به گزارش شانا، کاربرد انرژی خورشیدی را می توان به دو دسته تامین برق فتوولتائیک و کاربردهای حرارتی (شامل نیروگاهی و غیرنیروگاهی) تقسیم نمود.

یکی از ساده ترین و کم هزینه ترین کاربردهای انرژی حرارتی و یا به بیان بهتر اصلی ترین سیستم مورد استفاده در کاربردهای غیرنیروگاهی، آبگرمکن های خورشیدی است.

به واسطه ساختار ساده مکانیزم گرمایش آب در آبگرمکن های خورشیدی یکی از سهل الوصول ترین روشهای استفاده از انرژی خورشید، استفاده از این نوع آبگرمکن هاست. کاربرد این آبگرمکن ها می تواند به صورت انفرادی برای کاربریهای محدود مانند تامین آبگرم یک واحد مسکونی و یا کاربرد ترکیبی برای مجتمع های مسکونی، واحدهای صنعتی، بخش صنایع تبدیلی بخشهای کشاورزی و ... صورت پذیرد.

آبگرمکن های خورشیدی به دو دسته، آبگرمکن های مدار باز و مدار بسته طبقه بندی می شوند که هر یک به دو صورت ترموسیفونی (جریان طبیعی) یا پمپی (اجباری) می توانند کار کنند.

این آبگرمکن ها از سه بخش اصلی کلکتور، مدار لوله کشی، مخزن ذخیره حرارتی تشکیل می شوند. کلکتور یا جمع کننده و جذب کننده تشعشع خورشید به صورتهای مختلفی کاربرد دارد. از مصطلح ترین موارد، کلکتورهای صفحه تخت و لوله های تحت خلا است.

در آبگرمکن های مجهز به کلکتورهای صفحه تخت، سیال عامل که محلول آب و ضد یخ است در یک سیکل بسته بین مخزن و کلکتور توسط مدار لوله کشی در جریان است. کلکتور انرژی حرارتی خورشید را جذب کرده و به سیال عامل منتقل می کند. سیال گرم شده به سمت منبع ذخیره حرکت کرده و در آنجا پس از عبور از یک مبدل حرارتی، گرمای خود را به آب داخل مخزن منتقل می کند و پس از سرد شدن به کلکتور باز می گردد و بدین ترتیب بدون این که با آب مصرفی مخلوط شود، به طور دائمی در یک سیکل بسته در حال حرکت است.

بخش اصلی یک آبگرمکن خورشیدی کلکتور آن است که خود شامل ورقی است که به‌وسیله تابش کلی خورشید حرارت یافته و حرارت خود را به یک سیال جذب کننده که داخل لوله در حال جریان است، منتقل می‌کند. رنگ این ورق همیشه تیره انتخاب می‌شود و دارای پوشش خاصی است که بتواند ضریب جذب انرژی را به بیشترین و ضریب پخش را به کمترین برساند. برای رسیدن به دمای بالا، مجموعه ورق و لوله‌ها را در داخل یک جعبه عایق با روکش شیشه قرار می‌دهند تا از اثر گلخانه‌ای بتوان استفاده کرد. در آبگرمکن های مجهز به لوله های تحت خلا نیز گرمایش آب به صورتهای مستقیم و غیرمستقیم با روشهای باز و بسته و به صورت تمام شیشه یا مجهز به لوله های حرارتی انجام می گیرد.

به دلیل محدودیت تابش در تعدادی از روزهای سال و یا میزان تابش خورشید در فصلها و مناطق مختلف، توصیه می شود آبگرمکن های خورشیدی به صورت پیش گرم آبگرمکن های گازی، نفتی یا برقی و یا موتورخانه مرکزی یا پکیج های آپارتمانی به کار گرفته شده و از کاربرد انفرادی این تجهیزات به عنوان تنها تامین کننده آب گرم مصرفی پرهیز شود.

با توجه به هزینه به نسبت بالای سرمایه گذاری ابتدایی در اغلب روشهای کاربرد انرژیهای تجدیدپذیر و از جمله انرژی خورشیدی، بومی سازی و توسعه کاربرد این گونه سیستمها و افزایش تیراژ تولید سیستمهای داخلی و حمایتهای مناسب در این زمینه می تواند به کاهش قیمت تجهیزات منجر شود.

علاوه بر کاهش مصرف سوخت، کاستن از حجم آلاینده های زیست محیطی، تنوع بخشی به سبد انرژی مصرفی و موضوع امنیت انرژی نیز از دیگر مزایای استفاده از آبگرمکن های خورشیدی است.

علی نوروزی منش
کارشناس انرژی و تاسیسات مکانیکیو تبدیل انرژی شرکت بهینه سازی مصرف سوخت