كيف تختار سخاناً شمسياً مناسباً لاحتياجاتك؟

في عام 1891 وقبل أكثر من 120 عام مضى تم تسجيل براءة الاختراع لأول سخان مياه يعتمد على الشمس كمصدر للطاقة بدلاً من الطرق التقليدية التي كانت الفحم أو البترول حينها، وباتت الكهرباء لاحقاً، وبعد أكثر من قرن من تسجيل الاختراع للمرة الأولى فقد تطورت السخانات الشمسية بشكل كبير وأصبحت أقل كلفة وأكثر فعالية في تسخين المياه. ومع أنها ليست بديلاً كلياً للسخانات الأخرى التي تعتمد الغاز أو الكهرباء، فهي موفرة للغاية وخلال سنوات قليلة تعوض سعرها وتشكل صفقة رابحة للغاية.

تسخين المياه هو واحد من أكثر العمليات صرفاً للطاقة وبالنتيجة للمال، فالسخانات الكهربائية عادة ما تكلف حوالي 10 إلى 15% من التكلفة الشهرية للكهرباء، ومع الصيف الطويل والحار الذي تتميز به المنطقة العربية، فاستخدام السخانات الشمسية فكرة سديدة كونها تعمل حتى في أيام الشتاء المشمسة أيضاً، فمع تكلفتها المنخفضة تستطيع هذه السخانات توفير مبالغ تتجاوز سعرها الأولي خلال ثلاثة أو أربعة سنوات فقط.

كيف تختار السخان الشمسي المناسب لك؟

عادة ما تدوم السخانات الشمسية لفترات ممتدة من الزمن، ومن الممكن حتى للأنواع ذات الجودة المتوسطة أن تستمر لحوالي 20 سنة قبل التلف، كما أنها قليلة الحاجة للصيانة (بالأخص الأنظمة ذات نقل الماء الذاتي). ومع انها تتشابه إلى حد بعيد من حيث مبدأ العمل، فهي تتنوع بالسعر والحجم وآلية حركة المياه كذلك. ولاختيار السخان الشمسي الأنسب يجب أخذ العوامل التالية بعين الاعتبار:

طبيعة المناخ ومستوى درجات الحرارة

يلعب المناخ دوراً كبيراً في تحديد نوع السخان المستخدم وحجمه كذلك، ففي المناخات الباردة نسبياً وفي الأماكن التي تتعرض لكميات قليلة من أشعة الشمس يفضل استخدام أنظمة سخانات شمسية ذات نقل مائي قسري (تستخدم مضخة لتحريك الماء في أنابيب التسخين) مع خزان تجميع كبير ومعزول بشكل جيد لمنع فقدان الحرارة للوسط الخارجي، كما أن المناطق التي قد تتعرض لمستويات حرارة منخفضة كفاية لتجمد المياه تتطلب أنظمة سخانات شمسية مع صمامات لتصريف المياه حيث أن تجمد المياه ضمن الأنابيب قد يؤدي إلى تلفها تماماً.

بالمقابل، في المناطق الحارة أو المناطق التي تمتلك صيفاً طويلاً وأياماً مشمسة كثيرة (كالمنطقة العربية) فأنظمة السخانات ذات النقل المائي الذاتي كافية لأداء المهمة، كما أن حجم خزان التجميع اللازم يكون أصغر نتيجة الاستطاعة الكبيرة للسخان. هذا الأمر يعني أن السخانات الشمسية عدا عن فعاليتها الأكبر، فهي تكلف أقل بشكل ملحوظ في المناطق الدافئة.

كمية الماء الساخن اللازمة يومياً

كمية المياه اللازمة بشكل يومي هي المعيار الأساسي الذي يحدد حجم نظام السخان الشمسي المطلوب، وهذه الكمية تتبع لعوامل عدة تتراوح من نمط الحياة وكمية الجلي والتنظيف والاستحمام وغيرها، بالإضافة لعدد الأشخاص المقيمين في المنزل الذي سيخدمه نظام السخان الشمسي. بالمتوسط يحتاج الشخص الواحد حوالي 70 لتراً من الماء الساخن كحد أقصى يومياً، وبمضاعفة العدد حسب عدد الأفراد المستفيدين من السخان الشمسي تحصل على حجم خزان الجمع اللازم.

كمية 70 لتراً من الماء الساخن تقديرية وبالحد الأقصى، فمعظم الأشخاص يحتاجون لكميات أقل منها بكثير، لذا يجب تقييم احتياجات المنزل بشكل يتوافق مع مقدار الصرف لتجنب صرف الكثير من المال على نظام سخان شمسي أكبر من اللازم. ومن الجدير بالذكر أن الأنظمة المصممة لعدد قليل من الأشخاص (4 أو أقل) لا تحتاج لمضخة عادة، بينما الأنظمة الكبيرة المصممة للعائلات الأكبر تحتاج لمضخة لتحقيق أكبر استفادة ممكنة من حرارة الشمس.

جودة العزل الحراري لخزان الجمع

بالنسبة للسخانات الشمسية التي تركب في المصايف مثلاً، فالعزل الحراري ليس ضرورياً حقاً كون هذه السخانات ستكون قيد الاستخدام في الفترة الصيفية فقط حيث أن الحرارة العالية لا تسمح بخسارة الكثير من حرارة الماء الساخن، لكن بالنسبة للأماكن الأخرى حتى تلك الحارة منها (كالمنطقة العربية) فالعزل ضروري للغاية. فمن الناحية الأولى يؤثر المناخ الجاف على درجات الحرارة ويجعلها تنخفض بشدة ليلاً مما يفقد السخان فاعليته ليلاً أو في الصباح الباكر، ومن الناحية الأخرى فغياب العزل يعني أن نظام السخان الشمسي لن يحقق الفائدة المرجوة في فصل الشتاء.

في المناطق الباردة يشكل العزل الحراري الفعال ضرورة لا بد منها، فترك خزان الجمع دون عزله بشكل محكم يعني أن حرارة الماء ستفقد بسهولة وسرعة بحيث يصبح استخدام السخان الشمسي جون فائدة حقيقية. من المهم تذكر أ العزل الجيد يكلف المزيد من المال وهذا عامل مهم يسهم بجعل السخانات الشمسية أقل جدوى في الأماكن الباردة وأكثر جدوى في المناطق الحارة والمشمسة.

نظام حمام شمسي فعال أو ذاتي

نظام السخان الشمسي الذاتي هو الشكل الأبسط للسخانات الشمسية، فهو يعتمد على كون الماء البارد أثقل من الماء الساخن، وبوضع خزان التجميع على سوية أعلى من أنابيب التسخين ينتقل الماء عند تسخينه إلى الأعلى متيحاً المجال للماء البارد للهبوط للأسفل والحصول على الحرارة. ومع أن هذا النظام فعال بشكل كبير وأقل حاجة للصيانة وبالطبع أقل كلفة، فهو لا يقدم نفس المستوى الموجود في السخانات الفعالة، ويناسب المناخات الحارة والأعداد الصغيرة من المستفيدين من الماء الساخن.

بالمقابل، فالسخان الفعال يعتمد على مضخة كهربائية ونظام من حساسات الحرارة التي تعمل على تحريك الماء في الأنابيب بشكل قسري للحصول على مياه ساخنة ومتجانسة من حيث درجة الحرارة في خزان التجميع. هذا النوع يتطلب صيانة أكثر ويكلف أكثر كما انه أقل توفيراً للمال كونه يصرف بعض الكهرباء على عمل المضخة، لكنه يحقق نتائج أفضل من حيث ثبات درجة حرارة المياه من ناحية والقدرة الأفضل على العمل في المناخات الباردة ولعدد أكبر من الأشخاص كذلك.

نصائح لبيب للحصول على السخان الشمسي الأفضل

بالإضافة للمعايير السابقة والضرورية لاختيار السخان الشمسي المناسب، فهناك بعض النصائح الهامة التي تساعد على تحقيق الاستفادة المثلى من نظام السخان الشمسي:

• أحرص على شراء سخان شمسي مناسب لاحتياجاتك بحيث لا يكون أصغر ولا أكبر من حاجتك، فالسخان الصغير لن يحقق الغاية الأساسية من وجوده، والسخان الكبير يعني صرف المزيد من المال دون حاجة حقيقية.
• فكر بحاجاتك المستقبلية بالإضافة لحاجاتك الحالية، فالسخانات الشمسية تدوم لسنوات طويلة وفي حال كانت الحاجات المستقبلية ستزداد بمرور الوقت فمن الأفضل الحصول على سخان شمسي كبير كفاية للحاجات المستقبلية بدلاً من الحاجة لاستبداله بنظام أكبر لاحقاً.
• تأكد من كون خزان المياه الرئيسي على مستوى أعلى من السخان الشمسي، فوجود الخزان الرئيسي على ارتفاع أعلى من نظام السخان الشمسي يتيح انتقال المياه بشكل سلس ومناسب، فيما أن وجود الخزان الرئيسي بنفس مستوى السخان الشمسي أو على ارتفاع أقل لا يسمح له بالعمل أصلاً.
• قم بتوجيه السخان الشمسي بحيث يحصل على أكبر كم ممكن من الضوء المباشر من الشمس. الاتجاه المثالي في المنطقة العربية هو الجنوب الغربي، مع كون زاوية ميل الأنابيب تتناسب طرداً مع الابتعاد عن خط الاستواء.
• لا تجعل السخان الشمسي خيارك الوحيد للحصول على الماء الساخن، فعلى الرغم من أنه فعال للغاية وبالأخص في المنطقة العربية، فهو لا يعمل جيداً في الأيام الغائمة أو الماطرة أو في الشتاء عموماً، لذا يجب إبقاء خيار تسخين مياه آخر في حال لم يكن السخان الشمسي قابلاً للعمل حينها.

في النهاية، لا شك بأن السخانات الشمسية واحدة من أفضل طرق تسخين المياه وأرخصها عدا عن كونها صديقة للبيئة، وحتى مع شراء السخانات ذات الجودة العالية، فهي سرعان ما تعوض سعرها الأصلي بكونها موفرة للطاقة بشكل كبير، وبالنسبة للمناخ العربي فهي حل مثالي لتوفير المال على المدى البعيد كونها تدوم طويلاً.