توفر أنظمة تكييف الهواء بالطاقة الشمسية كلا من التدفئة والتبريد، مما يجعلها مثالية لمباني المكاتب وبيوت الضيافة والمدارس والمستشفيات وحمامات السباحة ومرافق تربية الأحياء المائية والمنازل. هناك حاجة للتدفئة في الشتاء وعلى مدار العام-، على سبيل المثال للمياه الساخنة المنزلية والتدفئة وتجديد مياه حمام السباحة والتحكم في درجة الحرارة، في حين أن التبريد مطلوب أيضًا في الصيف. استخدام الماء الساخن بالطاقة الشمسية للتبريد يخلق نظام تكييف مركزي. حاليًا، تجري البلدان حول العالم أبحاثًا مكثفة حول تكنولوجيا تكييف الهواء بالطاقة الشمسية. وفقًا للدراسات الاستقصائية، فإن البلدان والمناطق التي قامت بالفعل أو هي في طور تنفيذ أنظمة تكييف الهواء بالطاقة الشمسية تشمل إيطاليا وإسبانيا وألمانيا والولايات المتحدة واليابان وكوريا الجنوبية وسنغافورة وهونج كونج. وذلك لأن استهلاك طاقة تكييف الهواء في البلدان المتقدمة يمثل نسبة كبيرة من استهلاك الطاقة السكنية السنوي. يعد استخدام الطاقة الشمسية لتشغيل أنظمة تكييف الهواء أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على الطاقة التقليدية وحماية البيئة الطبيعية.
مبدأ التبريد
يستخدم التبريد الشمسي مجمعات الطاقة الشمسية لتوفير مياه نقل الحرارة اللازمة للمولد في مبرد الامتصاص. كلما ارتفعت درجة حرارة الماء الناقل للحرارة، ارتفع معامل أداء المبرد (COP)، وبالتالي كفاءة التبريد لنظام تكييف الهواء. على سبيل المثال، إذا كانت درجة حرارة الماء الناقل للحرارة حوالي 60 درجة، فإن COP للمبرد يكون تقريبًا 0-40؛ إذا كانت درجة حرارة الماء الناقل للحرارة حوالي 90 درجة، فإن COP للمبرد يكون تقريبًا 0-70؛ وإذا كانت درجة حرارة الماء الناقل للحرارة حوالي 120 درجة، فإن COP للمبرد يمكن أن يصل إلى أكثر من 110.
أثبتت التجربة العملية أن تكييف الهواء بالطاقة الشمسية، الذي يجمع بين مجمع الأنابيب المفرغة من الأنابيب الحرارية ومبرد امتصاص بروميد الليثيوم، قد فتح مجالًا جديدًا لتطبيق التكنولوجيا الحرارية الشمسية.
مبدأ التدفئة
في فصل الشتاء، عند الحاجة إلى التدفئة، يمتص المجمع الشمسي فائق التوصيل الإشعاع الشمسي وينقله عبر سائل فائق التوصيل إلى محول تخزين طاقة مركب فائق التوصيل. عندما تصل درجة حرارة نظام تخزين الحرارة إلى 40 درجة، يقوم نظام التحكم في درجة الحرارة المركزي بإصدار أمر تسخين تلقائيًا، وتحويل نظام التدفئة والتبريد الداخلي إلى وضع التسخين وتفريغ الهواء الساخن من خلال منافذ الهواء. عندما تصل درجة حرارة الغرفة إلى النقطة المحددة، يتوقف إخراج الهواء الساخن. عندما تنخفض درجة حرارة الغرفة إلى أقل من النقطة المحددة، يستأنف إخراج الهواء الساخن، وتحقق هذه الدورة التلقائية تأثير التسخين المطلوب. (إعداد درجة حرارة كل غرفة مستقل ولا يؤثر على بعضها البعض.) إذا كانت هناك أيام غائمة متواصلة وكانت الطاقة الشمسية غير كافية، فسيتم استخدام مولد الطاقة الحرارية للكتلة الحيوية لتكملة نقص الطاقة الشمسية.