اگرچه هزینه اولیه یک آبگرمکن خورشیدی ممکن است بیشتر از یک آبگرمکن سنتی باشد، اما انرژی خورشیدی که از آن استفاده خواهید کرد می‌تواند صرفه‌جویی‌های زیادی داشته باشد و مزایای زیست‌محیطی داشته باشد. آب گرم ۱۸ درصد از مصرف انرژی یک خانه را تشکیل می‌دهد، اما آبگرمکن‌های خورشیدی می‌توانند هزینه آب گرم شما را ۵۰ تا ۸۰ درصد کاهش دهند.
در این مقاله، توضیح خواهیم داد که چگونه آبگرمکن‌های خورشیدی می‌توانند به شما در بهره‌مندی از انرژی تجدیدپذیر رایگان که موجب صرفه‌جویی در هزینه و منفعت برای کره زمین می‌شود، کمک کنند. با در دست داشتن این اطلاعات، می‌توانید بهترین تصمیم را در مورد اینکه آیا یک آبگرمکن خورشیدی سرمایه‌گذاری خوبی برای نیازهای آب گرم خانه شما است یا خیر، بگیرید.
برای اینکه ببینید یک سیستم خورشیدی کامل برای خانه شما چقدر هزینه خواهد داشت، می‌توانید با پر کردن فرم زیر، از یک شرکت برتر خورشیدی در منطقه خود، یک قیمت رایگان و بدون تعهد دریافت کنید.
عملکرد اساسی یک آبگرمکن خورشیدی این است که آب یا مایع تبادل گرما را در معرض نور خورشید قرار دهد و سپس مایع گرم شده را برای استفاده خانگی به خانه شما برگرداند. اجزای اساسی همه آبگرمکن‌های خورشیدی یک مخزن ذخیره و یک جمع‌کننده هستند که گرمای خورشید را جمع‌آوری می‌کنند.
کلکتور مجموعه‌ای از صفحات، لوله‌ها یا مخازن است که از طریق آنها آب یا یک سیال انتقال حرارت، گرمای خورشید را جذب می‌کند. از آنجا، سیال به مخزن یا واحد تبادل حرارت منتقل می‌شود.
آبگرمکن‌های خورشیدی رایج‌ترین دستگاه‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی برای پیش‌گرمایش آب قبل از ورود به آبگرمکن‌های معمولی در خانه هستند. اما برخی از آبگرمکن‌های خورشیدی بدون استفاده از مخازن سنتی، آب را گرم و ذخیره می‌کنند و آب گرم کاملاً خورشیدی را فراهم می‌کنند.
دو دسته اصلی از آبگرمکن‌های خورشیدی وجود دارد: غیرفعال و فعال. تفاوت اصلی بین این دو این است که سیستم‌های فعال برای جابجایی آب به یک پمپ گردشی نیاز دارند، در حالی که سیستم‌های غیرفعال برای جابجایی آب به نیروی جاذبه متکی هستند. سیستم‌های فعال نیز برای کار به برق نیاز دارند و می‌توانند از ضد یخ به عنوان سیال مبدل حرارتی استفاده کنند.
در ساده‌ترین کلکتورهای خورشیدی غیرفعال، آب در یک لوله گرم می‌شود و سپس در صورت نیاز مستقیماً از طریق لوله به شیر آب متصل می‌شود. کلکتورهای خورشیدی فعال یا از ضد یخ استفاده می‌کنند - از کلکتور خورشیدی به یک مبدل حرارتی برای گرم کردن آب آشامیدنی برای ذخیره‌سازی و مصارف خانگی - یا آب را مستقیماً گرم می‌کنند، که سپس به مخزن پمپ می‌شود.
سیستم‌های فعال و غیرفعال دارای زیرشاخه‌هایی هستند که به اقلیم‌ها، ماموریت‌ها، ظرفیت‌ها و بودجه‌های مختلف اختصاص داده شده‌اند. اینکه کدام یک برای شما مناسب است به عوامل زیر بستگی دارد:
اگرچه آبگرمکن‌های خورشیدی فعال گران‌تر از سیستم‌های غیرفعال هستند، اما کارآمدترند. دو نوع سیستم آبگرمکن خورشیدی فعال وجود دارد:
در یک سیستم مستقیم فعال، آب آشامیدنی مستقیماً از طریق کلکتور به مخزن ذخیره برای استفاده می‌رود. این سیستم‌ها برای آب و هوای معتدل که دما به ندرت به زیر نقطه انجماد می‌رسد، مناسب‌تر هستند.
سیستم‌های غیرمستقیم فعال، یک سیال غیر یخچالی را از طریق کلکتورهای خورشیدی به یک مبدل حرارتی منتقل می‌کنند که در آنجا گرمای سیال به آب آشامیدنی منتقل می‌شود. سپس آب برای مصارف خانگی به مخزن ذخیره‌سازی بازگردانده می‌شود. سیستم‌های غیرمستقیم فعال برای آب و هوای سرد که دما اغلب به زیر نقطه انجماد می‌رسد، ضروری هستند. بدون سیستم‌های غیرمستقیم فعال، لوله‌ها در معرض خطر یخ‌زدگی و ترکیدگی قرار دارند.
آبگرمکن‌های خورشیدی غیرفعال گزینه‌ای ارزان‌تر و ساده‌تر هستند، اما نسبت به سیستم‌های فعال، راندمان کمتری دارند. با این حال، می‌توانند قابل اعتمادتر و بادوام‌تر باشند، بنابراین نباید آنها را به عنوان یک گزینه نادیده بگیرید، به خصوص اگر بودجه‌ی محدودی دارید.
سیستم جمع‌آوری یکپارچه (ICS) ساده‌ترین سیستم گرمایش آب خورشیدی است - از جمع‌آوری‌کننده می‌توان به عنوان مخزن ذخیره‌سازی نیز استفاده کرد. این سیستم‌ها بسیار مؤثر هستند، اما فقط در آب و هوایی با خطر یخ‌زدگی بسیار کم کار می‌کنند. یک سیستم ICS می‌تواند به سادگی یک مخزن بزرگ سیاه یا مجموعه‌ای از لوله‌های مسی کوچکتر باشد که به سقف متصل شده‌اند. واحدهای ICS با لوله‌های مسی به دلیل افزایش سطح، سریع‌تر گرم می‌شوند، اما به همین دلیل گرما را سریع‌تر دفع می‌کنند.
سیستم‌های ICS اغلب برای پیش‌گرمایش آب برای بخاری‌های معمولی استفاده می‌شوند. در چنین سیستمی، وقتی به آب نیاز باشد، آب از مخزن ذخیره‌سازی/جمع‌کننده خارج شده و به آبگرمکن سنتی در خانه می‌رود.
یکی از ملاحظات مهم برای سیستم‌های ICS، اندازه و وزن است: از آنجا که خود مخازن نیز جمع‌آوری‌کننده هستند، بزرگ و سنگین هستند. ساختار باید به اندازه کافی قوی باشد تا بتواند از یک سیستم ICS حجیم پشتیبانی کند، که ممکن است برای برخی از خانه‌ها غیرعملی یا غیرممکن باشد. یکی دیگر از معایب سیستم ICS این است که در هوای سرد مستعد یخ‌زدگی و حتی ترکیدن است، و این آن را فقط برای استفاده در آب و هوای گرم یا تخلیه قبل از شروع هوای سرد مناسب می‌کند.
سیستم‌های ترموسیفون بر چرخه حرارتی متکی هستند. آب با بالا آمدن آب گرم و پایین آمدن آب سرد، گردش می‌کند. آن‌ها مانند واحد ICS مخزنی دارند، اما جمع‌کننده از مخزن به سمت پایین شیب دارد تا چرخه حرارتی را ممکن سازد.
یک جمع‌کننده ترموسیفون، نور خورشید را جمع‌آوری می‌کند و آب گرم را از طریق یک حلقه بسته یا لوله حرارتی به مخزن برمی‌گرداند. اگرچه ترموسیفون‌ها از سیستم‌های ICS کارآمدتر هستند، اما در مواردی که تخلیه منظم انجام می‌شود، نمی‌توان از آنها استفاده کرد.
هرچه آب گرم بیشتری مصرف کنید، احتمال اینکه آبگرمکن خورشیدی شما در طول زمان هزینه خود را جبران کند، بیشتر است. آبگرمکن‌های خورشیدی برای خانوارهایی که اعضای زیادی دارند یا نیاز به آب گرم زیادی دارند، مقرون به صرفه‌ترین هستند.
یک آبگرمکن خورشیدی معمولی قبل از مشوق‌های فدرال حدود ۹۰۰۰ دلار قیمت دارد و برای مدل‌های فعال با ظرفیت بالاتر به بیش از ۱۳۰۰۰ دلار می‌رسد. سیستم‌های کوچک می‌توانند تا ۱۵۰۰ دلار قیمت داشته باشند.
قیمت‌ها بر اساس عوامل زیادی، از جمله انتخاب مواد، اندازه سیستم، هزینه‌های نصب و نگهداری و موارد دیگر، متفاوت است. در حالی که سیستم‌های ICS ارزان‌ترین گزینه هستند (حدود ۴۰۰۰ دلار برای یک واحد ۶۰ گالنی)، در همه آب و هواها کار نمی‌کنند، بنابراین اگر خانه شما دمای معمولی زیر صفر درجه سانتیگراد را تجربه می‌کند، چاره‌ای جز خرید یک سیستم غیرمستقیم فعال یا حداقل استفاده از یک سیستم متفاوت برای بخشی از سال ندارید.
وزن و اندازه سیستم‌های غیرفعال ارزان‌تر ممکن است برای همه مناسب نباشد. اگر سازه شما نمی‌تواند وزن یک سیستم غیرفعال را تحمل کند یا فضای کافی ندارید، یک سیستم فعال گران‌تر باز هم بهترین گزینه شماست.
اگر در حال ساخت خانه جدید یا تأمین مالی مجدد هستید، می‌توانید هزینه آبگرمکن خورشیدی جدید خود را در وام مسکن خود لحاظ کنید. گنجاندن هزینه یک آبگرمکن خورشیدی جدید در یک وام مسکن 30 ساله، ماهانه 13 تا 20 دلار برای شما هزینه خواهد داشت. همراه با مشوق‌های فدرال، ممکن است ماهانه 10 تا 15 دلار بپردازید. بنابراین اگر در حال ساخت خانه جدید یا تأمین مالی مجدد هستید و صورتحساب آب گرم سنتی شما بیش از 10 تا 15 دلار در ماه است، فوراً شروع به پس‌انداز خواهید کرد. هر چه آب بیشتری مصرف کنید، سیستم سریع‌تر هزینه خود را جبران می‌کند.
علاوه بر هزینه خرید و نصب خود سیستم، باید هزینه‌های عملیاتی سالانه را نیز در نظر بگیرید. در یک سیستم غیرفعال ساده، این هزینه ناچیز است یا اصلاً قابل چشم‌پوشی نیست. اما در اکثر سیستم‌هایی که از آبگرمکن‌های معمولی و بخاری‌های خورشیدی استفاده می‌کنند، متحمل برخی هزینه‌های گرمایش خواهید شد، البته بسیار کمتر از زمانی که فقط از بخاری‌های معمولی استفاده می‌کنید.
لازم نیست قیمت کامل یک سیستم آبگرمکن خورشیدی جدید را بپردازید. اعتبارات مالیاتی فدرال می‌توانند هزینه‌های نصب را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. اعتبار مالیاتی انرژی تجدیدپذیر مسکونی فدرال (که با نام ITC یا اعتبار مالیاتی سرمایه‌گذاری نیز شناخته می‌شود) می‌تواند 26٪ اعتبار مالیاتی برای آبگرمکن‌های خورشیدی فراهم کند. اما برای واجد شرایط بودن، شرایطی وجود دارد:
بسیاری از ایالت‌ها، شهرداری‌ها و شرکت‌های آب و برق، مشوق‌ها و تخفیف‌های خاص خود را برای نصب آبگرمکن‌های خورشیدی ارائه می‌دهند. برای اطلاعات بیشتر در مورد مقررات، به پایگاه داده DSIRE مراجعه کنید.
قطعات آبگرمکن خورشیدی در بسیاری از فروشگاه‌های زنجیره‌ای ملی، مانند هوم دیپو، موجود است. همچنین می‌توان دستگاه‌ها را مستقیماً از تولیدکننده خریداری کرد، شرکت‌های دودا دیزل و سانبانک سولار چندین گزینه عالی برای آبگرمکن خورشیدی مسکونی ارائه می‌دهند. نصاب‌های محلی نیز می‌توانند آبگرمکن‌های خورشیدی با کیفیتی ارائه دهند.
از آنجایی که عوامل زیادی بر انتخاب آبگرمکن خورشیدی تأثیر می‌گذارند، توصیه می‌شود هنگام انتخاب و نصب یک سیستم آبگرمکن خورشیدی بزرگتر با یک متخصص مشورت کنید.
آبگرمکن‌های خورشیدی به اندازه گذشته رایج نیستند. این امر عمدتاً به دلیل کاهش چشمگیر هزینه پنل‌های خورشیدی است که باعث شده بسیاری از افرادی که در غیر این صورت آبگرمکن‌های خورشیدی نصب می‌کردند، از استفاده از برق تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی برای گرم کردن آب صرف نظر کنند.
آبگرمکن‌های خورشیدی فضای ارزشمندی را اشغال می‌کنند و برای صاحبان خانه که علاقه‌مند به تولید انرژی خورشیدی خود هستند، ممکن است منطقی‌تر باشد که فضای موجود را به حداکثر برسانند و آبگرمکن‌های خورشیدی را به طور کامل حذف کنند و به جای آن پنل‌های خورشیدی بخرند.
با این حال، اگر جایی برای پنل‌های خورشیدی ندارید، آبگرمکن‌های خورشیدی ممکن است هنوز هم مناسب باشند زیرا فضای بسیار کمتری نسبت به پنل‌های خورشیدی اشغال می‌کنند. آبگرمکن‌های خورشیدی همچنین گزینه بسیار خوبی برای افرادی هستند که در مناطق دور افتاده زندگی می‌کنند یا به عنوان یک افزونه سازگار با محیط زیست برای انرژی خورشیدی موجود هستند. آبگرمکن‌های برقی مدرن بسیار کارآمد هستند و هنگامی که با انرژی خورشیدی تغذیه می‌شوند و با آبگرمکن‌های خورشیدی جفت می‌شوند، در هزینه کیف پول شما صرفه‌جویی زیادی می‌کنند و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهند.
برای بسیاری از صاحب‌خانه‌ها، تصمیم نهایی به قیمت برمی‌گردد. آبگرمکن‌های خورشیدی می‌توانند تا ۱۳۰۰۰ دلار قیمت داشته باشند. برای اینکه ببینید یک سیستم خورشیدی کامل برای خانه شما چقدر هزینه خواهد داشت، می‌توانید با پر کردن فرم زیر، از یک شرکت برتر خورشیدی در منطقه خود، یک قیمت رایگان و بدون تعهد دریافت کنید.
اینکه آیا یک آبگرمکن خورشیدی ارزش خرید دارد یا خیر، کاملاً به محل زندگی شما، نیازها و ترجیحات شما و اینکه آیا قصد نصب پنل‌های خورشیدی را دارید یا خیر، بستگی دارد. از دست رفتن جایگاه آبگرمکن‌های خورشیدی عمدتاً به دلیل گسترش استفاده از انرژی خورشیدی خانگی است: افرادی که آبگرمکن‌های خورشیدی نصب می‌کنند، انرژی خورشیدی را نیز می‌خواهند و اغلب آبگرمکن‌های خورشیدی را که برای فضای ارزشمند پشت بام رقابت می‌کنند، کنار می‌گذارند.
اگر فضای کافی دارید، یک آبگرمکن خورشیدی می‌تواند هزینه آب گرم شما را کاهش دهد. آبگرمکن‌های خورشیدی در کنار سایر منابع انرژی تجدیدپذیر، تقریباً برای هر کاربردی، انتخابی عالی هستند.
یک سیستم آبگرمکن خورشیدی معمولی حدود ۹۰۰۰ دلار قیمت دارد و مدل‌های گران‌قیمت آن تا بیش از ۱۳۰۰۰ دلار هم می‌رسند. آبگرمکن‌های کوچک بسیار ارزان‌تر خواهند بود و از ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ دلار قیمت دارند.
بزرگترین عیب آبگرمکن‌های خورشیدی این است که در روزهای مه‌آلود، بارانی یا ابری و همچنین در شب کار نمی‌کنند. اگرچه این مشکل را می‌توان با آبگرمکن‌های کمکی سنتی برطرف کرد، اما هنوز هم یک عیب رایج در همه فناوری‌های خورشیدی است. تعمیر و نگهداری می‌تواند منجر به خاموش شدن مجدد دستگاه شود. اگرچه معمولاً به تعمیر و نگهداری بسیار کمی نیاز دارند، اما برخی از آبگرمکن‌های خورشیدی به زهکشی، تمیز کردن منظم و محافظت در برابر خوردگی نیاز دارند.
آبگرمکن‌های خورشیدی مایع را از طریق کلکتورهای خورشیدی (که معمولاً کلکتورهای صفحه تخت یا لوله‌ای هستند) به گردش در می‌آورند، مایع را گرم می‌کنند و آن را به مخزن یا مبدل می‌فرستند، جایی که مایع برای گرم کردن آب خانگی استفاده می‌شود.
کریستین یونکرز نویسنده، عکاس، فیلمساز و علاقه‌مند به طبیعت است که شیفته‌ی تلاقی بین مردم و کره‌ی زمین است. او با برندها و سازمان‌هایی که تأثیر اجتماعی و زیست‌محیطی در هسته‌ی وجودی‌شان قرار دارد، همکاری می‌کند و به آنها در روایت داستان‌هایی که جهان را تغییر می‌دهند، کمک می‌کند.