كيف تصنعها بنفسك سخان شمسي بسيط للماء

بمناسبة فصل الشتاء والبرد الشديد

تعد المنطقة العربية من أغنى المناطق في العالم بالطاقة الشمسية لكن تبقى هذه الطاقة مهدرة و غير مستغلة في منطقتنا , بالطبع التكلفة العالية للخلايا و السخانات الشمسية التي تقدمها الشركات هي من أهم أسباب العزوف عن إستغلال تلك الطاقة المجانية الرائعة .
بما إنني من مشجعي الطاقة الخضراء فقد بحثت في نظرية عمل أحد التطبيقات البسيطة للطاقة الشمسية و هي السخانات الشمسية و كيفية تصميمها في المنزل دون الحاجه لشراء سخانات بتكلفة باهظة . السخانات الشمسية أو المجمعات الشمسية هي أحد أهم الإستخدامات المباشرة للطاقة الحرارية القادمة من الشمس

تعود فكرة إستخدام السخانات الشمسية إلى ما قبل عام 1900 ميلادية في الولايات المتحدة الأمريكية و قد زاد الإهتمام بإستخدام السخانات الشمسية كمورد بديل للطاقة خلال أزمة عام 1973

تعتبر قبرص و الكيان الصهيوني أكبر مستخدمين للطاقة الشمسية بالنسبة لعدد الأفراد ففي الكيان الصهيوني يصل نسبة المنازل التي تستخدم الطاقة الشمسية في 85% أي 3% من إستخدامهم للطاقة و يوفر هذا أكثر من مليوني برميل بترول سنوياً و هو المعدل الأعلى في العالم .

فكرة عمل السخانات الشمسية :

لصناعة سخان شمسي لابد و أن كون ملماً بمبدأ عمله قبل أن تتعلم طريقة صناعة السخان الشمسي ذاتها

السخانات الشمسية سواء أكنت ترغب في إستخدامها لتسخين الماء أو تدفئة الهواء في فصل الشتاء فنظرية العمل واحدة و هي تجميع أكبر قدر من الحرارة و تقليل الهدر فيها ثم تمريرها للوسيط الذي ترغب في تسخينه لتستخدمه في أغراضك سواء أكان الهواء أم الماء مع بعض الإاختلافات في طريقة العمل فقط

1- مادة لإستقبال الحرارة و تخزينها

هي القطعة الأساسية في فكرة عمل السخان الشمسي , و تعتبرأفضل المواد لإستقبال الحرارة و توصيلها هي المعادن و لاسيما النحاس (الأكثر كفاءة ) و الألومونيوم ( الأرخص و الأقل وزن) ثم الحديد بينما يعد البلاستيك مادة رديئة الإمتصاص للحرارة .

في حالة الرغبة في تسخين الماء يفضل إستخدام لفات من المواسير المعدنية التي يسير فيها الماء و التي يتم طيها عدة مرات لتقليل المساحة المستخدمة مع زيادة تعرضها للشمس ( يمكن أيضاً إستخدام مواسير أو خراطيم بلاستيكية و هي أقل في الكلفة لكن تكون أقل كفاءة )

في حالة الرغبة في تسخين الهواء بغرض التدفئة يمكن إستخدام شريحة معدنية أو عبوات مفرغة لتقوم بمهمة تسخين الهواء

2- طلاء ماص للحرارة

الطلاء الأسود للأجزاء التي تستقبل الحرارة و تخزنها في السخان يساعد على أمتصاص أكبر قدر ممكن من الحرارة و كلما كان الدهان المستخدم مطفأ و غير لامع كلما زادت كفاءة إستقبال الحرارة .

3- نافذة زجاجية أو من الأكريليك

تغطي الجزء المعرض للشمس من السخان الشمسي , النافذة الزجاجية لها دور مهم في إحتجاز الحرارة فيما يعرف بتأثير الصوبة الزجاجية و هو ما يساعد على حفظ الحرارة

فكرة ! يمكنك إستخدام إحدى النوافذ المواجهة للشمس كسخان شمسي بعد دمج العناصر الأخرى معها

4- إطار خشبي

يستخدم إطار خشبي لجمع أجزاء السخان الشمسي و كمصد للرياح التي تساهم في تسريب الحرارة

5- مادة عازلة

تبطن خلفية الإطار الخشبي للسخان الشمسي بمادة عازلة للحرارة حتى يمنع تسرب الحرارة من الأجزاء غير المواجهة للشمس

6- خزان للماء

لتخزين كميات من الماء يمكن إستخدام خزان للماء الساخن الناتج عن عملية التسخين و هناك طريقتان لرفع الماء في الخزان بإستخدام مضخة أو بدون إستخدام مضخة و تعتمد على مبدأ إنتقال الحرارة من الماء الساخن للماء البارد.

نموذج لمكونات سخان شمسي لتسخين الماء

السخان الشمسي التالي للشرح فقط و هو أحد نماذج السخانات الأشهر و يمكن تصنيعه أو شراءه جاهزاً و هو يحتاج لبعض المعدات مثل معدات اللحام و توصيل المواسير و ربما نتناوله في موضوع لاحق

 

والآن لننتقل إلى فكرة أخرى لنتعلم كيف نصنع سخان شمسي بسيط للمنزل و بطريقة سهلة و غير مكلفة و لا تحتاج لأدوات أو معدات مكلفة أو غير متوفرة في المنزل لدى الأشخاص العاديين .
اصنع بنفسك في 30 دقيقة سخان شمسي من خراطيم المياه

من أبسط نماذج السخانات الشمسية التي يمكنك أن تصنعها بنفسك نموذج السخان الشمسي المبني على خراطيم مياه ري الحدائق ,حيث يدخل الماء من أحد طرفي الخرطوم و يمر في لفات الخرطوم المعرضة للشمس ثم يخرج ساخناً من الطرف الآخر و كلما زادت عدد لفات الخرطوم كلما زادت قدرته على التسخين و الكمية التي يمكن تسخينها

1- قم بشراء 40 متر من خرطوم ري الحدائق القادر على تحمل حرارة الشمس
2- قم بلفه و تثبيته على لوح خشبي بأي طريقة مناسبة مثل المسامير أو الربط بالحبال ...الخ
3- قم بوضعه في مواجهة الشمس فوق سطح منزلك أو في منطقة مفتوحة

4- يفضل إضافة بعض العناصر التي تحدثنا عنها سابقاً مثل البرواز و العزل و النافذة الزجاجية ( زجاج إكريلك أو أي زجاج مقاوم للحرارة) وذلك للحفاظ على حرارة المياه الناتجة في السخان لأطول فترة ممكنة

فكرة ! ما رأيك في عمل غطاء عازل أمامي يغلق للعزل ليلاً للحفاظ على حرارة الماء خصوصاً خلال فترات الشتاء حيث يفقد الماء حرارته سريعاً.

5- يمكن إضافة خزان ماء للنموذج السابق لزيادة سعة الماء المخزن و الخزان هنا يقوم بتسخين الماء تلقائياً بدون مضخة حيث ينتقل الماء الساخن لأعلى الخزان حيث يمكن وضع صنبور أو نقل الماء للإستخدام الداخلي بالمنزل

و يمكن أيضاً استخدام فكرة السخان المبني على خراطيم المياه بصورة جمالية مثل الموجودة في الصورة حيث تم إستخدام المسامير في تثبيت السخان بالألواح الخشبية بحيث تدق المسامير بين اللفات و بعضها البعض

 

كما يمكن إستخدام عدة لفات من الخراطيم مع توصيلها معاً بغرض زيادة مساحة سطح تعرض الماء للشمس

شاهد الفيديو التالي لصناعة سخان شمسي بكفاءة جيدة من خراطيم المياه

المصدر

http://review.topmaxtech.net/edu/physics/%D9%83%D9%8A%D9%81-%D8%AA%D8%B5%D9%86%D8%B9%D9%87%D8%A7-%D8%A8%D9%86%D9%81%D8%B3%D9%83-%D8%B3%D8%AE%D8%A7%D9%86-%D8%B4%D9%85%D8%B3%D9%8A-%D8%A8%D8%B3%D9%8A%D8%B7-%D9%84%D9%84%D9%85%D8%A7%D8%A1-%D8%A8/40233.html