاصة بالمنازل، ويضرب منسق مبيعات شركة مثلا، بصاحب فيللا كان لديه 6 سخانات كهربائية وبلغت فاتورة الكهرباء الخاصة به نحو 6 آلاف جنيه شهريا، فقام بتركيب السخانات الشمسية فانخفضت فاتورة الكهرباء الخاصة به إلى نحو 2.5 ألف جنيه.



ويحتاج السخان الشمسى مساحة لا تقل عن 5 أمتار مربع لتركيبه على أسطح المنازل والعمارات، «أصحاب المبانى الأقل عددا فى الأدوار مثل الفيللات هما الأكثر استفادة من السخانات الشمسية»، وفقا لمنسق مبيعات ، فكلما ارتفعت الأدوار كلما اضطر المواطن إلى تركيب أنظمة للمحافظة على كفاءة السخانات، ووحدات إلى المحافظة على درجة حرارة المياه التى تم تسخينها»، .



يبدأ سعر السخان الشمسى من 5 آلاف جنيه ليصل إلى 20 ألف جنيه للمنازل ،و يتم حساب سعر السخان الشمسى بناء على احتياجات الأفراد من المياه الساخنة، حيث أثبتت الدراسات ان الفرد يحتاج ما يصل إلى 100 لتر من المياه الساخنة يوميا ، و اقل السخانات توفر 40 لترا من المياه الساخنة بدرجة حرارة تتراوح ما بين 50 إلى 90 درجة مئوية، و كلما زاد عدد اللترات المطلوبة كلما ارتفعت قيمة السخان، وكذلك زاد عدد وحدات التخزين



وخزان المياه الواصل بالسخان الشمسى مغلف بطبقة من العازل الحرارى، للمحافظة على درجة حرارة المياه


لابد من صيانة السخانات الشمسية بشكل دوري، وذلك للمحافظة عليها، زيادة العمر الافتراضى لهاو العمر الافتراضى لوحدات تخزين المياه تصل إلى 5 أعوام، فى حين يصل العمر الافتراضى لوحدة التسخين إلى 10 أعوام، ومع انتهاء العمر الافتراضى لأى وحدة من المفترض استبدالها كماان المياه والعوامل الجوية بمصر تساهم فى تلف الخزانات يتكلف تغيير الخزان نحو ألفين جنيه، ولكن مع الالتزام بدورات لصيانة، من الممكن زيادة العمر الافتراضى للسخانات والخزانات لمدة عامين إضافيين

يتبع

[محمد محمود بدر]

اساسيات
تنتقل الطاقة الحرارية ( الحرارة ) من الاجسام الاكبر درجة حرارة الى الاقل بعدة طرق

• التوصيل (conduction) وهو انتقال الحرارة عبر جزيئات الجسم ... مثل احساسك بحرارة ملعقة الشاي التي تنتقل الحرارة خلال معدنها بالتوصيل من الشاي الساخن الى يدك ... تختلف المواد في خصائص التوصيل الحراري من المواد جيدة التوصيل مثل كل المعادن ... الى المواد رديئة التوصيل مثل الخشب والمواد العازلة والملابس .
• الحمل (convection) وهو انتقال الحرارة عبر وسيط ( وعادة ما يكون الهواء او الماء) ... مثل انتقال الحرارة من الموقد الى وعاء التسخين اعلى الموقد ... فالحرارة تسخن الهواء الذي يسخن الوعاء ... ويلاحظ هنا ان الهواء الساخن يتجة دائما الى اعلى وذلك بسبب انخفاض كثافتة ( بسبب ارتفاع درجة حرارته ) .
• الاشعاع (radiation) . كل الاجسام ( بدرجة حرارة فوق الصفر المطلق - 273) تصدر موجات كهرومغناطيسية تنتقل عبر الفضاء ( لامادة ) . تستقر درجة حرارة الجسم المشع حين يتساوى ما تستقبلة من اشعاع مع ما تبعثة . تختلف خصائص الاجسام مع الاشعاع من الاجسام المعتمة والتي تمتص 100% من الاشعاع الساقط الى الاجسام العاكسة والتي تعكس 100% من الاشعاع الساقط عليها ... الاجسام السوداء الغير لامعة هي الانسب لامتصاص الاشعة ... المرايا تعكس الاشعة ... الاجسام الشفافة ( الزجاج ,الهواء ) تمرر الاشعة .

انتقال الحرارة من جسم الى محيطة ( او العكس ) يتم بأحد الطرق السابق ذكرها ... ولكن في الاغلب يتم بتراكب طريقتين او اكثر ... بعض العمليات يلزمها انتقال الحرارة بمعدل سريع وبعضها الاخر يلزمها الحد من انتقال الحرارة ...


معدل انتقال الحرارة من جسم الى محيطة يعتمد على

• فرق درجة الحرارة بين الجسم ومحيطة ... فكلما زاد الفرق زاد معدل الانتقال ... فكوب الشاي يفقد ال10درجات الاولى في ثواني ... بينما يفقد ال10 التالية في زمن اكبر ... وال10 التالية في زمن اكبر واكبر
• مساحة سطح التبادل الحراري ... كاما زادت زاد معدل الانتقال ... فالماء المغلي يبرد في صينية مسطحة بمعدل اكبر منة في براد الشاي
• المعامل العام للانتقال الحراري ... وهذا رقم يعتمد على شكل سطح الانتقال ... الوسط المحيط ... سمك جدار الوعاء ومادتة ... واشياء اخرى ... يمكننا ان نسمي هذا المعامل بمعامل العزل ... فمثلا يلزمنا في سخان المياة الشمسي ان نزيد العزل على جدران خزان المياة لمنع الحرارة من التسرب خارجا ... بينما في المجمع نحافظ على الزجاج نظيفا كي يسمح لشعاع الشمس بالنفاذ .

كيف تصنع سخان المياة الشمسي بايجاز
( سوف يتم شرحه بالتفصيل لاحقا )

السخان الشمسي : من ابسط تطبيقات الطاقة الشمسية وأكثرها كفاءة
تعتمد الفكرة على :

• تستقبل اشعة الشمس على مجمع معدني , فتسخن المياة في المجمع
• تصعد المياة الساخنة الى اعلى (بسبب انخفاض كثافتها عن المياة الباردة ) من خلال ماسورة توصيل الى خزان المياة الساخنة
• تستمر الدورة الطبيعية للمياة ( تأثير السيفون الحراري ) الى ان تتساوى درجة حرارة المياة في جميع اجزاء الدورة وتصل الى حدها الاقصى ( 73درجة مئوية) تقريبا ( في بلادنا العربية )
• تبدأ دورة التسخين تلقائيا عند بدئ استعمال المياة الساخنة (نهارا )

سؤال : هل يمكن ان يكون مجمع الطاقة الشمسية في مستوى اعلى من خزان المياة الساخنة ؟

الجواب : لا طبعا لأن ذلك لن يسمح بعمل دورة المياة الطبيعية (تأثير السيفون الحراري)

[محمد محمود بدر]

ابدأ صناعة سخانك




مكونات السخان

يتكون السخان من جزئين اساسيين

1 : خزان للمياة , وتستطيع ان تدبرة من اي موادمتوفرة , صاج او بلاستك بسعة من80 الى 100 لتر ويجب ان يعزل وبأي مواد عزل متوفرة بما في ذلك الملابس القديمة . البراميل القياسية غالبا ما تكون نسبة الارتفاع الى القطر هي 2 : 1 اذن ارتفاع خزانك سيكون اقل قليلا من 80 سم ( سوف نناقش تفاصيل اكثر لاحقا )
2 :مجمع الطاقة , بمساحة 1.3 م مربع



يمكن استعمال خراطيم الري في توصيل المجمع بالخزان ويراعى توصيل النقطة العليا من المجمع ( الخارج الساخن ) بوصلة الخزان الممتدة الى اعلاه وتوصيل النقطة السفلى من المجمع ( الداخل البارد ) بوصلة الخزان القصيرة




يفضل عزل الوصلات بين المجمع وخزان المياة الساخنة
عادة ما يركب السخان الشمسي على اسطح المنازل , وعادة ما يكون هنالك خزانات للمياة على اسطح المنازل , فلو رفع خزان المياة قليلا ليغذي السخان الشمسي لعمل ذلك على توفير الكثير , لان ذلك سيقلل الضغط في شبكة السخان الشمسي وبالتالي امكان استعمال مواد اخف في كل اجزاء السخان الشمس



كيف تقدر حجم سخانك ؟

• الشمس تعطي في منطقتنا العربية فيض طاقة = 1كيلووات / المتر المربع ...
• كفاءة سخان المياة الشمسي ( للمبتدئ ) = 50%
• اذن فأنت بحاجة لمساحة مجمع = 2 متر مربع لتكافئ سخان مياة كهربائي بقدرة 1 كيلووات
• سخان مياة شمسي بمجمع مساحتة 1.3 متر مربع يكافئ سخان كهربائي بقدرة 650 وات تقريبا
• سخان مياة شمسي بمساحة مجمع 1.3 متر مربع ... تسقط علية اشعة الشمس لمدة 5 ساعة يوفر طاقة كهربية = 3.25 كيلووات.ساعة

انتباة ... نقاط يجب مراعاتها

• احكام التساق الزجاج مع الصندوق وسد كل ثغرات تسرب الهواء بأشرطة لاسقة ... يقلل من تسرب الهواء الساخن (تيارات الحمل) الى الجو وبالتالي يرفع كفاءة السخان . يمكنك استخدام رقائق البلاستك الشفاف عوضا عن الزجاج ويراعى احكام لسقة الى الصندوق .
• زيادة سمك مواد العزل ... يرفع كفاءة السخان .
• حفظ الزجاج نظيفا يزيد نفاذيتة وبالتالي يرفع الكفاءة .
• اشعة الشمس تسخن قطعة الصاج ... تنتقل الحرارة من قطعة الصاج الى الانابيب ومن الانابيب الى الماء ... ولذا يجب الحرص على عمل اكبر مساحة التساق بين الانابيب وقطعة الصاج ... افضل النتائج يعطيها اللحام ... لحام القصدير ممكن ... كما يمكن عمل مجاري بقطر مناسب لتحتوي نصف قطر مواسير النصف بوصة

[محمد محمود بدر]

السخان الشمسى



مصر من الدول التي حباها الله بالشمس طوال العام لذا من الواجب علينا ان نستغل هذه الطاقة المنعدمة التكاليف وخاصة بعد ظهور مشاكل الكهرباء وارتفاع الأسعار الخاصة بالبنزين والسولار والبوتجاز
لقد كان الأمل في الحكومة لتدعيم وتسهيل استغلال الطاقة الشمسية لكن للأسف لو انتظرنا الحكومة أن تسهل لنا كل شيء لن نصل الى نتيجة



ما هو السخان الشمسى



السخان الشمسى هو فكرة بسيطة جدا وسهل جدا تنفيذها ويعتمد على تحويل الطاقة الشمسية الى طاقة حرارية بطريقة طبيعية بدون استهلاك أي وقود و مصادر معينة ومحاولة الاحتفاظ بهذه الطاقة للاستفادة منها في الأوقات التي لا يكون فيها شمس ويتكون من جزئين رئيسين وهما :
الأول : المجمع الشمسى الذى يقوم بتجميع الحرارة من الشمس
الثانى : الخزان الذى نقوم بتخزين المياه الساخنة به ويتم عزله بإحدى طرق العزل وسنستخدم ارخصها على الاطلاق وهى عزله عن طريق نشارة الخشب


آلية العمل


عندما تكون الشمس على المجمع الشمسى تقوم بتسخين المياه بداخل المواسير وعندما تسخن المياه تقل كثافتها وتنتقل الى الأعلى ليحل محلها من الخزان مياه بارده أقل منها في الحرارة وهذه الدورة طبيعية ومستمرة حتى تصل درجة حرارة المياه في الخزان الى درجات عالية


لهذا يتم عزل الخزان عزلا جيدا حتى نستطيع ان نحافظ على هذه المياه الساخنة لاستخدامها في فترة الليل فتظل محفوظة وبهذا يكون الخزان مثل الترمس الذى يحفظ الشاي حتى ثاني يوم ونظل نستهلك هذه المياه الساخنة حتى تشرق الشمس مرة أخرى وهكذا
وبهذه الكيفية أيا منا يمتلك مهارات متوسطة ممكن أن يقوم بتصنيع هذا السخان بنفسه وفى هذا تقليل للتكلفة ويتم الاستفادة به
السخان الجاهز سعة 150 لتر مكعب ماء ساخن يتم بيعه في حدود من 3000 جنيه فما فوق وما سنقوم بتصنيعه لا يتعدى 600 جنيه على أقصى تقدير وسعته لن تقل عن 200-300 لتر مكعب حسب سعة الخزان


التكلفة بالتقريب


المبلغ بالتقريب البيان
45***** لوح ابلاكاج 220×120سم
80***** 2 لوح خشب 1 بوصة سمك 10 سم
50 ***** ورق الومونيوم " فويل "
180 ***** 6 ماسورة بولى 4/3 بوصه
48 ***** 16 مشترك لحام 4/3 بوصه
80 *****برميل " الخزان الداخلى "
***** لوح استانلس لعزل السخان من الخارج
*****بلاستيك مقوى شفاف او لوح زجاج
***** نشارة خشب
*****مسامير وبرشام وبوية بريمر وبويه سوداء