المجمعات الشمسية هي أبسط الوسائل وأكثرها شيوعًا لتحويل الطاقة المشعة للشمس إلى حرارة مفيدة. (يمكن اعتبار مجمعات الحرارة الشمسية حالة خاصة من المبادلات الحرارية التي تحول الطاقة المشعة للشمس إلى حرارة). سوف يساعدك معرفة هذه الکفاءات عنچ شراط السخانات الشمسیة. بالطبع ، تختلف كفاءة مجمعات الطاقة الشمسية عن أنظمة التبادل الحراري. في المبادلات الحرارية ، يتم نقل الحرارة عادةً عن طريق النقل والتوصيل من سائل إلى آخر ، غالبًا بكميات كبيرة جدًا من نقل الحرارة إلى سائل آخر. من الناحية العملية ، يكون نقل الحرارة عن طريق الإشعاع صغيرًا جدًا وفي المجمعات الشمسية يلعب النقل عن طريق الإشعاع الحراري دورًا مهمًا. تبلغ كمية الطاقة المشعة غير المركزة من الشمس في أكثر الظروف العملية حوالي 1100 واط لكل متر مربع وتختلف باختلاف الظروف الجوية. يتراوح نطاق الأطوال الموجية للإشعاع المهم من وجهة نظر تطبيقات الطاقة الشمسية من 29.0 إلى 5.2 ميكرومتر. هذا أقصر من الطول الموجي للإشعاع المنبعث من العديد من المواد الممتصة للطاقة. لذلك ، على عكس المبادلات الحرارية ، يجب أن تستند خبرة وتحليل المجمعات الشمسية المسطحة إلى كميات صغيرة ومتغيرة من الطاقة ، مع اعتبار الطاقة المشعة أهم طريقة لنقل الحرارة. يتم استخدام الموقف والإشعاع. من بين مجمعات التيار المسطح ، لتقليل تكلفة صنع المجمع الصوتي ، هناك تلك التي يتم فيها دمج لوحة الممتص والأنبوب أو يتم استخدام الأنبوب مباشرة كلوحة امتصاص. يجب بالطبع اختيار الإطار ، الذي يحتوي على بقية المجمع ، من الأشياء التي لن تتعفن أو تنكسر في الهواء ، معرضة للعناصر. يتم تصنيع لوحات الامتصاص باللون الأسود المعتم بطرق مختلفة ويتم تثبيت الأنابيب بطرق مختلفة. ضع لوح الامتصاص داخل الإطار بعد أن يصبح جاهزًا. لتجنب فقد الحرارة المتجمع داخل الإطار ، يتم تغطية لوحة الامتصاص والبيئة المحيطة بالعزل المناسب. ومع ذلك ، نظرًا لأن الجزء العلوي من الإطار مفتوح ، فهناك فقدان للحرارة في شكل انتقال إلى الهواء المحيط ، والنظام بأكمله محصن ضد الرياح والأمطار والثلوج. يتم وضع غطاء على الأقل من صفيحة شفافة مثل الزجاج ، وهو مادة أخرى مثل الصفيحة البلاستيكية بدلاً من الزجاج ، أعلى الإطار لمنع الحرارة من الهروب إلى الهواء المحيط من جانب واحد وحبس المزيد من الحرارة. 
(هنا يجب أن نتذكر أنه من وجهة نظر تطبيق الطاقة الشمسية ، فإن الغطاء الشفاف للصفيحة يكون شفافًا ليس بالضرورة للإشعاع الضوئي ، ولكن للإشعاع الحراري) كمية امتصاص أو مرور الإشعاع الحراري الأجسام مثل تحتوي الألواح الزجاجية والبلاستيكية على موجات على شكل موجات تضرب هذه الأجسام ، فبعد المرور عبر الغلاف الجوي والوصول إلى الأرض ، يمر معظم الإشعاع الشمسي عبر الزجاج ويمتص بعضها ، ويوجد خلف الزجاج ماص ترتفع درجة حرارته. جزء آخر من هذه الموجات يفقد بعض طاقته لأنه يصطدم بالممتص ويزيد الطول الموجي وينعكس. من ناحية أخرى ، يسخن جهاز الامتصاص ويبدأ في إشعاع الموجات الكهرومغناطيسية بأطوال موجية أطول بسبب انخفاض درجة حرارة جهاز الامتصاص. تضرب هذه الموجات الزجاج بأطوال موجية طويلة ، لكن الزجاج يمتص هذه الموجات ويمنعها من المرور. زجاج مضاد للانعكاس: في الزجاج الشمسي النموذجي، تنعكس 4٪ من أشعة الضوء على جانبي الزجاج ويمتص إجمالي 91٪ من الضوء بواسطة الزجاج ويدخل المجمع الشمسي. (S / A) طلاء ماص قامت Sunarc Technology بشراكة مع Wagner & Co لتطوير طريقة لتقليل انعكاس الضوء بشكل كبير من الزجاج العلوي ، وتحقيق نقل الضوء بنسبة 91٪ إلى 96٪. إذا كانت طريقة الهيدروكسيد تقلل من انعكاس الضوء ، فإن هذه الطريقة تنعم الزجاج العلوي وتقلل معامل الانكسار من 1.53 إلى 1.3 ، مما يقلل من كمية انعكاس الضوء. بهذه الطريقة تصل كفاءة امتصاص الضوء من 0.8 إلى 0.86 ، لذلك تؤدي هذه العملية إلى تحسين عمل المكثف. يصل صافي انتقال الحرارة إلى 7٪ إلى 10٪ عندما تكون هذه الطريقة مرتبطة بدرجة الحرارة المطلوبة لتشغيل المجمع. بعد 7 سنوات فقط من الاختبار في الهواء الطلق ، تمكنت الملوثات البيئية من تقليل أفضل انتقال للضوء من 0.5٪ إلى 4.5٪ ، والذي كان 5٪. مع أتمتة عملية الهيدروكسيد ، تعمل هذه العملية في حلقة مغلقة ، لذلك لا يتم إطلاق أي نفايات أو حرارة ، ويتم تنقية مياه التحفيز وإعادة تدويرها. تصميمات مختلفة للألواح الماصة وقنوات نقل السوائل: في هذا القسم ، يتم تقديم نماذج لوحة الامتصاص المختلفة فقط من وجهة نظر هيكلية ويتم حسابها مع مراعاة العلاقات المختلفة. تصميمات مختلفة لألواح الامتصاص. على الرغم من أن سائل نقل الحرارة في هذه النماذج سائل فإن التصميم (أ) عبارة عن مجموعة بسيطة من الأنابيب التي يتم توصيلها حلزونيًا معًا عند المستوى. هذا التصميم يهدر وصول الإشعاع إلى السطح لأن الأنابيب متباعدة عن بعضها البعض. لمنع هذه الخسارة ، يمكن استخدام القوالب (ب) و (ج). التصميم (ب) يمتص معظم الإشعاع الساقط عن طريق وضع زعانف مناسبة على مقربة. 
في الخطة (ج) ، يتم تسطيح الأنابيب الكبيرة نسبيًا إلى حد ما بطريقة خاصة بحيث تتلاءم معًا بشكل مريح وتمتص كل الطاقة المشعة التي تصل إليها. في هذا التصميم ، يجب أن يكون مسار تدفق السائل متوازيًا وليس حلزونيًا سطحيًا ، وفي هذا التصميم يتم توصيل أنابيب الإمداد والعودة بالأنابيب المتوازية عن طريق اللحام. على الرغم من أن هذا المخطط يتطلب مواد خام أقل من المخطط (ب) ، إلا أن تقنيته أكثر صعوبة علاوة على ذلك ، فإن سرعة حركة السائل بداخله أقل بشكل كبير ، مما يقلل من الكفاءة الحرارية للنظام. العوامل الرئيسية في كفاءة المجمع الشمسي: بعد أن تمتص الألواح الماصة ، المجمعات المسطحة ، الطاقة المشعة للشمس ، يجب جمع الحرارة الناتجة واستخدامها. يتم تنفيذ هذا الإجراء عن طريق تدفق مائع ناقل للحرارة عبر أنبوب تجميع أو قناة أو قناة. إذا تم نقل الحرارة التي تمتصها اللوحة الماصة بواسطة سائل نقل الحرارة ، فإن الحرارة في اللوحة الماصة ستزداد تدريجياً حتى تصل إلى نقطة يكون فيها فقدان الحرارة من اللوح الماص إلى البيئة المحيطة مساويًا للحرارة الممتصة. حتى النقل غير الصحيح للحرارة المجمعة إلى اللوح الماص بواسطة سائل نقل الحرارة يمكن أن يؤدي إلى المشاكل المذكورة أعلاه ، يتم الاحتفاظ بالقيمة منخفضة قدر الإمكان. هناك عدة عوامل متضمنة في تحقيق هذا الوضع. بعضها موضح بالأسفل. أ) معدل تدفق السوائل: تزداد درجة حرارة سائل نقل الحرارة تدريجياً بسبب زيادة الحرارة. في حالة التدفق المنخفض للسوائل ، سترتفع درجة الحرارة بشكل ملحوظ بمجرد توفر كمية معينة من الحرارة. في هذه الحالات ، حتى مع التبادل الحراري المثالي ، سيزداد متوسط درجة حرارة المجمع. لذلك ، فإن كمية تدفق السوائل لها تأثير كبير على كفاءة المشعب ويجب أخذها في الاعتبار عند التصميم. بالطبع ، من الناحية العملية ، قد تواجه بعض القيود. 
ب) انتقال الحرارة إلى السائل: إن التدفق الكافي للسوائل ليس هو العامل الوحيد المهم في انتقال الحرارة. يجب أن تنتقل الحرارة بالكامل إلى السائل. يتم تحقيق ذلك بسهولة عندما تكون سرعة السائل عالية ، ولكن عندما تكون سرعة السائل منخفضة ، لا يتم إجراء نقل الحرارة بشكل كامل. بشكل عام ، يعتمد انتقال الحرارة على عدة عوامل ، أحدها كيفية تحرك السائل. في مناطق السرعة المنخفضة (التدفق الصحفي) ، تتدفق طبقة من السائل ببطء عبر طول الأنبوب وتهرب. تؤدي زيادة سرعة السائل إلى تغيير التدفق من بطيء إلى عابر. في هذه الحالة ، تتولد دوامات صغيرة في السائل ، والتي تخلط السائل إلى حد ما ، مما يؤدي إلى زيادة انتقال الحرارة. من خلال زيادة سرعة السائل ، يتم التحكم في ظروف التدفق ويتم خلط السائل تمامًا ، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في نقل الحرارة. لذلك ، فإن نظام coflow هو أفضل نظام من وجهة نظر نقل الحرارة. لكن إنشاء التدفقات معًا ليس دائمًا مناسبًا. لأن مثل هذا التدفق يتطلب استخدام مضخة أو جهاز تهوية مناسب تمامًا. بشكل عام ، عند استخدام السوائل ذات الأساس المائي ، يمكن أن تحدث اضطرابات مع القليل من الطاقة. ومع ذلك ، بالنسبة للهواء والسوائل الكثيفة غير المائية ، يتطلب توليد الاضطراب قدرًا كبيرًا من الطاقة ، لذلك يجب على المصمم اختيار وضع نقل السوائل عند تصميم النظام بناءً على المعايير الاقتصادية. اهدأ بالقرب من المناطق أو الأنظمة الانتقال ج) نقل الحرارة بالتوصيل: لكي يتم نقل الحرارة الممتصة بواسطة لوحة الامتصاص إلى السائل المتدفق في الأنابيب والقنوات ، يجب أن تمر أولاً عبر جدران الأنابيب أو القنوات عن طريق التوصيل. يتم نقل هذه الحرارة إلى السائل بطريقتين. في الحالة الأولى ، وفقًا للنموذج (أ) ، يتم نقل الحرارة الممتصة بواسطة لوحة الامتصاص مباشرة إلى السائل الذي يتدفق تحتها بعد المرور عبر سماكة لوحة الامتصاص. في الحالة الثانية ، وفقًا للنموذج (ب) ، يتم أولاً نقل الحرارة الممتصة بواسطة لوحة الامتصاص على طول (أو عرض) لوحة الامتصاص ثم يتم وضعها في وضع معين تنتقل إلى الأنبوب المحدد أو القناة. 
نقل عن بعد من بعضها البعض. في الحالة الأولى ، لا تكون الموصلية الحرارية للوحة الامتصاص مهمة جدًا ، حيث تصل الحرارة إلى السائل فقط من خلال سماكة رقيقة وغير مهمة للوحة الامتصاص. ومع ذلك ، في الحالة الثانية ، تعمل اللوحة الماصة كزعنفة باتجاه الأنبوب أو القناة ، وتمر الحرارة من اللوحة الماصة عبر المقطع العرضي للوحة الماصة إلى جدار الأنبوب أو القناة ، وأخيراً إلى السائل . توازن الطاقة لعينة مجمع السطحي الشمسي لتقديم نموذج رياضي لفيزياء مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة ، يجب علينا أولاً التفكير في جامع العينات. الجزء الرئيسي لمجمع الغبار هو الجزء العلوي الأسود الذي يمتص السائل المتدفق عبر الغبار. متطلبات الحرارة للمبنى التخيلي: لتحديد مقدار السطح الحراري المطلوب ، نحتاج إلى تحديد المصطلح الذي سيظهر أثناء الحساب. فيما يتعلق بالقيم الحرارية للسطح ، يمكن تقسيم الحساب إلى جزأين. يتطلب الجزء الأول من الحساب تحليلًا دقيقًا للمكونات المكونة للمجمع والحسابات المتعلقة بكفاءة المجمع ، إلخ. معنى: هو المعامل ويتم تعريفه على هذا النحو لقيمة المادة (K) - التوصيل الحراري تمر الحرارة عبر جسم بسمك 1 متر و 1 متر مربع من السطح ويكون فرق درجة الحرارة بين الأسطح الساخنة والباردة 1 درجة مئوية. مثل التوصيل الحراري ، فيما عدا أن السماكة (R) هي معامل المقاومة الحرارية. الكائن ليس بسمك 1 متر. 
الوحدة: العكس هو معامل المقاومة الحرارية (U) - معامل انتقال الحرارة الكلي التي تساوي قيمتها معامل التوصيل للطبقة (h) مطروحًا منها معامل الإزاحة أو معامل التوصيل السطحي يتم تحديد رقة طبقة الهواء التي تلتصق بسطح الجدار وتعتبر ثابتة من خلال اختبارات دقيقة وتبلغ حوالي 9.36 للهواء الساكن. أسنان . : قيمته - ثابت الإشعاع: افترض أن معامل إشعاع الجسم الأسود يساوي 1 ، لكن معامل الإشعاع - يساوي الجسم المضيء أقل من 1. في الواقع ، أقصى امتصاص للطاقة الشمسية يتم بواسطة جسم أسود ، وهو رقم بلا أبعاد. تصميم المجمع الأولي: الجزء الأول من الحساب يكتب المعلومات ذات الصلة ويبدأ الحساب. N =1 - زجاج واحد - المسافة بين الشاشة والزجاج (الغطاء) 25 مم أي 0.025 متر. - حجم الصفحة - كمية النظارات الصادرة - متوسط درجة حرارة الشاشة - درجة حرارة الغرفة - معامل إزاحة المركبة - معامل التبادل الحراري في الأنبوب ・ التوصيل الحراري للوحة النحاس 
- سماكة - مسافة الأنبوب - القطر الداخلي للأنبوب - القطر الخارجي للأنبوب - الطول والعرض المتشعب ・ مواصفات مادة البولي يوريثين السفلية غير الموصلة - مواصفات المواد السفلية من الصوف الزجاجي غير الموصلة ・ مواصفات المواد غير الموصلة للحواف الجانبية المصنوعة من البولي يوريثين - يتميز بحواف من الخشب الصلب وحواف سفلية احسب معامل التبديد الكلي للمجمع:
- حساب معامل انتقال الحرارة من الأسفل:
- حساب معامل انتقال الحرارة من الجانبك
- حساب معامل انتقال الحرارة من أعلى:
تم حساب العلاقة التالية من قبل مجموعة من الباحثين وتم تقريب قيمة معامل انتقال الحرارة عندما تختلف درجة حرارة اللوح الماص بين درجة حرارة الغرفة و 200 درجة مئوية يمكن حسابها ببطء. يمكن استخدام هذه العلاقة في العمليات الحسابية العادية للحاسبة وللمقارنات الحاسوبية. لاستخدام هذه العلاقة ، نحتاج إلى معرفة متوسط درجة حرارة اللوح. ثم يتم أولاً تخمين درجة حرارة اللوحة ويتم حساب القيمة غير المعروفة. في مرحلة معينة من الحساب ، يتم الحصول على درجة حرارة اللوحة باستخدام صيغة أكثر دقة ويتم إعادة حساب الخطوة المحسوبة من البداية. 
حساب امتصاص الإشعاع: يساوي مقدار الإرسال (مع مراعاة خسائر الامتصاص) ، احسب امتصاص الإشعاع من الصيغة يتم استخدام عامل اللياقة النهائي التالي K: في هذه الصيغة يسمى هذا بمعامل التوهين البصري ويختلف لكل أنواع الزجاج. بالنسبة للزجاج الشفاف تبلغ قيمته 32 / م 2 وبالنسبة للزجاج منخفض الجودة تبلغ القيمة 4 / م 2 تقريبًا. ومع ذلك ، لحساب امتصاص الإشعاع ، يجب تحديد الزاوية المجهولة في الصيغة. هي زاوية انكسار الزجاج. ثم تابع الحساب من قانون سنيل. زاوية هي زاوية الاصطدام. معامل الانكسار للمنطقة الثانية ومعامل الانكسار للمنطقة الأولى. احسب مقدار الانعكاس الإشعاعي. يمكنك حساب قيمة الانعكاس لزاوية السقوط من الصيغة التالية: المكون الرأسي للإشعاع غير المستقطب .مكون مواز للإشعاع غير المستقطب انعكاس الإشعاع غير المستقطب كمتوسط للمكونين حساب الحجم المار عبر الزجاج: يمكن أيضًا حساب هذه القيمة مع الأخذ في الاعتبار خسائر الانعكاس وعدد الطلاءات باستخدام الصيغة التالية (نفس نوع المادة) يتم حساب هذه القيمة بزاوية 22.60 درجة. النفاذية بالنظر إلى الامتصاص والانعكاس: العلاقة المستخدمة لحساب هذه القيمة مقبولة لمجمعات الطاقة الشمسية ذات النطاقات والزوايا المناسبة ذات الأهمية العملية. هذه العلاقة هي: 
يمكن الحصول على هذه القيمة من منحنى (مرفق) تم إنشاؤه من نفس العلاقة. مقدار الانعكاس من الطلاء: محدد بالصيغة أعلاه. حساب كمية المنتج الماص: ينعكس بعض الإشعاع الذي يمر عبر مجموعة الطلاء ويصطدم بسطح الطلاء على الغلاف ، ولكن لا يتم إهدار كل هذا الإشعاع وينعكس البعض الآخر على السطح الماص. يستمر انعكاسها من السطح الماص إلى مجموعة الطلاء ومن مجموعة الطلاء إلى السطح الماص ويتم إعطاء جزء الطاقة الممتصة من خلال: يعطي منحنى السطح التالي للزاوية 35.68 قيمة انتقال قدرها 0.88 ، والتي تأخذ في الاعتبار الامتصاص والانعكاس. هل تحتاج إلى نصيحة؟ خبراؤنا مستعدون للإجابة على أسئلتك يمكنك الاتصال بخبراء هذه الشركة للحصول على مزيد من المعلومات والنصائح المجانية حول تصميم وبناء وتشغيل اجهزه السخانات المياه بالطاقة الشمسية و المجمعات الشمسية الخاص بك .