أنظمة الطاقة الشمسية الجزء الرابع / إختيار المواد للمجمعات الشمسية / بقلم المهندس الدكتور حيدر عبد القادر البشير

الدكتور المهندس / حيدر عبد القادر

كيفية اختيار المواد للمجمعات الشمسية المسطحة (الجزء الرابع ):

 المبدأ الذي يعمل عليه المجمع الشمسي المسطح هو استقبال الاشعاع الشمس عبر سطح زجاجي شفاف يمررها الي السطح الماص وهذا هو مبدأ احتباس الحرارة  ولذلك تتكون العمليه في مجملها من عملية استقبال الاشعة الشمسية وتمريها عبر سطح شفاف واحتباسها وتتراكم هذه الحرارة داخل المجمع الشمسي المسطح ليستفاد منها في الغرض الذي صمم من اجله المجمع الشمسي في درجات حرارة في حدود80 م° الي 120  م˚ .وكغيرة من الانظمة  بصورة عامة نجد ان عمليات الفقد ونظام الامتصاص للاشعة يؤثر علي الكفاء ولابد ان تؤخد هذه في الحسبان عند التصميم ليحقق كفاءة عالية تنجز الغرض ولذلك لابد من التعرف علي المكونات وجودتها وتأثيرها علي النظام كله ولابد لنا من التعرف علي مكونات المجمع الشمسي كما يظهر في الشكل التالي والتي يمكن تقصيلهت كما يلي :

أجزاء المجمع الشمسي

 يتكون المجمع الشمسي المسطح وفقا للتصميم الامثل من الاتي:

1. السطح الزجاجي (glazing) ووفقا للبحوث السمك الانسب هو4  ملمترات ويجب ان يكون من الزجاج النقي القليل المعادن لتقليل عمليه الانكسار وتقليل الانكاس من السطح لان الاشعة الساقطة عليه تفقد جزء من توجيها بعملية الانكسار والتي تتوقف علي نوع وسماكة الزجاج فضلا عن الفواقد الاخري .
2. الصفيحة الماصة (absorber plate ) لتكوين اكبر مساحة لاستقبال الاشعاع الشمسي لابد من جودة معدن الصفيحة الماصة التس تعمل كمستقبل للاشعاع الشمسي ويجب ان تطلي باللون الاسود  وان تتمتع بخاصية توصيل  حراري جيدة  لتقليل الفقد اثنا الانتقال كما تظهر الموصلية الحرارية في الترتيب التالي:
3. النحاس
4. الالومنيوم
5. الحديد
6. الجزء الثالت (riser pipe)هو الناقل للمائع يجب ان يصمم بطريقة تسمح للمائع ان يتعرض للحرارة بصورة جيد كعمل نظام المتاهات لاطالة المسار بتعريح الجزء الناقل داخل المجمع الشمع ويفضل وضعة تحت الصفيحة الماصة للحرارة وان يكون من المواد ذات الموصلية العالية للحرارة  والشكل التالي يوضح  :

• الجزء الرابع الجسم الخارجي (casing )يجب ان يكون من مواد قويه لتجمي جسم المجمع الشمسي وعازلة للحرارة حتي لا تتسبب في تبديد الحرارة في الوسط المحيط مثلا كصناعتة من الخشب او من الحديد مع ضمان العزل الحراري .

التأكل الجلفاني (galvanic corrosion ) في أنظمة الطاقة:

دائما ما تحضر مشكلة التآكل الجلفاني عند تركيب الانظمة لانها عمليه استقرار المواد علي هيئة اكاسيد كما كانت في الطبيعة وتعد هي حالة الاستقرارية العاليه اكتر من كونها معادن نقية لانها في الاصل تم استخلاصها من مركبات في الطبيعة الي حالتها النقية التي نتعامل معها الان ولذلك يحضر عند هذا التصميم الذي يجمع بين الحرارة والموائع والمعادن دايما وابدا التآكل الجلفاني بسبب استخدام مواد مختلفة تجمع مع بعضها البعض لاغراض التصميم والمميزات التي تتمتع يها من جودة في الموضلية الحرارية وغيرها ولكن يتسبب ذلك في عمليات الصدا للمعادن المختلفة المتصله مع بعضها البعض بسبب ترتبيها في السلسلة الكهروكيميائية ووجود معدنين متصلين مع بعضهاالبعض وحرار ة ومائع فإن ذلك يعني ان تاكلا كهروكيميائي سيحدث ولذلك عند التجميع لابد من الوضع في الاعتبار  علاقات التآكل بين المواد مثلا النحاس والالومنيوم في حالة وصلها بالحديد سيتآكل الحديد ولذلك عند ضرورة ربطهم مع بعض لابد من استخدام مواد تجميع عازلة كالربر او اي مواد لاتتمتع  بخواض موصلية  كهربائية واليكم الجدول التالي الذي يوضح ترتيب المعادن المستخدمة وفقا لجهد القطب في السلسلة الكهروكيميائية .

يتبع…………