تحقیق درباره آبگرمکن های خورشیدی و مزایا و معایب آن

**آبگرمکن خورشیدی چطور کار می‌کند؟ خوبی‌ها و کاستی‌های آن**

آبگرمکن خورشیدی وسیله‌ای است که از انرژی رایگان و پاک خورشید برای گرم کردن آب استفاده می‌کند. کارکرد آن بسیار ساده است:

این سیستم معمولاً از صفحات جاذب (کلکتور) و یک مخزن آب تشکیل شده است. صفحات جاذب روی پشت‌بام نصب می‌شوند و نقش اصلی آن‌ها جذب گرمای خورشید است. این صفحات، لوله‌هایی دارند که یک مایع خاص (مانند آب یا ضد یخ) در آن‌ها جریان دارد. وقتی خورشید می‌تابد، این مایع داخل لوله‌ها گرم می‌شود.

سپس، این مایع گرم شده به سمت مخزن آب هدایت می‌شود. در آنجا، از طریق یک مبدل حرارتی، گرمای خود را به آبی که برای استفاده ذخیره شده است منتقل می‌کند. به این ترتیب، آب داخل مخزن بدون نیاز به سوخت‌های معمولی، گرم می‌ماند.

**مزایا:**
– **کمک به محیط زیست:** چون از سوخت فسیلی استفاده نمی‌کند، آلودگی ایجاد نمی‌کند.
– **صرفه‌جویی در هزینه:** پس از نصب، انرژی خورشید رایگان است و هزینه قبض گاز یا برق کاهش می‌یابد.
– **استفاده از انرژی پاک:** خورشید منبعی بی‌پایان و تمیز است.

**معایب:**
– **وابستگی به هوا:** در روزهای ابری یا بارانی، کارایی آن کم می‌شود (البته بسیاری از مدل‌ها یک بخاری پشتیبان دارند).
– **هزینه اولیه نصب:** خرید و نصب این سیستم در ابتدا می‌تواند هزینه نسبتاً بالایی داشته باشد.
– **نیاز به فضای مناسب:** برای نصب صفحات به فضای کافی و در معرض نور خورشید (مانند پشت‌بام) نیاز است.

در این بخش، آبگرمکن‌هایی را بررسی می‌کنیم که انرژی خود را از خورشید می‌گیرند. این مطلب بر اساس کتاب علوم کلاس هفتم تهیه شده است. در ادامه با آدینوشاپ همراه باشید تا با انواع این آبگرمکن‌ها آشنا شویم.

آبگرمکن خورشیدی چیست؟

آبگرمکن‌های خورشیدی وسیله‌هایی هستند که آب را با استفاده از نور و گرمای خورشید، گرم می‌کنند. این دستگاه‌ها برای تأمین آب گرم مورد نیاز در کارهای روزمره مثل استحمام، پخت‌وپز و حتی گرم کردن فضای خانه به کار می‌روند. این سیستم معمولاً از دو بخش اصلی تشکیل شده است: صفحات جذب‌کننده انرژی خورشید و یک مخزن برای نگهداری آب گرم.

آبگرمکن خورشیدی چگونه کار می‌کند؟

1- جذب انرژی خورشید توسط صفحه جاذب: این قسمت، قلب اصلی آبگرمکن خورشیدی است. معمولاً از یک یا چند صفحه شیشه‌ای تشکیل شده که در بالای آن‌ها لوله‌هایی نصب شده است. نور خورشید از این صفحات شیشه‌ای عبور می‌کند و انرژی گرمایی خود را به این لوله‌ها منتقل می‌نماید. لوله‌ها اغلب از مس یا نوع خاصی از شیشه ساخته می‌شوند تا بتوانند گرمای خورشید را به خوبی به آب داخل خود منتقل کنند.

2- ذخیره آب گرم در مخزن: آبی که درون لوله‌ها گرم شده، به یک مخزن ذخیره منتقل می‌شود. این مخزن، مانند یک منبع ذخیره عمل می‌کند و آب گرم را تا زمانی که به آن نیاز داریم، نگهداری می‌کند.

3- کاربرد در مصارف خانگی: آب گرم موجود در مخزن می‌تواند به دو صورت مورد استفاده قرار گیرد: یا برای گرم کردن فضای خانه از طریق سیستم گرمایشی، یا به عنوان آب گرم برای اموری مثل استحمام، شست‌وشو و پخت‌وپز.

مزایای آبگرمکن‌های خورشیدی

۱- کاهش هزینه‌های انرژی: این سیستم‌ها از گرمای خورشید برای گرم کردن آب استفاده می‌کنند. در نتیجه، مصرف برق و گاز کمتر شده و قبض‌های انرژی کمتری پرداخت خواهید کرد.

۲- کمک به محیط زیست: با کم شدن استفاده از سوخت‌هایی مثل گاز و نفت، میزان آلاینده‌های هوا کاهش پیدا می‌کند که برای طبیعت مفید است.

۳- انرژی همیشگی: انرژی خورشیدی هیچ وقت تمام نمی‌شود و تا زمانی که خورشید وجود دارد، می‌توان از آن بهره برد.

معایب آبگرمکن‌های خورشیدی

۱- هزینه اولیه نصب: خرید و نصب یک آبگرمکن خورشیدی در ابتدا مبلغ نسبتاً بالایی دارد و نیازمند پرداخت هزینه اولیه است. اما پس از چند سال، به علت کاهش مصرف سوخت و برق، این هزینهها تقریباً جبران میشوند.

۲- وابستگی به شرایط جوی: عملکرد آبگرمکن‌های خورشیدی به آب و هوا و تغییرات فصول وابسته است. در مناطقی که هوا اغلب ابری یا بارانی است، این سیستم‌ها بازده کمتری خواهند داشت.

۳- نیاز به فضای کافی: برای نصب آبگرمکن خورشیدی، باید فضای کافی در نظر گرفته شود؛ مخصوصاً اگر از صفحه‌های خورشیدی بزرگ استفاده شود.

مراقبت

برای حفظ کارایی و دوام آبگرمکن‌های خورشیدی، لازم است به‌طور منظم آنها را بازدید و سرویس کنید. تمیز کردن سطح شیشه‌ها و بررسی وضعیت لوله‌ها از جمله کارهای ضروری است.

نصب این سیستم‌ها باید در جایی انجام شود که در طول روز بیشترین نور خورشید را دریافت کند. برای نمونه، در مناطق نیمکره شمالی، بهتر است آبگرمکن رو به جنوب قرار گیرد تا انرژی خورشیدی بیشتری جذب کند.

همچنین برخی قطعات، مثل شیرها و لوله‌ها، ممکن است پس از مدتی فرسوده شوند و نیاز به تعویض داشته باشند تا سیستم همچنان به خوبی کار کند.

نتیجه

آبگرمکن‌های خورشیدی هم برای طبیعت خوب هستند و هم از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه. این سیستم‌ها به کاهش مصرف انرژی و کم شدن هزینه‌ها کمک می‌کنند. پیش از نصب آبگرمکن خورشیدی، بهتر است با کارشناسان مشورت کنید و نیازها و شرایط خود را به دقت بررسی کنید تا مناسب‌ترین نوع سیستم را انتخاب نمایید.

سوال:
چرا لوله‌های آبگرمکن خورشیدی به شکل مارپیچ ساخته می‌شوند؟
علت مارپیچ بودن لوله‌های آبگرمکن خورشیدی این است که سطح بیشتری از آن‌ها در معرض نور خورشید قرار بگیرد. این طراحی باعث می‌شود نور خورشید به‌طور مؤثرتری به سطح لوله‌ها بتابد و در نتیجه، انرژی بیشتری از خورشید جذب شود.
با جذب انرژی بیشتر، مایع داخل لوله‌ها سریع‌تر گرم می‌شود و این گرما بعداً برای گرم کردن آب مصرفی به کار می‌رود. در واقع، شکل مارپیچ لوله‌ها باعث می‌شود آبگرمکن خورشیدی بازده بالاتری داشته و بهتر کار کند.

تحقیق در مورد انرژی خورشیدی🌞
اختصاصی-آدینوشاپ