تأثير درجة الحرارة على أداء نظام المضخة الشمسية
تُعد كفاءة نظام المضخات الشمسية أمرًا بالغ الأهمية لفعاليته في تطبيقات متنوعة. ورغم أن الخلايا الكهروضوئية تلعب دورًا رئيسيًا، إلا أن عدة عوامل، بما في ذلك درجة الحرارة، يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الأداء العام لهذه الأنظمة.
1. مضخة المياه الشمسية
يتأثر أداء مضخات المياه الشمسية بشكل أساسي بدرجة الحرارة:
● استقرار العمل:على الرغم من أن بدء تشغيل مضخة المياه الشمسية وتشغيلها يعتمد بشكل أساسي على ظروف إضاءة اللوحة الشمسية بدلاً من التحكم المباشر في درجة الحرارة، إلا أن درجات الحرارة المرتفعة أو الظروف الجوية القاسية قد تؤثر على كفاءة توليد الطاقة للوحة الشمسية، وبالتالي تؤثر بشكل غير مباشر على استقرار عمل مضخة المياه.
● الكفاءة واستهلاك الطاقة:على الرغم من أن مضخة المياه الشمسية نفسها لها تأثيرات كبيرة في توفير الطاقة، إلا أن كفاءة توليد الطاقة للوحة الشمسية قد تنخفض في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، مما قد يؤدي إلى زيادة نسبية في استهلاك الطاقة لمضخة المياه، على الرغم من أن هذه الزيادة عادة لا تغير مزاياها في توفير الطاقة مقارنة بمضخات المياه التقليدية.
2. نظام المضخة الحرارية الشمسية
يتأثر أداء نظام المضخة الحرارية الشمسية بدرجة الحرارة في الجوانب التالية:
درجة حرارة مصدر الحرارة:
● التأثير على مؤتمر الأطراف:مع ارتفاع درجة حرارة مصدر الحرارة، يزداد معامل الأداء (شرطي) لنظام المضخة الحرارية تدريجيًا. ويرجع ذلك إلى أن ارتفاع درجة حرارة مصدر الحرارة يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة مخرج المحلول المركز للمولد، مما يؤدي إلى زيادة تركيزه، وزيادة نطاق انبعاث الغاز، وانخفاض معدل الدورة، وبالتالي تحسين أداء النظام. ومع ذلك، عند ارتفاع درجة حرارة مصدر الحرارة إلى نطاق معين، ينخفض مقدار الزيادة في معامل الأداء، وبالتالي لا يمكن زيادة درجة حرارة مصدر الحرارة بشكل عشوائي لتحسين معامل الأداء.
● تأثير درجة حرارة التبخر:عندما تكون درجة حرارة التكثيف ثابتة ودرجة حرارة مصدر الحرارة ثابتة، يزداد أداء مضخة الحرارة الامتصاصية الشمسية مع ارتفاع درجة حرارة التبخر. ومع ذلك، فإن ارتفاع درجة حرارة التبخر يعني ارتفاع درجة حرارة مخرج مصدر الحرارة منخفض الحرارة، مما قد يؤدي إلى انخفاض معدل استخدامه.
درجة حرارة التكثيف:
● انخفاض أداء النظام:مع ارتفاع درجة حرارة التكثيف، ينخفض أداء نظام المضخة الحرارية تدريجيًا. وكلما ارتفعت درجة حرارة التكثيف، انخفض أداء النظام بشكل أكبر. ويرجع ذلك إلى أن ارتفاع درجة حرارة التكثيف يقلل من تركيز المحلول المركز، مما يؤدي إلى انخفاض نطاق إطلاق الغاز وزيادة معدل الدورة، وبالتالي انخفاض أداء النظام.
● تآزر درجة حرارة التبخر:عند ثبات درجة حرارة مصدر الحرارة، يُمكن أن يُحسّن رفع درجة حرارة التبخر معامل الأداء (شرطي) إلى حدٍ ما. ومع ذلك، ضمن نطاق درجة حرارة التكثيف، عندما تتجاوز درجة حرارة مخرج المكثف قيمةً مُحددة (مثل 49 درجة مئوية)، سينخفض أداء نظام المضخة الحرارية بشكلٍ حاد.
الأداء في درجات الحرارة المنخفضة:
● كفاءة نظام المضخة الحرارية:تعمل أنظمة المضخات الحرارية بكفاءة أقل في درجات الحرارة المنخفضة، وكلما انخفضت درجة الحرارة، انخفضت الكفاءة. وقد لا تعمل بكفاءة حتى في درجات الحرارة شديدة البرودة. لذلك، يجب مراعاة أدائها في درجات الحرارة المنخفضة عند تصميم واستخدام أنظمة المضخات الحرارية الشمسية.
● امتصاص الحرارة الشمسية:رغم أن أنظمة المضخات الحرارية الشمسية قادرة على تحسين أدائها بامتصاص الحرارة الشمسية، إلا أن هذا التحسن قد يكون محدودًا في درجات الحرارة المنخفضة. لذلك، ثمة حاجة إلى مزيد من التحسين في تصميم النظام واستراتيجيات تشغيله لتحسين أدائه في البيئات منخفضة الحرارة.
باختصار، إن تأثير درجة الحرارة على أداء أنظمة المضخات الشمسية متعدد الأوجه، ويجب مراعاة العديد من العوامل بشكل شامل أثناء التصميم والاستخدام لتحسين أداء النظام.
يتحكم عاكس مضخة المياه الشمسية زد كيه بكفاءة وذكاء في تشغيل مضخة المياه الشمسية، ويضبط خرجها وفقًا لشدة ضوء الشمس لضمان أقصى إنتاج للطاقة. سهل التركيب، سهل الصيانة، موفر للطاقة وصديق للبيئة، لا يحتاج إلى شبكة كهرباء، ومناسب للمناطق التي تعاني من نقص الكهرباء. يُسهم في الري الزراعي، ومكافحة التصحر، وتحقيق تنمية خضراء ومستدامة.
