مكيف هواء يعمل بالطاقة الشمسية

يشير تكييف الهواء الشمسي ، أو "تكييف الهواء الذي يعمل بالطاقة الشمسية"، إلى أي نظام تكييف (تبريد) يستخدم الطاقة الشمسية .

يمكن تحقيق ذلك من خلال التصميم الشمسي السلبي ، وتحويل الطاقة الحرارية الشمسية ، والتحويل الكهروضوئي (تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء). وقد خصص قانون استقلال الطاقة والأمن الأمريكي لعام 2007 ^{[ 1 ]} تمويلاً للفترة من 2008 إلى 2012 لبرنامج جديد للبحث والتطوير في مجال تكييف الهواء بالطاقة الشمسية، والذي من شأنه تطوير وعرض العديد من الابتكارات التكنولوجية الجديدة وتحقيق وفورات الإنتاج الضخم .

في أواخر القرن التاسع عشر، كان المحلول الأكثر شيوعًا للتبريد بالامتصاص هو محلول الأمونيا والماء. أما اليوم، فيُستخدم مزيج بروميد الليثيوم والماء على نطاق واسع. يُسخّن أحد طرفي نظام أنابيب التمدد/التكثيف، بينما يُبرّد الطرف الآخر بدرجة كافية لتكوين الجليد. في الأصل، كان الغاز الطبيعي يُستخدم كمصدر للحرارة في أواخر القرن التاسع عشر. أما اليوم، فيُستخدم البروبان في ثلاجات التبريد بالامتصاص في المركبات الترفيهية. كما يُمكن استخدام مُجمّعات الطاقة الشمسية الحرارية التي تعمل بالماء الساخن كمصدر حديث للحرارة "المجانية". وقد استعرض تقريرٌ برعاية وكالة ناسا عام 1976 تطبيقات أنظمة الطاقة الشمسية في تكييف الهواء. وشملت التقنيات التي نُوقشت كلاً من الأنظمة التي تعمل بالطاقة الشمسية (دورة الامتصاص ومحرك الحرارة/ دورة رانكين ) والأنظمة المرتبطة بالطاقة الشمسية (مضخة الحرارة)، بالإضافة إلى قائمة مراجع شاملة للأدبيات ذات الصلة. ^{[ 2 ]}

يمكن للخلايا الكهروضوئية توفير الطاقة الشمسية لتشغيل مكيفات الهواء، إما بشكل غير مباشر أو بشكل مباشر. تعتمد الطاقة الشمسية غير المباشرة على تزويد المنزل أو المبنى بالطاقة الشمسية، وهو ما كان يعني تقليديًا لمعظم المستخدمين ربط الطاقة الشمسية بالشبكة. في هذه الحالة، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى تيار متردد لتشغيل الأجهزة المنزلية، بما في ذلك مكيفات الهواء. تكمن ميزة هذه الطريقة في سهولة تركيب مكيفات الهواء، حيث لا تحتاج إلى أي إلكترونيات خاصة. أما عيبها، فهو أن كفاءة الطاقة الشمسية ( SEER ) لهذه المكيفات عادةً ما تكون 14 أو أقل، كما أن الطاقة الشمسية المُزوَّدة تفقد جزءًا من طاقتها أثناء تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد حتى قبل وصولها إلى المكيفات. ومن عيوبها أيضًا أنها لا تعمل عند انقطاع التيار الكهربائي، لأن الشبكة الكهربائية تتوقف عن العمل .يُعدّ المنزل أو المبنى المزوّد بالطاقة نقطة اتصال بشبكة الكهرباء، ويتعين على شركات المرافق منع إعادة تغذية الشبكة المعطلة بالطاقة عند انقطاع التيار الكهربائي. والآن، بدأت مكيفات الهواء، مثل العديد من الأجهزة المنزلية (مثل أجهزة التلفاز والحواسيب)، بالعمل على التيار المستمر. لذا، يتطلب تزويد المبنى بالطاقة الشمسية لهذه الوحدات تحويل التيار المتردد إلى تيار متردد، ثم تقويمه مرة أخرى إلى تيار مستمر، مما يزيد من أوجه القصور.

تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة بطاريات لتزويد المنزل أو المبنى بالطاقة الشمسية. وتعتمد هذه الأنظمة على وحدة تحكم في الجهد لإدارة شحن البطاريات، ثم يتم تحويل طاقة البطارية لتوفير تيار متردد للمنزل أو المبنى. ولأنها غير متصلة بالشبكة أو غير خاضعة لنظام القياس الصافي، يمكنها العمل حتى بعد انقطاع التيار الكهربائي بسبب عاصفة أو أي حدث آخر. ومع ذلك، يجب تحويل الطاقة، مرة أخرى، من تيار مستمر من الألواح الشمسية والبطاريات إلى تيار متردد عن طريق التحويل لتشغيل الأجهزة عن بُعد.

في الآونة الأخيرة، تم تطوير مكيفات هواء ومضخات حرارية تعمل بالطاقة الشمسية الكهروضوئية. تعمل هذه الوحدات باستخدام التيار المستمر، وبالتالي تستفيد من الطاقة المستمرة المتولدة من الألواح الشمسية الكهروضوئية. يستخدم أحد أنواع هذه الوحدات، وهو نظام التكييف المنفصل الصغير، ناقل طاقة تيار مستمر 48 فولت ومجموعة بطاريات 48 فولت، عادةً ما تكون 4 بطاريات 12 فولت موصولة على التوالي (مثل Hotspot Energy ). على عكس نظام البطاريات المنزلي الكامل، فإن هذه البطاريات تُشغّل مكيف الهواء فقط. تتميز هذه الأنظمة، مع توفر سعة كافية من الطاقة الشمسية والبطاريات، بإمكانية تشغيلها ليلاً أو في الأيام الغائمة. يسمح نوع آخر من أنظمة التكييف المنفصلة الصغيرة بتوصيل الألواح الشمسية مباشرةً بالجزء الخارجي من الوحدة، ويستخدم ناقل طاقة تيار مستمر 310 فولت، ويوفر خيارًا إضافيًا للطاقة الاحتياطية من الشبكة الكهربائية 120 فولت ( Airspool ) لتعويض أي نقص في الطاقة الشمسية المتاحة. تتميز مكيفات الهواء العاكسة التي تعمل بالتيار المستمر بانخفاض تكلفتها، بينما يكمن عيبها في عدم إمكانية تشغيلها بدون طاقة شمسية إلا عند توصيلها بالكهرباء. يستخدم كلا النظامين تقنية تدفق المبرد المتغير ، مع محركات وضواغط تيار مستمر عالية الكفاءة ومتغيرة السرعة، مما يقلل استهلاك الطاقة اللازمة للتشغيل، كما يوفران التدفئة بالإضافة إلى التكييف. يتوفر نوع ثالث من الوحدات للمباني الأكبر حجمًا، وعادةً ما تكون تجارية، ويوفر دعمًا من الشبكة الكهربائية والبطاريات، بالإضافة إلى خيار عداد صافي الطاقة. ومثل الوحدتين الأصغر حجمًا، تعمل هذه الوحدات بتقنية تدفق المبرد المتغير ، ولكن على عكسهما، تتيح تشغيل التدفئة في جزء من المبنى والتكييف في جزء آخر، وذلك باستخدام وحدة تكثيف خارجية واحدة ووحدات تبخير داخلية متعددة موزعة في مناطق مختلفة من المبنى لتكييف تلك المناطق وفقًا لاحتياجات المستخدمين.

يمكن دمج الطاقة الكهروضوئية مع تقنية الطاقة الحرارية الأرضية. يتطلب نظام تكييف هواء حراري أرضي فعال نظامًا كهروضوئيًا أصغر حجمًا وأقل تكلفة. يمكن أن تصل كفاءة الطاقة الموسمية (SEER) لمضخة حرارية أرضية عالية الجودة إلى 20 (±). يحتاج مكيف هواء بقدرة 29 كيلوواط (100,000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة) وكفاءة طاقة موسمية 20 إلى أقل من 5 كيلوواط أثناء التشغيل.  

تتوفر في الأسواق أنظمة تكييف هواء كهربائية جديدة لا تعتمد على الضواغط، ذات كفاءة طاقة موسمية (SEER) تتجاوز 20. وتستخدم الإصدارات الجديدة من المبردات التبخيرية غير المباشرة ذات تغيير الطور مروحةً ومصدرًا للمياه فقط لتبريد المباني دون إضافة رطوبة داخلية إضافية (كما هو الحال في مطار ماكاران في لاس فيغاس، نيفادا). في المناخات الجافة والقاحلة ذات الرطوبة النسبية الأقل من 45% (حوالي 40% من الولايات المتحدة القارية)، يمكن للمبردات التبخيرية غير المباشرة أن تحقق كفاءة طاقة موسمية (SEER) تتجاوز 20، وتصل إلى 40.  ويحتاج مبرد تبخيري غير مباشر بقدرة 29 كيلوواط (100,000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة) إلى طاقة شمسية كافية لتشغيل مروحة التدوير فقط (بالإضافة إلى مصدر للمياه).

يمكن لنظام كهروضوئي جزئي منخفض التكلفة أن يقلل (ولكن لا يلغي) كمية الكهرباء الشهرية المشتراة من شبكة الكهرباء لتشغيل أجهزة التكييف (وغيرها من الاستخدامات). وبفضل الدعم الحكومي الأمريكي الذي يتراوح بين 2.50 و5.00 دولارات أمريكية لكل واط كهروضوئي، يمكن أن تنخفض التكلفة الإجمالية للكهرباء المولدة من الطاقة الكهروضوئية إلى أقل من 0.15 دولار أمريكي لكل كيلوواط ساعة. ويُعد هذا النظام فعالاً من حيث التكلفة حاليًا في بعض المناطق التي يبلغ فيها سعر الكهرباء من شركات الكهرباء 0.15 دولار أمريكي أو أكثر. ويمكن بيع فائض الطاقة الكهروضوئية المولدة عند عدم الحاجة إلى التكييف إلى شبكة الكهرباء في العديد من المواقع، مما قد يقلل أو يلغي الحاجة السنوية لشراء الكهرباء. (انظر: مبنى صفري الطاقة )

يمكن تصميم كفاءة الطاقة العالية في المباني الجديدة (أو تحديث المباني القائمة). منذ إنشاء وزارة الطاقة الأمريكية عام ١٩٧٧، ساهم برنامجها للمساعدة في تحسين كفاءة الطاقة في خفض أحمال التدفئة والتبريد على ٥.٥ مليون منزل منخفض الدخل بنسبة ٣١٪ في المتوسط. مع ذلك، لا يزال مئة مليون مبنى أمريكي بحاجة إلى تحسين كفاءة الطاقة فيه. ولا تزال ممارسات البناء التقليدية غير الدقيقة تُنتج مبانٍ جديدة غير فعالة تحتاج إلى تحسين كفاءة الطاقة عند سكنها لأول مرة.

يمكن لأنظمة التبريد الأرضي الاستفادة من درجة حرارة الأرض المحيطة لتقليل أو إلغاء الحاجة إلى أجهزة التكييف التقليدية. في العديد من المناطق التي يقطنها غالبية البشر، تُسهم هذه الأنظمة بشكل كبير في الحد من تراكم الحرارة الصيفية غير المرغوب فيها، كما تُساعد في سحب الحرارة من داخل المبنى. صحيح أنها تزيد من تكلفة البناء، إلا أنها تُقلل أو تُلغي تكلفة أجهزة التكييف التقليدية.

لا تُعدّ أنابيب تبريد الأرض فعّالة من حيث التكلفة في البيئات الاستوائية الحارة الرطبة حيث تقترب درجة حرارة الأرض المحيطة من نطاق درجة الحرارة المريحة للإنسان. يمكن استخدام مدخنة شمسية أو مروحة تعمل بالطاقة الكهروضوئية لطرد الحرارة غير المرغوب فيها وسحب هواء بارد وجاف مرّ بأسطح الأرض ذات درجة الحرارة المحيطة. يُعدّ التحكم في الرطوبة والتكثيف من أهمّ جوانب التصميم.

تستخدم المضخة الحرارية الجوفية درجة حرارة الأرض المحيطة لتحسين كفاءة الطاقة الموسمية (SEER) للتدفئة والتبريد. يُعاد تدوير المياه في بئر عميقة لاستخراج درجة حرارة الأرض المحيطة، بمعدل 8 لترات (2 جالون أمريكي ) من الماء لكل طن متري في الدقيقة. كانت أنظمة "الدائرة المفتوحة" هذه هي الأكثر شيوعًا في الأنظمة المبكرة، إلا أن جودة المياه قد تُلحق الضرر بملفات المضخة الحرارية وتُقصر عمرها. هناك طريقة أخرى وهي نظام الدائرة المغلقة، حيث تُمدد حلقة من الأنابيب في بئر أو آبار، أو في خنادق في الحديقة، لتبريد سائل وسيط. عند استخدام الآبار، تُملأ بملاط البنتونيت أو أي مادة ملاط ​​أخرى لضمان توصيل حراري جيد للأرض. ^{[ 3 ]}  

في الماضي، كان السائل المفضل مزيجًا بنسبة 50/50 من البروبيلين جليكول لأنه غير سام على عكس الإيثيلين جليكول (المستخدم في مشعات السيارات). إلا أن البروبيلين جليكول لزج، وكان يتسبب في تراكم الرواسب في بعض أجزاء الدائرة، لذا لم يعد يُستخدم. أما اليوم ، فإن أكثر عوامل النقل شيوعًا هو مزيج من الماء والإيثانول.

درجة حرارة الأرض المحيطة أقل بكثير من ذروة درجة حرارة الهواء في الصيف، وأعلى بكثير من أدنى درجة حرارة قصوى في الشتاء. الماء موصل حراري أعلى بـ 25 مرة من الهواء، لذا فهو أكثر كفاءة بكثير من مضخة الحرارة الخارجية (التي تقل كفاءتها مع انخفاض درجة الحرارة الخارجية في الشتاء).

يمكن استخدام نفس نوع البئر الحرارية الأرضية بدون مضخة حرارية، ولكن بنتائج أقل بكثير. تُضخ المياه بدرجة حرارة الأرض المحيطة عبر مشعاع مغطى (مثل مشعاع السيارة). يُضخ الهواء عبر المشعاع، مما يبرد دون الحاجة إلى مكيف هواء يعمل بضاغط. تُنتج الألواح الشمسية الكهروضوئية الكهرباء اللازمة لمضخة المياه والمروحة، مما يُلغي فواتير التكييف التقليدية. يُعد هذا المفهوم فعالاً من حيث التكلفة، طالما أن درجة حرارة الأرض المحيطة في الموقع أقل من نطاق الراحة الحرارية للإنسان (أي ليس في المناطق الاستوائية).

يمكن تمرير الهواء فوق مواد مجففة صلبة شائعة (مثل هلام السيليكا أو الزيوليت ) أو مواد مجففة سائلة (مثل بروميد/كلوريد الليثيوم) لسحب الرطوبة من الهواء، مما يسمح بدورة تبريد ميكانيكية أو تبخيرية فعالة . ثم تُجدد المادة المجففة باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية لإزالة الرطوبة، في دورة متكررة باستمرار، منخفضة التكلفة واستهلاك الطاقة. ^{[ 4 ]} يمكن لنظام كهروضوئي تشغيل مروحة تدوير هواء منخفضة الطاقة، ومحرك لتدوير قرص كبير مملوء بالمادة المجففة ببطء.

توفر أنظمة التهوية باستعادة الطاقة طريقةً مُحكمةً لتهوية المنزل مع تقليل فقد الطاقة إلى أدنى حد. يمر الهواء عبر " عجلة إنثالبي " (غالباً باستخدام هلام السيليكا) لتقليل تكلفة تدفئة الهواء المُهوى في الشتاء عن طريق نقل الحرارة من الهواء الداخلي الدافئ المُصرّف إلى هواء التغذية النقي (البارد). في الصيف، يُبرّد الهواء الداخلي هواء التغذية الداخل الأكثر دفئاً لتقليل تكاليف تبريد التهوية. ^{[ 5 ]} يمكن تشغيل نظام التهوية هذا، الذي يعتمد على مروحة ومحرك، بكفاءة عالية من حيث التكلفة باستخدام الخلايا الكهروضوئية ، مع تعزيز الحمل الحراري الطبيعي المُصرّف عبر مدخنة شمسية - حيث يكون تدفق الهواء الداخل إلى الأسفل حملاً حرارياً قسرياً ( حملاً حرارياً ).

يمكن خلط مادة مجففة مثل كلوريد الكالسيوم بالماء لإنشاء شلال متجدد يعمل على إزالة الرطوبة من الغرفة باستخدام الطاقة الحرارية الشمسية لتجديد السائل، ومضخة مياه منخفضة السرعة تعمل بالطاقة الكهروضوئية لتدوير السائل. ^{[ 6 ]}

نظام تبريد شمسي نشط، حيث توفر مجمعات الطاقة الشمسية الحرارية الطاقة اللازمة لنظام تبريد باستخدام مادة مجففة. تتوفر العديد من الأنظمة التجارية التي تضخ الهواء عبر وسط مشبع بمادة مجففة لعمليتي إزالة الرطوبة وتجديد المادة المجففة. تُعد الحرارة الشمسية إحدى طرق تشغيل دورة التجديد. نظريًا، يمكن استخدام أبراج التعبئة لتشكيل تدفق معاكس للهواء والمادة المجففة السائلة، ولكنها لا تُستخدم عادةً في الأجهزة التجارية. وقد ثبت أن التسخين المسبق للهواء يُحسّن بشكل كبير من تجديد المادة المجففة. يُعطي عمود التعبئة نتائج جيدة كمزيل للرطوبة/مجدد، شريطة إمكانية تقليل انخفاض الضغط باستخدام حشوة مناسبة. ^{[ 7 ]}

في هذا النوع من التبريد، لا تُستخدم الطاقة الحرارية الشمسية مباشرةً لخلق بيئة باردة أو لتشغيل أي عمليات تبريد مباشرة. بدلاً من ذلك، يهدف تصميم المباني الشمسية إلى إبطاء معدل انتقال الحرارة إلى المبنى في الصيف، وتحسين إزالة الحرارة غير المرغوب فيها. ويتطلب ذلك فهمًا جيدًا لآليات انتقال الحرارة : التوصيل الحراري ، والحمل الحراري ، والإشعاع الحراري ، الذي يأتي في المقام الأول من الشمس.

على سبيل المثال، من علامات سوء التصميم الحراري أن ترتفع درجة حرارة العلية في الصيف لتتجاوز ذروة درجة حرارة الهواء الخارجي. ويمكن الحد من هذه المشكلة بشكل كبير أو حتى القضاء عليها تمامًا باستخدام سقف بارد أو سقف أخضر ، حيث يمكنهما خفض درجة حرارة سطح السقف بمقدار 40  درجة مئوية (70  درجة فهرنهايت) في الصيف. كما أن الحاجز الإشعاعي وفجوة الهواء أسفل السقف يحجبان حوالي 97% من الإشعاع الشمسي المتجه للأسفل من كسوة السقف.

يُعدّ التبريد الشمسي السلبي أسهل بكثير في المباني الجديدة مقارنةً بتعديل المباني القائمة. ويتضمن هذا النوع من التبريد العديد من التفاصيل التصميمية، وهو عنصر أساسي في تصميم المباني ذات استهلاك الطاقة الصفرية في المناخات الحارة.

تستخدم أنظمة تكييف الهواء ذات الدائرة المغلقة عادةً المواد التالية للامتصاص القائم على الماء:

• الأمونيا
• بروميد الليثيوم
• كلوريد الليثيوم
• هلام السيليكا
• الزيوليت

يُعد استخدام الميثانول مع الكربون المنشط بديلاً للأنظمة القائمة على الماء. ^{[ 8 ]}

تستخدم أنظمة التبريد الشمسي النشطة مُجمِّعات الطاقة الشمسية الحرارية لتزويد المبردات الحرارية (عادةً مبردات الامتزاز أو الامتصاص) بالطاقة الشمسية. ^{[ 9 ]} تُسخِّن الطاقة الشمسية سائلاً يُزوِّد مولد مبرد الامتصاص بالحرارة، ثم يُعاد تدويره إلى المُجمِّعات. تُشغِّل الحرارة المُزوَّدة للمولد دورة تبريد تُنتج ماءً مُبرَّداً. يُستخدم هذا الماء المُبرَّد في عمليات التبريد التجارية والصناعية واسعة النطاق.

يمكن استخدام الطاقة الشمسية الحرارية للتبريد بكفاءة في الصيف، ولتسخين المياه المنزلية والمباني في الشتاء. وتُستخدم دورات تبريد امتصاصية أحادية أو ثنائية أو ثلاثية في تصميمات أنظمة التبريد الشمسية الحرارية المختلفة. وكلما زاد عدد الدورات، زادت الكفاءة. تعمل مبردات الامتصاص بضوضاء واهتزاز أقل من المبردات التي تعمل بالضواغط، ولكن تكاليفها الرأسمالية مرتفعة نسبيًا. ^{[ 10 ]}

تتطلب مبردات الامتصاص عالية الكفاءة عادةً ماءً بدرجة حرارة لا تقل عن 88 درجة مئوية (190 درجة فهرنهايت) . بينما لا تُنتج مُجمّعات الطاقة الشمسية الحرارية المسطحة الشائعة وغير المكلفة سوى ماء بدرجة حرارة 71 درجة مئوية (160 درجة فهرنهايت) . لذا، يلزم استخدام مُجمّعات الطاقة الشمسية المسطحة عالية الحرارة، أو مُجمّعات الطاقة الشمسية المركزة (CSP)، أو مُجمّعات الأنابيب المفرغة لإنتاج سوائل نقل الحرارة المطلوبة. وفي المنشآت واسعة النطاق، توجد العديد من المشاريع الناجحة تقنيًا واقتصاديًا في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك، على سبيل المثال، مقر شركة Caixa Geral de Depósitos في لشبونة، حيث تبلغ مساحة مُجمّعات الطاقة الشمسية 1579 مترًا مربعًا (17000 قدم مربع ) وقدرتها على التبريد 545 كيلوواط، أو في قرية الإبحار الأولمبية في تشينغداو بالصين. وفي عام 2011، تم تشغيل أقوى محطة في كلية العالم المتحد الجديدة في سنغافورة (1500 كيلوواط).        

أظهرت هذه المشاريع أن مُجمِّعات الطاقة الشمسية المسطحة، المصممة خصيصًا لدرجات حرارة تزيد عن 93 درجة مئوية (200 درجة فهرنهايت) (والتي تتميز بزجاج مزدوج، وعزل خلفي مُحسَّن، وما إلى ذلك)، يمكن أن تكون فعالة واقتصادية. ^{[ 11 ]} وعندما يُمكن تسخين الماء إلى درجة حرارة أعلى بكثير من 88 درجة مئوية (190 درجة فهرنهايت) ، يُمكن تخزينه واستخدامه عندما لا تكون الشمس مشرقة.    

يضم مركز أودوبون البيئي في منتزه إرنست إي. ديبس الإقليمي في لوس أنجلوس نموذجًا لنظام تكييف هواء يعمل بالطاقة الشمسية، ^{[ 12 ] [ 13 ]} والذي تعطل بعد فترة وجيزة من تشغيله ولم يعد يخضع للصيانة. كما تختبر شركة غاز جنوب كاليفورنيا (شركة الغاز) جدوى أنظمة التبريد الحراري الشمسي في مركز موارد الطاقة التابع لها في داوني، كاليفورنيا . وقد تم تركيب مجمعات شمسية من شركتي سوبوجي وكوجينرا على سطح المركز، وهي تُنتج التبريد لنظام تكييف الهواء في المبنى. ^{[ 14 ]} وتختبر مدينة مصدر في الإمارات العربية المتحدة أيضًا محطة تبريد امتصاصية مزدوجة التأثير باستخدام مجمعات سوبوجي المكافئة، ^{[ 15 ]} ومصفوفة ميروكس فريسنل، وألواح الطاقة الشمسية الحرارية عالية الفراغ من شركة تي في بي سولار. ^{[ 16 ]}

يستخدم مركز فرز تابع لشركة فيديكس جراوند في دافنبورت بولاية فلوريدا نظام تكييف هواء يعمل بالطاقة الشمسية الحرارية لتزويد مقطورات الشاحنات المتوقفة عند أبواب التحميل بالهواء البارد. ^{[ 17 ]}

على مدى 150 عامًا، استُخدمت مُبرّدات الامتصاص لصنع الثلج (قبل اختراع المصابيح الكهربائية). ^{[ 18 ]} يُمكن تخزين هذا الثلج واستخدامه كـ"بطارية ثلجية" للتبريد عندما لا تُشرق الشمس، كما كان الحال في فندق نيو أوتاني طوكيو في اليابان عام 1995. ^{[ 19 ]} تتوفر نماذج رياضية متاحة للعموم لحسابات أداء تخزين الطاقة الحرارية باستخدام الثلج. ^{[ 20 ]}

تُعدّ آلة صنع الثلج الشمسية ISAAC دورة امتصاص متقطعة للأمونيا والماء باستخدام الطاقة الشمسية. تستخدم ISAAC مُجمِّعًا شمسيًا على شكل قطع مكافئ بتصميم صغير الحجم وفعّال لإنتاج الثلج دون الحاجة إلى وقود أو كهرباء، كما أنها لا تحتوي على أجزاء متحركة. ^{[ 21 ]}

تتمثل الأسباب الرئيسية لاستخدام المجمعات المركزة في أنظمة التبريد الشمسي فيما يلي: تكييف الهواء عالي الكفاءة من خلال اقترانه بمبردات ثنائية/ثلاثية التأثير؛ والتبريد الشمسي الذي يخدم المستخدمين الصناعيين النهائيين، وربما بالاشتراك مع حرارة العمليات والبخار. ^{[ 22 ]}

فيما يتعلق بالتطبيقات الصناعية، أبرزت العديد من الدراسات في السنوات الأخيرة وجود إمكانات كبيرة للتبريد (درجات حرارة أقل من صفر  مئوية) في مناطق مختلفة من العالم (مثل منطقة البحر الأبيض المتوسط ^{​​[ 23 ]} وأمريكا الوسطى ^{[ 24 ]} ). ومع ذلك، لا يمكن تحقيق ذلك إلا باستخدام مبردات امتصاص الأمونيا/الماء التي تتطلب مدخلات حرارية عالية الحرارة عند المولد، في نطاق (120-180  درجة مئوية)، وهو نطاق لا يمكن توفيره إلا باستخدام مجمعات الطاقة الشمسية المركزة. علاوة على ذلك، تتطلب العديد من التطبيقات الصناعية كلاً من التبريد والبخار للعمليات، ويمكن أن تكون مجمعات الطاقة الشمسية المركزة مفيدة للغاية من حيث تحقيق أقصى استفادة منها.

تشمل أهداف المباني الصفرية الطاقة تقنيات بناء مستدامة وخضراء قادرة على خفض فواتير الطاقة السنوية الصافية بشكل كبير، أو حتى إلغائها تمامًا. ويُعدّ الإنجاز الأسمى هو المبنى المستقل تمامًا عن الشبكة الكهربائية، والذي لا يحتاج إلى الاتصال بشركات المرافق. في المناخات الحارة التي تتطلب أيام تبريد طويلة، سيصبح تكييف الهواء الشمسي المتطور عاملًا حاسمًا متزايد الأهمية لنجاح هذه التقنية .

• البيت السلبي
• تصميم المباني الشمسية السلبية
• ثلاجة تعمل بالطاقة الشمسية

• التبريد باستخدام الطاقة الشمسية: الاهتمام المتزايد بتكييف الهواء بالطاقة الشمسية. مؤرشف في 7 أبريل 2010 على موقع Wayback Machine .