طراحی و ساخت سیستم‌های خورشیدی

● اشاره
به‌نظر کارشناسان به دلیل رشد اقتصادی امروزه تقاضا برای انرژی به‌طور چشم‌گیری در حال افزایش است. این امر توجه کشورهای جهان را به سوی کاربرد انرژی‌های جایگزین و یا تجدیدپذیر معطوف ساخته به‌نحوی که دانش به‌کارگیری هرچه بیشتر این انرژی‌ها امروزه به‌طوری چشم‌گیری در حال رشد و توسعه است. در این میان با توجه به انرژی جاویدان خورشید، به‌کارگیری مستقیم این انرژی که یکی از منابع مهم انرژی‌های تجدیدپذیر در زمین است اهمیت ویژه‌ئی می‌یابد.
آن‌چه در ادامه می‌خوانید نگاهی است گذرا به موضوع طراحی و ساخت سیستم‌های خورشیدی از دیدگاه کارشناسان شرکت صنعت خورشیدی پارس به‌عنوان تنها تولیدکنندهٔ ورق‌های جاذب خورشیدی مسی در ایران.
ایران برای نوگرائی در زمینه‌ٔ انرژی و استفاده از سیستم‌های انرژی پایدار، منابع معدنی و انسانی فراوانی دارد. موقعیت جغرافیائی بسیار خوب، معادن فراوان، دریا، جنگل و سیل نعمت‌های بی‌دریغ خداوند این سرزمین را همواره هم‌چون گوهری با ارزش در میان کشورهای جهان نمایان ساخته است.
از جمله این سیستم‌ها، سامانهٔ مبتنی بر استفاده از انرژی خورشیدی است. این سامانه به‌ویژه، در کشورهائی هم‌چون ایران که از نظر انرژی تابشی خورشیدی غنی هستند، از نظر اقتصادی و کاربردهای گوناگون، دارای مزایای زیادی است.
براساس تحقیقات انجام گرفته متوسط تابش حرارتی در ایران حدود MJ۲۳.۱۹/m/day است که این مقدار در نواحی مرکزی ایران بیشتر است. افزون بر این زمان وجود آفتاب در این نواحی بیش از ۷.۷ ساعت در روز (۲۸۰۰) است.
میزان تابش حرارتی در ایران (حدود ۲۰۰۰) میزان چشم‌گیری است.
برای مقایسه گفتنی است که میزان تابش حرارتی در آلمان بین ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ است که تقریباً نصف مقدار یاد شده است. با این وجود دولت آلمان برای گسترش سامانه‌های خورشیدی یارانهٔ بسیار سنگینی در نظر گرفته تا مصرف سوخت فسیلی را هرچه کمتر کند. با این نگرش و با توجه به وسعت کشور ما، میزان کل انرژی تابشی در ایران حدود ۳.۳ خواهد شد که تقریباً ۱۳ برابر مصرف انرژی فعلی در کشور است. از این‌رو با توجه به اعداد و ارقام مستند یاد شده، روشن است که سرمایه‌گذاری روی کاربرد انرژی خورشیدی در کشور ما منطقی است و بی‌گمان بازگشت سرمایه را به میزان چشم‌گیری در پی خواهد داشت. افزون بر این سیستم‌های آبگرمکن خورشیدی نیاز به تعمیر و نگهداری خاصی ندارند و خریدار پس از نصب، تنها می‌بایست هر چند روز یک‌بار پیش از برآمدن آفتاب شیشهٔ روی پانل را تمیز کند. از طرف دیگر سرمایه‌گذاری در کاربرد انرژی خورشیدی، سرمایه‌گذاری برای داشتن محیطی سالم‌تر و هوائی پاک‌تر است که بی‌گمان گامی با ارزش برای ساخت ایرانی آباد به‌شمار می‌رود.
نخستین وظیفهٔ استریپ، جذب بیشترین میزان انرژی خورشیدی است. ولی این امر برخلاف تصور بیشتر مردم مهم‌ترین وظیفهٔ یک صفحه خورشیدی نیست. چراکه یک صفحهٔ فلزی با روکشی از رنگ سیاه نیز می‌تواند میزان قابل توجهی از انرژی خورشیدی را جذب کند. از مهم‌ترین پارامترهائی که نقش زیادی در راندمان صفحه‌های جذب‌کنندهٔ انرژی خورشیدی دارند، می‌توان نخست به قابلیت‌ نگهدار انرژی جذب شده از خورشید ودیگر به توانائی بالا در انتقال این انرژی جذب شده به سیال مبدل گرما اشاره کرد. روشن است که اگر یک صفحهٔ خورشیدی، این دو عامل را با درصد بالائی نداشته باشد، جذب بالای انرژی خورشیدی بی‌استفاده خواهد بود.
پانل‌های تولیدی شرکت صنعت خورشیدی پارس شامل صفحه‌ها و لوله‌های مسی است. پوشش این صفحه‌ها، آلیاژ خاصی از فلز نیکل و کروم سیاه است، که از نظر مشخصات فنی در شمار یکی از بهترین پوشش‌های سیستم‌های سولار در دنیا به‌شمار می‌رود. باید توجه داشت که ضریب انتقال حرارت مس h.ft.f ۲۱۸/btu و ضریب انتقال حرارت نیکل h.ft.۲۳۸/btu است که در سنجش با فلزهائی چون آلومینیوم (با ضریب انتقال حرارت h.ft.f.۱۱۹/btu)، توانائی بسیار بالاتری را در انتقال انرژی جذب ‌شده‌ دارا است. از این‌رو باید توجه داشت که تنها سطح پانل معیار مناسبی برای سنجش سامانه‌های خورشیدی نیست، بلکه باید میزان بازدهی این سیستم‌ها را مبنای داوری و انتخاب قرار داد.
در سیستم‌های خورشیدی شرکت صنعت خورشیدی پارس، نور خورشید توسط روکشی سیاه با ضریب بیش از ۹۵ درصد جذب می‌شود، آلیاژهای به‌کار رفته در طراحی این صفحه‌ها به گونه‌ئی است که قابلیت بسیار بالائی را در نگهداری این انرژی جذب شده دارا است و سرانجام این انرژی جذب شده توسط فلز مس با ضریب هدایت گرمائی h.ft.f.۲۱۸/btu به آب داخل لوله‌های مسی منتقل می‌شود. آب گرم به مبدل حرارتی درون مخزن هدایت شده و به دو صورت ترموسیفون و یا توسط پمپ در یک سیکل بسته حرکت می‌کند. سرانجام پس از مراحلی که گفته شد، انرژی دریافتی از خورشید به آب مصرفی درون تانک رسیده، آب گرم مورد نیاز تأمین می‌شود.

پویا ردائی، کارشناس فنی شرکت صنعت خورشیدی پارس

منبع : ماهنامه فنی و مهندسی ساختمان و شهر