المياه الساخنة بالطاقة الشمسية للفنادق والمنتجعات البيئية: كيفية خفض تكاليف الطاقة بنسبة 50% باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية وPVT
تسخين المياه بالطاقة الشمسية للفنادق والمنتجعات البيئية: كيفية خفض تكاليف الطاقة بنسبة 50% باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية والخلايا الكهروضوئية
1. لماذا تُعد الفنادق مثالية لتسخين المياه بالطاقة الشمسية؟
تتحسن جدوى الطاقة الشمسية عندما يتمتع المبنى بثلاث خصائص:الطلب المستمر,ارتفاع سعر الطاقة، ومساحة التثبيت المتاحةغالباً ما تحتوي الفنادق على الثلاثة جميعها.
ميزة الفندق:الطلب على الماء الساخن مستقر ويمكن التنبؤ به وعلى مدار العام
أين تذهب طاقة الماء الساخن في الفنادق؟
غرف الضيوف:دُشّات وأحواض غسيل (ذروة الصباح والمساء)
مغسلة:دفعات مستمرة أو يومية، غالباً في درجات حرارة أعلى
المطابخ:غسل الأطباق، التنظيف، التعقيم
التدبير المنزلي:الحاجة إلى التنظيف المتكرر وتغيير الموظفين
2. الطاقة الشمسية الحرارية مقابل الطاقة الكهروضوئية الحرارية: أي نظام يناسب الفندق بشكل أفضل؟
تقوم الفنادق عادةً بتقييم ثلاثة مسارات:الحرارية الشمسية(الحرارة فقط)،الجندي(حرارة + كهرباء)، أومجموعات الهجين(طاقة شمسية + مضخة حرارية + غلاية احتياطية).
| خيار | ما يسلمه | أفضل متى |
|---|---|---|
| الطاقة الشمسية الحرارية (الألواح المسطحة / الأنابيب المفرغة من الهواء) | ماء ساخن / تدفئة فقط | يُعدّ الماء الساخن الهدف الرئيسي، ومساحة السطح كافية. |
| PVT (الخلايا الكهروضوئية الحرارية) | الكهرباء + الماء الساخن | مساحة السطح محدودة أو أن تعويض استهلاك الكهرباء أمر مهم أيضًا |
| الطاقة الشمسية + مضخة حرارية + نظام احتياطي | تغطية عالية + تحكم مستقر في درجة الحرارة | أنت ترغب في زيادة الاستخدام السنوي للطاقة الشمسية وإنتاج ثابت في ظل إشغال متغير |
في مشاريع الضيافة العملية، يُفضّل استخدام أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بشكل متزايد لأنها تزيد من إنتاج الطاقة لكل متر مربع من مساحة السطح. عندما يضم سطح المبنى معدات التكييف والتهوية، والممرات، والمناور، وغيرها من البنية التحتية، فإن أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية تساعدك على تحقيق المزيد بمساحة أقل.
3. تصميم نموذجي لنظام الفندق (بسيط، وليس "معقدًا للغاية")
يشعر العديد من أصحاب الفنادق بالقلق حيال التعقيد. في الواقع، يمكن أن يكون نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية التجاري بسيطًا عند تصميمه بشكل صحيح. المفهوم الأساسي هوالتسخين: تعمل الطاقة الشمسية على رفع درجة حرارة الماء الداخل، ويقوم الغلاية أو المضخة الحرارية الموجودة بتزويد الماء بالكمية المطلوبة فقط.
تخطيط شائع (موصى به)
مجمعات الطاقة الشمسية / مصفوفة الخلايا الكهروضوئية الحرارية→ مبادل حراري →خزان تخزين الطاقة الشمسية
إخراج الخزان الشمسي →خزان عازل / خزان الماء الساخن المنزلي(أو صمام الخلط) ← التوزيع إلى الغرف
سخان احتياطي(الغلاية أو المضخة الحرارية) تحافظ على نقطة الضبط خلال فترات انخفاض النشاط الشمسي
تعطي منطق التحكم الأولوية للمساهمة الشمسية أولاً
4. منطق تحديد الحجم: ما الذي يحفز الأداء (والعائد على الاستثمار)
يُعدّ اختيار الحجم المناسب هو الفرق بين نظام يحقق وفورات حقيقية ونظام يبدو جيدًا على الورق ولكنه لا يُحقق الأداء المطلوب. بالنسبة للفنادق، يجب أن يبدأ اختيار الحجم بـاستهلاك الماء الساخن، وليس مساحة اللوحة.
المدخلات الرئيسية لتحديد المقاس بدقة
| مدخل | لماذا يهم | مصدر البيانات النموذجي |
|---|---|---|
| الغرف / معدل الإشغال | يحدد حجم الماء الساخن اليومي وذروات الاستهلاك | إحصائيات الفنادق / بيانات نظام إدارة الفنادق |
| درجة حرارة الماء الساخن ودرجة حرارة مدخل الماء البارد | يحدد الرفع الحراري (الطاقة المطلوبة) | المناخ المحلي + مواصفات السباكة |
| تحميل الغسيل والمطبخ | غالباً ما يكون هناك طلب كبير خفي على الماء الساخن للاستخدام المنزلي | جدول العمليات |
| اتجاه السقف والتظليل | يؤثر على الإنتاج الشمسي السنوي | مسح الموقع / صور الأقمار الصناعية |
| مساحة لصهاريج التخزين | يُمكّن التخزين من زيادة الاستفادة من الطاقة الشمسية | تخطيط غرفة النبات |
يتمثل أحد الأهداف التصميمية العملية للعديد من الفنادق في تغطية40-60%يمكن استخدام الطاقة الشمسية لتسخين المياه المنزلية سنويًا، ثم الاعتماد على أنظمة احتياطية لضمان استقرار النظام. في المناخات المواتية للطاقة الشمسية، يمكن تحقيق تغطية أوسع، ولكن المبالغة في تصميم النظام قد تزيد من خطر ركود المياه وتقلل من كفاءته الإجمالية.
5. ما هي الوفورات التي يمكن للفنادق أن تتوقعها بشكل واقعي؟
تعتمد الوفورات على نوع الوقود (الديزل، غاز البترول المسال، الغاز الطبيعي، الكهرباء)، والإشعاع الشمسي المحلي، ونسبة الإشغال. في العديد من المشاريع الحقيقية، يُساهم تسخين المياه بالطاقة الشمسية في خفض تكلفة الطاقة اللازمة لتسخين المياه بنسبة: يُقلل تسخين المياه بالطاقة الشمسية من تكلفة الطاقة اللازمة لتسخين المياه بنسبة:30-70%.
العوامل التي تُحسّن عائد الاستثمار
ارتفاع أسعار الطاقة(يُعدّ الماء الساخن الذي يعمل بالديزل/غاز البترول المسال مكلفاً للغاية)
إشغال مرتفعواستخدام مستقر على مدار السنة
تحديد حجم التخزين المناسب(زيادة استخدام الطاقة الشمسية، وتقليل هدر الحرارة)
تشغيل الأنابيب القصيرةوعزل جيد (فقدان حراري أقل)
نظام PVT عندما تكون مساحة السطح محدودة(قيمة مزدوجة لكل متر مربع)
6. أكثر 7 أخطاء شيوعًا في مشاريع تسخين المياه بالطاقة الشمسية في الفنادق
تجاهل متطلبات غسيل الملابس والمطبخ(ينتهي الأمر بالنظام بحجم غير كافٍ)
حجم كبير دون مساحة تخزين كافية(الركود وهدر الحرارة)
عزل ضعيفعلى الأنابيب والخزانات (تتلاشى الوفورات بسبب فقدان الحرارة)
مسافات الأنابيب الطويلةبين السطح وغرفة المعدات (خسائر أعلى وطاقة مضخة أكبر)
لا توجد استراتيجية نسخ احتياطي موثوقة(راحة الضيوف تصبح خطراً)
منطق التحكم ضعيف(لم يتم إعطاء الأولوية للطاقة الشمسية، وتشغيل النسخ الاحتياطي غير ضروري)
التصميم من أجل "اليوم العادي" فقط(لا توجد خطة لفترات ذروة الإشغال أو فترات انخفاض سطوع الشمس)
7. لماذا يُعدّ النهج الهندسي مهمًا (من منظور شركة سوليتكس للطاقة الشمسية)
يهتم أصحاب الفنادق بالراحة والموثوقية والوفورات المتوقعة. ولذلك، يجب أن يكون تصميم النظام هندسيًا في المقام الأول، لا سيما في المشاريع التجارية. مورد ذو توجه هندسي مثلسولتكس سولاريركز عادة على:
مطابقة الأحمال بناءً على أنماط الإشغال وجداول التشغيل
أهداف تصميم حصة الطاقة الشمسية التي تحمي الموثوقية وعائد الاستثمار
التصميم الهيدروليكي، واختيار المبادل الحراري، واستراتيجية التحكم
التخطيط العملي للتركيب (قيود السقف، إمكانية الوصول للصيانة، تصميم غرفة المعدات)
والنتيجة هي نظام يعمل كما هو متوقع - ليس فقط في المحاكاة، ولكن أيضًا في التشغيل اليومي للفندق.
مشاركة ثلاثة عناصر—موقع,عدد الغرف، ومصدر الطاقة الحالي للماء الساخن(ديزل / غاز البترول المسال / كهربائي / غلايات / مضخة حرارية). يمكننا أن نوصي بمسار عملي (طاقة شمسية حرارية، أو PVT، أو هجين) مع منطق الحجم ونطاقات التوفير المتوقعة.
خاتمة
تتميز الفنادق والمنتجعات البيئية بواحدة من أكثر نماذج الطاقة الصديقة للطاقة الشمسية في المباني التجارية، حيث يتوفر فيها طلب ثابت على الماء الساخن على مدار العام. يمكن لنظام الطاقة الشمسية الحرارية أو نظام الخلايا الكهروضوئية الحرارية المصمم جيدًا أن يقلل تكاليف الطاقة اللازمة لتسخين المياه بشكل كبير دون المساس براحة النزلاء.
إذا كانت مساحة السطح محدودة وكان تعويض استهلاك الكهرباء ذا قيمة أيضاً،الجندييصبح خياراً قوياً بشكل متزايد لأنه يوفر مصدرين للطاقة من مساحة تركيب واحدة.

