<br /><br />مقدمة:<br /><br />تُعد الطاقة الشمسية من أهم مصادر الطاقة المتجددة التي يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء أو لتسخين المياه والمباني. لكن إحدى التحديات الرئيسية التي تواجه هذا النوع من الطاقة هي عدم توفر الشمس طوال الوقت، لذلك ظهرت الحاجة إلى أنظمة خزن حراري شمسي تعمل على تخزين الطاقة الشمسية لاستخدامها لاحقًا عند غياب الشمس أو في الليل.<br /><br /><br /><br />مفهوم نظام الخزن الحراري الشمسي:<br /><br />نظام الخزن الحراري الشمسي هو نظام يُستخدم لتخزين الحرارة المجمعة من الطاقة الشمسية خلال النهار، بهدف استخدامها لاحقًا في التدفئة أو إنتاج الكهرباء أو تسخين المياه. يتم ذلك من خلال خزن الطاقة في مواد معينة تحتفظ بالحرارة لفترات طويلة.-<br /><br />أنواع أنظمة الخزن الحراري:<br /><br />1. الخزن الحسي (Sensible Heat Storage):<br />يعتمد على رفع درجة حرارة مادة معينة (مثل الماء أو الصخور) وتخزينها في خزان معزول.<br /><br />2. الخزن الكامن (Latent Heat Storage):<br />يعتمد على تخزين الحرارة خلال تغير الحالة الفيزيائية لمادة معينة، مثل انصهار الشمع أو الجليد، ويستخدم "مواد تغيير الطور" (PCM).<br /><br />3. الخزن الكيميائي (Thermochemical Storage):<br />يعتمد على تفاعلات كيميائية ماصة أو طاردة للحرارة، ويتميز بكثافة خزن عالية وطول فترة التخزين.<br /><br />مكونات النظام:<br /><br />مجمع شمسي (Solar Collector): يلتقط أشعة الشمس ويحولها إلى حرارة.<br /><br />خزان حراري: يُخزن الحرارة في وسط تخزين مثل الماء أو الأملاح.<br /><br />نظام عزل حراري: لتقليل فقدان الحرارة المخزنة.<br /><br />مبادل حراري: لنقل الحرارة من الخزان إلى الاستخدام النهائي (مثلاً لتدفئة المنزل أو تسخين المياه).<br /><br />الاستخدامات:<br /><br />تدفئة المباني في الليل أو في فصل الشتاء.<br /><br />تسخين المياه المنزلية.<br /><br />دعم أنظمة توليد الكهرباء في محطات الطاقة الشمسية المركزة (CSP).<br /><br />التطبيقات الصناعية التي تتطلب حرارة.<br /><br />فوائد النظام:<br /><br />تقليل الاعتماد على مصادر طاقة غير متجددة.<br /><br />تحسين كفاءة أنظمة الطاقة الشمسية.<br /><br />توفير الطاقة الحرارية عند الحاجة، حتى في غياب الشمس.<br /><br />تقليل تكاليف استهلاك الطاقة على المدى الطويل.<br /><br />التحديات:<br />الكلفة الأولية لتركيب النظام.<br /><br />الحاجة إلى مواد تخزين ذات كفاءة عالية.<br /><br />فقدان بعض الحرارة مع مرور الوقت<br /><br />خاتمة:<br />يُعد نظام الخزن الحراري الشمسي حلاً فعالًا لتجاوز تقطع توفر الطاقة الشمسية، ويسهم في تحقيق أهداف التنمية المستدامة من خلال استخدام مصادر طاقة نظيفة ومستدامة. ومع التطورات التقنية المستمرة، من المتوقع أن تصبح هذه الأنظمة أكثر كفاءة وأقل تكلفة في المستقبل القريب.<br />أ.د. قصي رشيد عبد الامير <br />جامعة المستقبل الاولى على الجامعات الأهلية