ملاحظات حول نظرية المجمعات الشمسية الحرارية

إن رفع كفاءة استخدام الطاقة الشمسية في التطبيقات المختلفة تتطلب توفير المجمعات ذات الكفاءة العالية والتي تكون ذات جدوى اقتصادية في نفس الوقت، ولأجل رفع كفاءة الجمع الشمسي فان لأمر يتطلب زيادة كمية الطاقة المكتسبة وتقليل كمية الطاقة المفقودة، والواقع أن معظم الأبحاث التي تجري على المجمعات الشمسية تتركز حول هاتين النقطتين: زيادة الطاقة المكتسبة وتقليل الطاقة المفقودة، مع الأخذ بعين الاعتبار ضرورة أن تكون أسعار المجمعات مقبولة اقتصاديا، وحتى تزداد كمية الطاقة المكتسبة يجب مراعاة الجوانب التالية:-

١ - تقليل العوائق التي تحد من وصول الاشعاع الشمسي الى تلك الأجزاء من المجمع التي تقوم بامتصاص الأشعة الشمسية، وذلك باستعمال المواد التي تسمح لأشعة الشمس بالوصول الى الأسطح الماصة بكفاءة عالية.

٢ - زيادة كفاءة الأسطح الماصة للإشعاع الشمسي، وذلك باستعمال بعض الطلاءات التي تزيد من امتصاص أشعة الشمس وتقلل من الاشعاع الحراري لهذه الأسطح.

٣- رفع كفاءة نقل الطاقة الشمسية الممتصة على السطح الماص الى المائع (غاز أو سائل) الذي يمر في المجمع الشمسي، ويحدث هذا في العادة بواسطة استعمال المعادن جيدة التوصيل للحرارة.

وحتى تقل كمية الطاقة المفقودة فان الجهود تتركز على النواحي التالية:

١ - تقليل الحرارة المفقودة بواسطة وسائل الحمل والتوصيل والاشعاع، ويتم هذا في العادة عن طريق تقليل معامل انتقال الحرارة من السطح المام الى الأجواء المحيطة بواسطة استعمال اكثر من غطاء زجاجي فوق السطح الماصة أو تفريغ المجمعات الشمسية من المواء لمنع انتقال الحرارة، فالمعلوم أن الحرارة لا تنتقل في الفراغ بل تحتاج الى وسط مادي تنتقل خلاله بعكس الضوء الذي ينتقل في الفراغ، ولولا هذه الخصائص لما وصلنا نور الشمس.

٢ - تقليل مساحة السطح الماص لتقليل كمية الحرارة المفقودة ويتم هذا من خلال تجميع أشعة الشمس وتركيزها من ثم على سطح ماص ذي مساحة قليلة، ويستعمل هذا الاسلوب في المجمعات المعروفة باسم المجمعات الشمسية المركزة.