آبگرمکن خورشیدی

خورشید نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلکه سرآغاز حیات و منشأ تمام انرژی های دیگر می باشد. شناخت انرژی خورشید و استفاده از آن برای منظورهای مختلف، به زمان ما قبل تاریخ برمی گردد.

با وجود این که انرژی خورشید و مزایای آن در قرون گذشته به خوبی شناخته شده بود، ولی بالا بودن هزینه اولیه سیستم های خورشیدی از یک طرف و عرضه نفت و گاز ارزان از طرف دیگر سد راه پیشرفت این سیستم ها شده بود تا این که افزایش قیمت نفت در سال 1973 باعث شد که کشورهای پیشرفته صنعتی مجبور شوند به مسئله تولید انرژی از راه هایی غیر از سوخت های فسیلی توجه بیشتری نمایند.

در حال حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستم های مختلف و برای مقاصد گوناگون استفاده می شود.

کاربردهای انرژی خورشید شامل دو گروه می باشد.

کاربردهای نیروگاهی
تاسیساتی که با استفاده از آن ها انرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل می شود، نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می شوند.

کاربردهای غیر نیروگاهی

از انرژی خورشید غیر از کارهای نیروگاهی می توان استفاده های زیاد دیگری نیز نمود مانند:

الف: آب گرمکن خورشیدی: تولید آب گرم مصرفی ساختمان ها از اقتصادی ترین روش های استفاده از انرژی خورشیدی است می توان از انرژی حرارتی خورشید جهت تولید آب گرم منازل و اماکن عمومی استفاده کرد. در ایران نیز تعداد زیادی آب گرمکن و حمام خورشیدی در حال کار می باشند.
ب: تهویه مطبوع خورشیدی: برای گرمایش و سرمایش ساختمان ها
پ: آب شیرین کن خورشیدی
ت: خشک کن مواد غذایی خورشیدی
ث: اجاق های خورشیدی برای پخت و پز

ساده ترین آب گرمکن خورشیدی از یک گرد آور (کلکتور) تخت و یک مخزن ذخیره آب تشکیل شده است. شرایط نصب این آب گرمکن نیز به صورت زیر است.
برای این که آب گرمکن بتواند به صورت مناسب کار کند، باید قسمت فوقانی گرد آور (کلکتور) پایین تر از قسمت تحتانی مخزن ذخیره قرار گیرد و حداقل زاویه کلکتور نسبت به سطح زمین حدود 20 درجه رو به جنوب انتخاب شود.

طرز کار

در آب گرمکن خورشیدی ابتدا مخزن آب گرم، با آب سرد ورودی پر می شود. آب داخل لوله های گردآور (کلکتور) هنگامی که خورشید به سطح آن می تابد به تدریج گرم می شود.
گرم شدن آب باعث می شود تا حجم آن زیاد شود. چون جرم آب ثابت می ماند و حجم آن افزایش می یابد، چگالی آن کاهش پیدا می کند. با کاهش چگالی، آب گرم در داخل لوله های کلکتور یه سمت بالا حرکت خواهد نمود. این آب گرم شده در نهایت به مخزن ذخیره آب گرم خواهد رسید و جای آب های سرد داخل آن را خواهد گرفت. آب سرد داخل مخزن نیز به وسیله یک لوله دیگر به پایین قسمت کلکتور راه می یابد و جای آب گرم خروجی را پر می کند. این عمل تا جایی که انرژی خورشید برای گرم کردن آب کفایت کند، ادامه خواهد یافت.

برترین های گرایش آبگرمکن خورشیدی دهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی در جدول زیر معرفی می گردد.

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: یگانه داودی

تنظیم: مرجان سلیمانیان