ج     نادرًا ما يكون اختيار جهاز تجميع حراري شمسي لمشروع حقيقي يتعلق بالتكنولوجيا التي تبدو أفضل على الورق.      بالنسبة لمقاولي EPC ومصممي الأنظمة، عادةً ما يعود القرار إلى سلسلة من الأسئلة العملية:      هل سيعمل النظام بثبات طوال العام؟ ما مدى حساسيته للمناخ؟     ماذا يحدث بعد خمس أو عشر سنوات من التشغيل؟

من بين تقنيات الأنابيب المفرغة،جامعي أنبوب Uوجامعي الأنابيب الحراريةيُعدّ هذان الخياران الأكثر شيوعًا في النقاش. كلاهما يُوفّر كفاءة حرارية عالية، لكنهما يتصرفان بشكل مختلف تمامًا عند تركيبهما في نظام مركزي. تشرح هذه المقالة كيفية مقارنتهما من منظور الهندسي ومنظور اتخاذ القرارات المتعلقة بالمشروع، حتى تتمكن من اختيار التقنية التي تُناسب تطبيقك تمامًا.

1) لماذا لا تكفي "الكفاءة" وحدها؟

في المواد التسويقية، غالبًا ما تتم مقارنة مُجمِّعات الطاقة الشمسية باستخدام قيم الكفاءة القصوى. مع أن هذه الأرقام مفيدة للاختبارات المعيارية، إلا أنها نادرًا ما تُظهر الصورة الكاملة لكيفية كيف سيتصرف المُجمِّع في نظام حقيقي.

بالنسبة لمشاريع المياه الساخنة والتدفئة المركزية، غالباً ما تكون العوامل التالية أكثر أهمية من مجرد رقم واحد للكفاءة:

• تباين درجات الحرارة الموسمية وخطر الصقيع

• متطلبات ضغط النظام

• سهولة الوصول للصيانة وتكلفة الاستبدال

• استقرار أداء نقل الحرارة على المدى الطويل

• تأثير جودة المياه والتدرج

إن فهم كيفية استجابة مجمعات الأنابيب على شكل حرف U وأنابيب الحرارة لهذه الظروف هو أساس عملية اختيار عقلانية.

2) كيف تعمل أجهزة جمع فيديوهات يوتيوب عملياً

تم تصميم جامعات الطاقة الشمسية على شكل أنبوب على شكل حرف U حولمبدأ انتقال الحرارة غير المباشر. يتم امتصاص الطاقة الشمسية داخل أنبوب مفرغ من الهواء ونقلها إلى قناة تدفق معدنية على شكل حرف U، حيث يدور وسيط نقل الحرارة في حلقة مغلقة.

السمة الهندسية الرئيسية هي أنلا يتدفق الماء داخل الأنبوب المفرغ من الهواءبدلاً من ذلك، ينقل وسيط نقل الحرارة الطاقة إلى مبادل حراري أو خزان تخزين في جانب النظام. يسمح هذا للمجمع بالعمل تحت ضغط ويقلل بشكل كبير من المخاطر المرتبطة بـ التجمد، وارتفاع درجة الحرارة، وتكوّن الترسبات.

في الأنظمة المركزية، يتوافق هذا التصميم بشكل جيد مع الأهداف التشغيلية طويلة المدى: الإنتاج المستقر،      سلوك يمكن التنبؤ به، وتقليل تدخل الصيانة.

3) كيف تختلف مجمعات الأنابيب الحرارية

تعتمد مجمعات الأنابيب الحرارية على أنبوب محكم الإغلاق يحتوي على سائل عامل يتبخر ويتكثف لنقل الحرارة. عندما تسخن أشعة الشمس الممتص، يتبخر السائل ويرتفع إلى قسم المكثف حيث تُطلق الحرارة إلى المجمع.

تتيح هذه الآليةالاستجابة الحرارية السريعةوأداء قوي في درجات الحرارة المنخفضة، لهذا السبب تُفضّل مُجمّعات الأنابيب الحرارية غالبًا في الأنظمة الصغيرة أو الموزعة. مع ذلك، فإن موثوقيتها على المدى الطويل تعتمد بشكل كبير على حالة سائل التشغيل الداخلي وسلامة الأنبوب المُحكم الإغلاق.

في الأنظمة المركزية الكبيرة، يمكن أن تصبح تكلفة الاستبدال وإمكانية الوصول إلى أنابيب الحرارة الفردية من الاعتبارات العملية أثناء التشغيل طويل الأمد.

4) مقارنة هندسية جنبًا إلى جنب

5) ما هي التقنية المناسبة لمشروعك؟

ينبغي أن يرتبط اختيار نوع المجمعات الحرارية، سواءً كانت على شكل حرف U أو أنابيب حرارية، بظروف المشروع، وليس بادعاءات الأداء المجردة.

جامعو فيديوهات يوتيوبغالباً ما يتم تفضيلها عندما:

• النظام مركزي ومضغوط

• الاستقرار على المدى الطويل أهم من بدء التشغيل السريع

• تُعد الحماية من التجمد والتحكم في الترسبات الكلسية أمراً بالغ الأهمية

• الوصول للصيانة محدود أو مكلف

جامعي الأنابيب الحراريةقد يكون أكثر ملاءمة عندما:

• مطلوب استجابة سريعة

• حجم النظام صغير نسبياً

• يُعد استبدال الأنابيب الفردية أمرًا سهلاً ومقبولاً.

الاستنتاج الهندسي

لا يوجد جامع "أفضل" عالميًا - فقط تقنية تناسب ظروف مشروعك. في الأنظمة الحرارية الشمسية المركزية حيث تكون الموثوقية ومقاومة التجمد وتكلفة دورة الحياة مهمة، كثيرًا ما يتم اختيار مجمعات الأنابيب U كحل متوازن وقوي.