المجمعات الشمسية المفرغة

أن تصاميم المجمعات الشمسية المركزة تؤدي الى تقليل مساحة السطح الفاقد للحرارة وذلك لتقليل كمية الحرارة المفقودة من السطح الماص الى الجو المحيط ولكن نتيجة لارتفاع درجة حرارة السطح الماص فانه يفقد كمية من الحرارة تتناسب وفارق درجات الحرارة بين السطح والجو المحيط، وهذا فانه لا يتم التغلب على مشكلة فقدان الحرارة بالحمل بل يجري تقليل مفعولها.

وتتغلب المجمعات الشمسية المفرغة على هذه المشكلة بواسطة الغاء الوسط المادي الذي تنتقل الحرارة خلاله وهو الهواء، ويتم ذلك بواسطة تثبيت الانبوب الحامل للسائل داخل اسطوانة زجاجية مقفلة ومفرغة من الهواء في ذات الوقت، ونتيجة لقدرة الضوء على الانتقال في الفراغ فان تفريغ الاسطوانة الزجاجية من الهواء لا يقف عثرة أمام وصول أشعة الشمس الى السطح الماص داخلها، فااسطوانة الزجاجية المفرغة تسمح لأشعة الشمس بالوصول الى السطح الماص لكنها تمنع انتقال الحرارة بالحمل من السطح الماص الى الخارج.

ما تقدم لا يعني أن المجمعات المفرغة لا تفقد جزءا من الحرارة امكتسبة بل يعني أنه يتم التغلب على فقدان الحرارة بالحمل فقط، ويبقى أن المجمعات المفرغة تفقد بعض حرارا بواسطة التوصيل والاشعاع، ويتم فقدان الحرارة بالتوصيل عند طرفي الانبوب الزجاجي عند نقطة دخول وخروج الانبوب الحامل للسائل، غير أن كمية الحرارة المفقودة بالتوصيل عادة ما تكون قليلة خاصة اذا ما استعملت العوازل الحرارية بين الاسطوانة الزجاجية والانبوب المعدني، وبذلك يبقى فقدان الحرارة بالاشعاع هو المصدر الرئيسي للحرارة المفقودة اضافة الى ما ينعكس من أشعة الشمس على السطح الماص نفسه، وتبلغ نسبة الحرارة المفقودة بواسطة الاشعاع والانعكاس عن السطح الماص 15 - 20% من قيمة الاشعاع الواصل الى السطح الماص.

إن اختيار الشكل الاسطواني للانبوبة الزجاجية المفرغة من الهواء ليس أمرا عشوائيا بل يهدف الى تقليل الضغط الواقع على وحدة المساحة من سطح الانبوبة الزجاجية نتيجة لاختلاف الضغوط على جانبيها (الضغط الجوي على السطح الخارجي والفراغ على السطح الداخلي).