هل تعلم كم تبلغ تكلفة تشغيل مضخة حرارية في منزلك؟ وفقًا لفواتير الكهرباء الأمريكية، تبلغ تكلفة مضخة حرارية بقدرة 4.5 كيلوواط 1000 دولار شهريًا. قد تتفاجأ عندما تعلم أن هذه الفاتورة خاصة باستخدامها لمدة 5 ساعات فقط يوميًا. ربما تكون على دراية بهذه التكاليف وتبحث عن حل. ستكون المضخة الحرارية الشمسية خيارك الأمثل إذا كنت ترغب في توفير فواتير الطاقة.
لدينا طاقة شمسية غير محدودة، فلماذا لا نستغلها؟ يمكنك تخزين الطاقة الشمسية على شكل كهرباء في بطارية عندما لا تكون الشمس مشرقة. خلال النهار، يمكنك تسخير طاقة الشمس مباشرةً لتشغيل مضخات التدفئة والأجهزة الأخرى. هذا النظام سهل الاستخدام وصديق للبيئة. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك التحكم في الاستهلاك من خلال نظام ذكي لإدارة الطاقة.
تقدم هذه المقالة لمحة عامة عن مضخات الحرارة التي تعمل بالطاقة الشمسية وتطبيقاتها. بالإضافة إلى ذلك، ستتعرف على معلومات مهمة حول كمية الطاقة الشمسية المطلوبة لهذا النظام.
ما هي المضخة الحرارية التي تعمل بالطاقة الشمسية؟
كما يوحي الاسم، هو نظام لتبادل الحرارة يعمل بالطاقة الشمسية. تتحكم مضخة الحرارة الشمسية عادةً في درجة الحرارة في منزلك. ويمكن أن تكون مصدرها الهواء أو الأرض أو الماء. ومع ذلك، فإن مضخات الحرارة التي مصدرها الهواء هي الأكثر استخدامًا.
تستخدم مضخة الطاقة الشمسية الحرارية ألواحًا شمسية تحول ضوء الشمس إلى كهرباء. وهي تتكون عادةً من عدة مكونات.
أولاً، ستحتاج إلى مضخة حرارية للتدفئة والتبريد.
ثانيًا، ستحتاج إلى عدة ألواح شمسية لجمع ضوء الشمس. يعتمد عدد الألواح الشمسية عادةً على كمية الكهرباء التي ترغب في إنتاجها.
ثالثًا، ستحتاج إلى محول طاقة عالي الجودة لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء قابلة للاستخدام. في هذه الحالة، يجب عليك اختيار محول طاقة عالي الجودة. لاحظ أن محول الطاقة هو العنصر الأساسي في النظام بأكمله.
رابعًا، ستحتاج إلى نظام تخزين بطاريات لحفظ الطاقة الزائدة لاستخدامها لاحقًا. خلال النهار، يمكنك استخدام الطاقة المنتجة من الألواح الشمسية مباشرةً. لكن خلال الليل، لا يمكنك فعل ذلك. لذا، يجب عليك الاعتماد على أنظمة التخزين، أو استعارة الكهرباء من الشبكة العامة.
وأخيرًا، ستحتاج إلى نظام ذكي لإدارة الطاقة. فهو يساعدك على مراقبة الاستهلاك الإجمالي والتحكم فيه.
كيفية استخدام الطاقة الشمسية لتشغيل مضخة الحرارة؟
من القسم السابق، تعرفت على الأدوات والمعدات اللازمة لهذا الإعداد. سيشرح هذا القسم كيفية استخدام الطاقة الشمسية لتشغيل مضخة الحرارة. قبل أن نبدأ الشرح، دعنا نحدد متطلبات الإعداد.
تتنوع أنواع المضخات الحرارية، ويمكن تصنيفها حسب استخداماتها. عادةً ما تستخدم الشقق أو الغرف الصغيرة مضخة حرارية بقدرة تتراوح بين 1.5 و3 كيلوواط. أما المنازل متوسطة الحجم، فقد تستخدم مضخة بقدرة تتراوح بين 4 و10 كيلوواط. وقد تصل القدرة الفعلية إلى 20 كيلوواط أو أكثر.
في هذه المرحلة، يجب عليك تحديد كمية الكهرباء التي سيستهلكها نظام المضخة الحرارية. وبناءً على ذلك، عليك اختيار الحجم المناسب لنظام الطاقة الشمسية. قد ترغب أيضًا في استخدام أجهزة أخرى، مثل المصابيح، وأجهزة الكمبيوتر، والغسالات، أو حتى أجهزة المطبخ. لذا، يجب عليك تحديد إجمالي الطاقة التي تحتاجها. تتراوح قدرة معظم أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية بين 3 و10 كيلوواط.
الخطوة #1: تركيب ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية
بعد تحليل احتياجاتك لتجهيز النظام بالكامل، يجب عليك تجهيز جميع المواد اللازمة. ثم ابدأ بتركيب ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
يمكنك تركيب ألواح الطاقة الشمسية على سطح منزلك أو على الأرض. يعتمد اختيار المكان عادةً على موقعك الجغرافي. عليك تحديد أفضل منطقة يمكنك فيها الحصول على أكبر قدر من ضوء الشمس خلال النهار.
الخطوة #2: التوصيل بجهاز العاكس
الآن، خذ الأسلاك وقم بتثبيتها بشكل صحيح على الحائط. يمكنك اختيار مسار السلك حسب رغبتك. ضع جهاز تحويل الطاقة الشمسية في مكان آمن بعيدًا عن الحرارة والماء.
تُنتج الألواح الشمسية تيارًا مباشرًا (DC). ولأنك تحتاج إلى تيار متردد (AC) لتشغيل مضخة الحرارة، يجب عليك تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد. اختر محولات Luxpower Tek الهجينة للحصول على كفاءة تصل إلى 99%.
لا توفر لك المحولات الرخيصة كفاءة عالية، مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض عائد الاستثمار. لذا، احرص دائمًا على اختيار المحول المناسب لمشروعك. بالإضافة إلى ذلك، تأكد من تركيب المحول بشكل صحيح.
الخطوة #3: إضافة تخزين البطارية
في الطقس البارد، قد تحتاج إلى مضخة التدفئة ليلاً عندما لا تتوفر أشعة الشمس. إذا كنت لا ترغب في استخدام شبكة الكهرباء، يمكنك استخدام بطاريات قابلة للشحن لتخزين الطاقة الزائدة المنتجة، واستخدامها ليلاً.
تضمن البطاريات استمرار تشغيل مضخة الحرارة الشمسية. حتى في أوقات انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية، يمكنك إبقاء المضخة قيد التشغيل. مع ذلك، يجب الانتباه إلى كمية الطاقة المستهلكة في الساعة. للتحكم بسلاسة في هذا الأمر وضمان إيقاف التشغيل الآمن، يمكنك استخدام نظام ذكي لإدارة الطاقة. لمعرفة المزيد حول سعة البطارية المطلوبة، راجع بعض المقالات.
الخطوة #4: دمج المضخة الحرارية
وأخيرًا، بمجرد تجهيز النظام، يمكنك توصيل مضخة الطاقة الشمسية الحرارية بمنفذ خرج العاكس. في هذه الحالة، يجب التأكد من توافقها مع المواصفات الكهربائية.
كما تعلمون، تتكون مضخة الهواء الحرارية عادةً من وحدة داخلية ووحدة خارجية. وقد تختلف الطاقة المطلوبة تبعًا لدرجة حرارة الغرفة. لذا، يجب عليكم التحقق بدقة من توافق مدخلات الطاقة من العاكس مع متطلباتها.
الخطوة #5: استخدام نظام إدارة الطاقة الذكي
أنت الآن تعرف كيفية استخدام مضخة الحرارة والألواح الشمسية. إذا كنت ترغب في جعل هذه العملية أكثر سلاسة ومرونة، يمكنك اختيار حل متطور. يساعدك نظام إدارة الطاقة الذكي على مراقبة إنتاج واستهلاك نظام الطاقة الشمسية لديك.
يمكنك ضبط إعدادات الأمان لإيقاف تشغيل كل جهاز متصل بنظام الطاقة الشمسية لديك. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك أيضًا تتبع إنتاج واستهلاك الطاقة يوميًا. إذا وجدت أنك تنتج طاقة أكثر مما تحتاج، ففكر في استخدام نظام القياس الصافي.
ما مقدار الطاقة الشمسية التي أحتاجها لتشغيل مضخة حرارية؟
كما ذكرنا سابقًا، تحتاج إلى معرفة استهلاكك اليومي من الطاقة لتشغيل مضخة حرارية تعمل بالطاقة الشمسية. تستهلك مضخة حرارية بقدرة 4.5 كيلوواط تعمل لمدة 5 ساعات يوميًا عادةً 22.5 كيلوواط ساعة من الطاقة يوميًا. يمكن للوحة شمسية عالية الجودة بقدرة 300 واط أن تنتج حوالي 1.5 كيلوواط ساعة يوميًا. لذلك، ستحتاج إلى ما بين 15 و20 لوحة فقط لتشغيل المضخة الحرارية.
يجب عليك أيضًا مراعاة مناخ منطقتك. للاستفادة من الطاقة الشمسية ليلًا، يُنصح بإضافة بطارية ذات سعة تخزين كافية، مثل بطارية تتراوح سعتها بين 10 و20 كيلوواط/ساعة. وإذا كانت لديك أي استفسارات أخرى بخصوص التركيب، فلا تتردد في التواصل معنا.