کلکتور خورشیدی چیست؟

 
کلکتور حرارتی خورشیدی (به لاتین: Solar thermal collector) بخشی جدایی ناپذیر از سیستم گرمایش خورشیدی است. این قسمت نور خورشید را جذب می کند و گرما را به سیال منتقل می کند. کلکتور خورشیدی باید دارای خواص انتقال حرارت خوب، هدایت حرارتی و ضریب جذب بالا، ضریب انتشار کم و پایدار در دماهای بالا باشد. همچنین باید در برابر خوردگی داخلی و خارجی مقاوم باشد. بازده کلکتور کاملاً به شرایط و متریال استفاده شده در ساخت آن بستگی دارد. به طور کلی کلکتور خورشیدی یک مبدل حرارتی است که انرژی خورشیدی را به گرما تبدیل می کند. در مبدل های معمولی، انرژی از یک سیال به سیال دیگر منتقل می شود، اما در کلکتورهای خورشیدی، انرژی توسط تابش به سیال منتقل می شود.

کلکتور خورشیدی تخت

کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت محبوب ترین و پرکاربردترین مدل کلکتور خورشیدی هستند. این مدل از کلکتورهای خورشیدی به دلیل نصب آسان و هزینه کم، محبوبیت بیشتری نسبت به سایر مدل های آبگرمکن خورشیدی دارد. کلکتورهای تخت قادر به تولید دمای تقریباً 100 درجه سانتیگراد هستند و با دریافت تابش مستقیم و پراکنده خورشید به این دما می رسند. عموماً مکانیزم ردیابی خورشیدی برای این نوع کلکتورها در نظر گرفته نشده است و با جهت گیری مناسب به صورت دائمی نصب می شوند. کلکتورهای تخت معمولاً از یک یا چند لایه محافظ با یک فاصله هوا بین آنها و یک قالب و جاذب اصلی تشکیل شده است.

کلکتور تخت Flat Plate Collector ساده ترین و رایج ترین نوع کلکتور است. ساختار آن به شکل یک جعبه مستطیل شکل است که داخل آن یک صفحه مکنده ساخته شده از مس یا آلومینیوم با پوششی از رنگ خاص است. رنگ این ورق همیشه تیره است و دارای لایه خاصی است که می تواند ضریب جذب انرژی را به حداکثر برساند و ضریب انتشار را به حداقل برساند. اساساً کلکتور غیر متمرکز کننده ای می باشد که سطح جاذب آن مسطح است.

لوله های مسی کوچک به صفحه جاذب جوش داده می شوند که از طریق آن آب یا سیال انتقال حرارت جریان می یابد. کلکتور برای کاهش تلفات حرارتی عایق بندی شده است. سطح جعبه با پلاستیک شفاف یا شیشه پوشانده شده است. برای دستیابی به دمای بالا، صفحات و لوله ها را در یک جعبه بسته با روکش شیشه ای قرار می دهند. با استفاده از اثر گلخانه ای می توان حرارت بیشتری را ذخیره کرد.

اجزای اصلی یک کلکتور تخت

• صفحه جاذب
• شیشه
• عایق
• قاب
• کلکتور

کاربردهای کلکتور خورشیدی

نصب کلکتورهای خورشیدی در منطقه ای با شدت تابش بالا و روزهای طولانی بسیار مهم است. این دستگاه ها را می توان به راحتی برای گرمایش آب گرم خانگی در منازل شخصی، ساختمان هتل ها و تاسیسات شهری مانند مراکز ورزشی و استخرهای شنا برای استفاده از آب گرم نصب کرد. تاسیسات تجاری صنعتی بزرگ و با ظرفیت بالا از این فناوری برای تولید آب تصفیه شده استفاده می کنند. علاوه بر کارخانجات آب شیرین کن، انرژی خورشیدی برای تولید آب گرم به عنوان خوراک برای یک کارخانه تصفیه حرارتی استفاده می شود. به طور کلی این دستگاه ها دستگاه های مفیدی برای تولید آب گرم هستند. دماهای بالاتر با به حداقل رساندن ضریب انتقال حرارت کلی (U) کلکتور به دست می آید. در واقع با کاهش مقدار ضریب انتقال حرارت کلی، دمای سطح را افزایش می دهد.

کلکتورهای خورشیدی مورد استفاده در فرآیندهای حرارتی (محدوده تا 150 درجه سانتیگراد) باید به دمای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد برسند. بنابراین، تمام اجزای کلکتور حرارتی، مانند پوشش های جذب انتخابی برای محیط جذب سیاه، مواد عایق برای پشت جاذب، باید قادر به تحمل دماهای بالا باشند. بنابراین تمام اجزای کلکتور حرارتی مانند لایه های جذب انتخابی محیط جذب سیاه رنگ و مواد عایق پشت جاذب باید قادر به تحمل دمای بالا باشند.

سخن پایانی

کلکتور خورشیدی جایگزین تمیزتر و پایدارتری برای منابع سوخت سنتی مانند گاز، نفت و زغال سنگ است. می توان از آن برای گرم کردن آب برای مصارف خانگی مانند دوش گرفتن، شستشو و ظرفشویی و همچنین برای گرم کردن خانه استفاده کرد. این سیستم همچنین می تواند در تنظیمات صنعتی برای گرمایش فرآیند یا تولید بخار برای تولید برق مورد استفاده قرار بگیرد. به طور کلی، کلکتور خورشیدی یک سیستم حرارتی خورشیدی کارآمد، قابل اعتماد و مقرون به صرفه است که مزایای زیادی دارد. هزینه های انرژی را کاهش می دهد، اثرات زیست محیطی را کاهش می دهد و ارزش ملک شما را بالا می برد. با کلکتور خورشیدی می توانید از مزایای بی شمار انرژی خورشیدی بهره ببرید و گامی به سوی آینده ای پایدارتر بردارید.