سخانات المياه الشمسية

في عام 1890 استخدمت سخانات المياه الشمسية في الولايات المتحدة لأول مرة، لتثبت أنها الأفضل مقارنة باستخدام أفران الخشب والفحم لأغراض تسخين المياه، بعد ذلك استخدمت النظم الشمسية في ولايتي أريزونا وفلوريدا ومناطق أخرى بأمريكا تتميز بسطوع شمسي حيث تم في عام 1920 بيع حوالي 10.000 سخان شمسي. في نفس الوقت تم اكتشاف كميات كبيرة من البترول والغاز الطبيعي في غرب الولايات المتحدة وبظهور هذه الأنواع من الوقود التي تتميز بانخفاض تكلفتها مقارنة بالطاقة الشمسية، بدأ استبدال الأنظمة الشمسية في تسخين المياه بالأنظمة المعتمدة على الوقود الإحفوري. في الوقت الراهن عادت سخانات المياه الشمسية للظهور مرة أخرى، ففي كاليفورنيا وحدها يوجد نصف مليون سخان شمسي تستخدم في توفير المياه الساخنة للمنازل وأماكن العمل وحمامات السباحة.

يتكون السخان الشمسي من مُجمعات شمسية وخزان ومواسير كما في شكل (1)، ويتألف المُجمع الشمسي من لوح ماص على شكل صفيحة خفيفة سوداء اللون ذات قابلية امتصاص عالية للأشعة الشمسية، يُغَطي اللوح الماص بطبقة أو طبقتين من الزجاج لتقليل الأشعة الشمسية المرتدة عن اللوح الماص وبالتالي تقليل الفاقد من الأشعة الشمسية، وغالبا ما يُصنع اللوح الماص من النحاس أو الألمنيوم أو الحديد، تنتقل الطاقة الحرارية من السطح الماص إلى الماء الموجود بالأنابيب فترتفع درجة حرارته وكنتيجة لاختلاف الكثافة يتحرك الماء الساخن من المجمع إلى الخزان ويحل محلة الماء البارد، وبتكرار الدورة يسخن الماء الموجود في الخزان.