تكنولوجيا تطبيق الثلاجة الشمسية

بدأت الصين أبحاثًا حول ثلاجات الامتزاز الشمسي، لكن معظمها ظل محصورًا في المختبر ولم يحقق بعد المستوى المطلوب من التطبيق العملي. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى ارتفاع درجات حرارة الإنتاج ومحدودية توافر الطاقة الشمسية. علاوة على ذلك، فإن الحاجة إلى الأنابيب بين طبقة الامتزاز الخارجية والمبرد الداخلي في ثلاجات الامتزاز الشمسي تمثل عقبة رئيسية أمام إنتاجها بكميات كبيرة.
ولمعالجة هذه القيود، أجرى الباحثون المحليون بحثًا تفصيليًا حول تكنولوجيا التبريد بامتصاص الطاقة الشمسية الصلبة، مع التركيز على آليات دورة النظام، واختيار أزواج التبريد بالامتزاز، وأداء الثلاجة الشمسية، وتحليل الخصائص الداخلية والخارجية، والتصميم الأمثل. وبعد سنوات من البحث المخصص، قام سون تشانغجيانغ، من مختبر البيئة الحرارية في معهد التبريد بجامعة شنغهاي جياو تونغ، ببناء ثلاجتين تعملان بامتصاص الطاقة الشمسية باستخدام العمليات والإجراءات المطلوبة للإنتاج الضخم. وتظهر النتائج التجريبية أداء مستقرا نسبيا، مما يدل على أن التكنولوجيا لهذا النوع من الثلاجات الشمسية ناضجة بما فيه الكفاية للإنتاج.
في ثلاجات الامتزاز الشمسي، يعد اختيار أزواج المبردات الامتزازية أمرًا بالغ الأهمية. قام الباحثون المحليون بدراسة خصائص الامتزاز لأزواج غازات التبريد المختلفة، بما في ذلك CoF2-NH3، SrCl2-NH3، والكربون المنشط-الميثانول، والكربون المنشط-الإيثانول. تظهر النتائج التجريبية أن زوج مائع العمل CoF2- NH3 يتمتع بقدرة امتصاص محددة عالية، ويتطلب درجة حرارة منخفضة للوصول إلى أقصى قدرة على الامتصاص، وله دورة امتصاص قصيرة، ولا يظهر أي تكتل أو تمدد بعد الامتزاز المتكرر، مما يوفر إمكانيات جديدة للتصغير والتطبيق العملي لأنظمة التبريد بالامتزاز الكيميائي. يُظهر زوج مائع العمل SrCl2-NH3 أيضًا قدرة تبريد عالية بالامتصاص وهو مناسب للاستخدام مع الطاقة الشمسية أو الحرارة المهدرة منخفضة الدرجة، مما يجعله زوج مائع عمل ممتاز. يعد زوج مائع العمل من الكربون والميثانول المنشط أكثر ملاءمة للاستخدام في صانعات الثلج بامتصاص الطاقة الشمسية الصلبة من زوج مائع العمل من الكربون المنشط والإيثانول.
تعد المجمعات الحرارية الشمسية-عالية الكفاءة من المكونات الرئيسية للثلاجات الشمسية ويتم تصنيفها إلى نوعين: غير-مركزية ومركزة. يتم تصنيف مجمعات الطاقة الشمسية غير المركزة-على أنها-لوحة مسطحة، وأنبوب مفرغ، وCPC. تتميز هذه الأنواع الثلاثة بدرجات حرارة تجميع منخفضة، أقل من 250 درجة، ويتم تصنيفها على أنها مجمعات شمسية ذات درجة حرارة منخفضة- أو متوسطة-. يتم تصنيف مجمعات الطاقة الشمسية المركزة على أنها أنواع الحوض والطبق والبرج. عادةً، يمكن لهذه الأنواع الثلاثة تحقيق درجات حرارة تجميع تتجاوز 300 درجة، مما يجعلها مجمعات درجات حرارة متوسطة- وعالية-. بالنسبة للثلاجات التي تعمل بالطاقة الشمسية،-تُستخدم مجمعات الطاقة الشمسية غير المركزة بشكل أساسي في أنظمة التبريد بامتصاص الطاقة الشمسية، بينما يمكن استخدام مجمعات الطاقة الشمسية المركزة في أنظمة التبريد بالطاقة الشمسية الكهروضوئية. لقد اقتصرت الأبحاث واستخدام مجمعات الطاقة الشمسية، محليًا ودوليًا، في المقام الأول على نطاق درجات الحرارة المتوسطة- والمنخفضة-.