เทคโนโลยีเครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์

เครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ในการผลิตน้ำร้อน เครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไปประกอบด้วยตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งอยู่บนหลังคาของอาคารและเชื่อมต่อกับถังเก็บน้ำ น้ำที่ไม่ผ่านความร้อนสามารถหมุนเวียนได้จากถังผ่านตัวสะสมเพื่อให้ความร้อนโดยตรงหรือสามารถให้ความร้อนด้วยของเหลวแลกเปลี่ยนความร้อนความจุสูงที่ถูกทำให้ร้อนในตัวสะสมและถ่ายโอนความร้อนผ่านทางท่อในน้ำ ถัง ในขณะที่การถ่ายโอนความร้อนจากตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ไปยังน้ำที่ไม่ผ่านความร้อนสามารถทำได้อย่างสะดวกสบายโดยไม่ต้องใช้กลไก แต่ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์“ ใช้งาน” ใช้กระแสไฟฟ้าในการหมุนเวียนของเหลวแลกเปลี่ยนความร้อน

แม้ว่าการฝึกฝนการใช้ดวงอาทิตย์เพื่อให้ความร้อนแก่น้ำเพื่อใช้ภายในประเทศนั้นสามารถย้อนกลับไปยังวัฒนธรรมโบราณได้หลายอย่าง แต่ก็ไม่ถึงปี พ.ศ. 2434 ที่ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่จดสิทธิบัตรครั้งแรกนั้นถูกขายในเชิงพาณิชย์ คิดค้นโดยคลาเรนซ์เคมพ์ในบัลติมอร์แมริแลนด์ระบบนี้ถูกเรียกว่า "จุดสุดยอด" และเป็นที่นิยมในแคลิฟอร์เนียและรัฐอื่น ๆ ในอเมริกาที่อบอุ่น เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูงและความไม่สะดวกในการใช้เชื้อเพลิงธรรมดากับน้ำร้อนหลายครัวเรือนจึงกระตือรือร้นที่จะลงทุนในเครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์เหล่านี้ อย่างไรก็ตามระบบจุดสุดยอดมีข้อ จำกัด ในการที่องค์ประกอบความร้อนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเป็นถังเก็บจึง จำกัด ปริมาณน้ำร้อนที่มีอยู่ ในปี 1909 William J. Bailey ได้จดสิทธิบัตรระบบที่แยกถังเก็บน้ำออกจากองค์ประกอบความร้อนจากแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นพื้นฐานของการออกแบบเครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้กันในปัจจุบัน

ระบบแอคทีฟและพาสซีฟ

ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟใช้ปั๊มเชิงกลและตัวควบคุมส่วนต่างเพื่อควบคุมและควบคุมการไหลของของเหลวหรือถ่ายเทความร้อนจากน้ำจากตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ไปยังถัง ผู้ควบคุมรู้สึกถึงความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำในถังและอุณหภูมิในตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และเปิดปั๊มเมื่อน้ำในถังเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิของถังเก็บ เครื่องสูบน้ำบางตัวใช้พลังงานไฟฟ้าหลัก (สายไฟฟ้า) และอื่น ๆ ทำงานด้วยไฟฟ้าที่เกิดจากแผงโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ ในขณะที่บางระบบพลังงานแสงอาทิตย์หมุนเวียนของเหลวเมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสงและเก็บน้ำอุ่นในถังที่มีฉนวนอย่างดีเพื่อให้ความร้อนในเวลากลางคืนในขณะที่ระบบอื่น ๆ ใช้กระแสไฟฟ้าเป็นตัวสำรองสำหรับเวลากลางคืนและวันที่มีเมฆมาก ในระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ถังเก็บน้ำสามารถติดตั้งในพื้นที่หลังคาหรือในตำแหน่งอื่น ๆ ที่จะลดการสูญเสียความร้อนสู่อากาศเย็นเนื่องจากการไหลของน้ำไม่ได้ขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง ดังนั้นถังเหล่านี้จึงสามารถใช้งานร่วมกับกระบอกน้ำร้อนในระบบทำความร้อนในพื้นที่ในครัวเรือนและระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์สามารถใช้เพื่ออุ่นน้ำในกระบอกสูบในฤดูหนาวเพื่อให้ความร้อนในอวกาศ

ระบบพาสซีฟซึ่งอาศัยแรงโน้มถ่วงมากกว่ากระแสไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดในภูมิอากาศร้อนที่ไม่มีการแช่แข็งในเวลากลางคืนหรือฤดูหนาว ระบบแฝงบางระบบใช้การกำหนดค่าความร้อนที่ใช้แรงโน้มถ่วงและการไหลเวียนของความร้อน น้ำเย็นจากระดับความสูงไหลลงมาตามแรงโน้มถ่วงไปยังตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และเมื่อน้ำผ่านตัวสะสมและความร้อนเพิ่มขึ้นมันก็จะไหลผ่านการพาความร้อนเพื่อไปยังถังเก็บอีกครั้ง ระบบแฝงอีกประเภทหนึ่งคือระบบจัดเก็บสะสมแบบบูรณาการโดยที่ตัวสะสมจะอยู่ด้านบนของถังเก็บน้ำและทำให้น้ำร้อนในถังโดยตรง