آبگرمك هاي خورشيدي عليرغم مزيتهاي صرفه جويي در مصرف انرژي و عدم آلودگي محيط زيست در ايام سرد سال كه شدت تابش خورشيد كافي نيست كارآيي ندارند. از طرفي همه منازل مسكوني مجهيز به سيستم گرمايشي احتراقي مانند بخار گازي شوفاژ مركزي و پكيج مي باشند كه مصرف گاز آنها متناسب با كاهش دما و (كاهش تابش خورشيد) افزايش مي يابد و بخشي از گرماي حاصل از احتراق از طريق دودكش تلف مي شود. در اين اختراع با بازيافت گرماي اتلافي از دودكش در ايام سرد سال مي توان كمبود توان حرارتي آبگرمكن خورشيدي را تامين كرد بطوري كه در ماه هايي كه سيستم گرمايشي خاموش است در وضعيت خورشيدي - برقي و در ماه هاي سرد در سه وضعيت همزمان (هيبريد) بازيابي - خورشيدي- برقي آب گرم مصرفي خانوار را تامين كند. نمونه نيمه صنعتي آن ساخته و در منزل مسكوني شخصي مورد استفاده قرار گرفته است. مزاياي اين آبگرمكن عبارتند از: 1- كارايي در تمام ايام سال 2- بازيابي گرماي اتلافي دودكش بادماي كمتر از 70 درجه 3- صرفه جويي در مصرف انرژي 4- عدم آلودگي محيط زيست (آلودگي هوا) 5- عدم اشغال فضاي داخل واحد مسكوني و به تبع رفع مخاطرات 6- سازگار با اقليم آفتابي ايران

در ابتدا آنتن مشبك ريزنواري براي باند فركانسي S طراحي و شبيه سازي شد. براي آنكه بتوان آنتن را براحتي با سلول خورشيدي تركيب كرد و همچنين اثر سلول خورشيدي روي پترن آنتن حداقل مقدار خود باشد، زيرلايه آنتن مشبك ريزنواري را تغيير داده و آن را با سه زيرلايه جايگزين كرديم. اين عمل علاوه بر اينكه باعث بهبود پارامترهاي تشعشعي آنتن مي شود بلكه ايده تركيب سازي را نيز آسان مي نمايد. ساختار زير لايه به اين نحو مي باشد كه ابتدا روي صفحه زمين زير لايه از جنس Rogers RO4003 با ضخامت 0.504mm قرار مي گيرد. روي اين زيرلايه سلولهاي خورشيدي تعبيه مي شوند. سلولهاي خورشيدي دقيقا در مركز هر سلول آنتن قرار ميگيرد كه نور بتواند براحتي جذب سلول خورشيدي شود. سپس يك فاصله هوايي به منظور كاهش اثر سلول خورشيدي روي آنتن در نظر گرفته مي شود كه براي رسيدن به بهترين تشعشع و راندمان اين فاصله 3.5mm بدست آمده است. بعد از فاصله هوايي زيرلايه خود آنتن كه از جنس زيرلايه اول يعني Rogers RO4003 است با ضخامت 1.5mm قرار مي گيرد. آنتن مشبك ريزنواري روي اين زيرلايه كشيده مي شود. همچنين براي جلوگيري از ايجاد سايه روي سلول خورشيدي زيرلايه آنتن بايد متناسب با ابعاد سلول خورشيدي و دقيقا در بالاي آن برش داده شود. در نهايت آنتن در مركز هندسي خود اما در لبه پاييني تغذيه مي شود. اگر آنتن نا متقارن تغذيه شود بيم آنتن به سمت تغذيه منحرف خواهد شد. هم چنين اگر آنتن در يكي از انتهاهاي آن تغذيه شود آنتن از نوع موج متحرك خواهد بود و داراي بيم اسكني مي شود. اما اين طراحي براي بيم برادسايد و آنتن موج ايستا طراحي شده است. در مراحل شبيه سازي مدل دقيق سلول خورشيدي گاليم آرسنايد قرار داده شده كه در اين مدل حتي خطوط انگشتي (Fingers) روي سلول نيز در نظر گرفته شده است. هر چند ميتوان از هر نوع سلول خورشيدي ديگري نيز استفاده كرد.

اين سقف نوعي سيستم سقف مركب فولادي- بتني است كه ايده ي آن از فرم كلي سقفهاي سنتي ايراني و سقف عرشه فولاد، الهام گرفته شده است. باينصورت كه سطح زيرين دال بتني توسط يك قالب عمدتا از جنس فلز با مقطع فرم داده شده خاص ذوزنقه اي در هنگام بتن ريزي شكل داده مي شود و پس از گيرش بتن، عملا اين بتن قوس داده شده است كه كل بارهاي زنده ومرده را تحمل مي كند هر چند وجود قالب ياد شده در زير قوس با برجستگي هاي آن كه موجب پيوستگي با بتن مي شود، صلابت خاصي به سقف مي دهد. يادآور مي شود اين عرشه علاوه بر كاربرد فوق، در صنعت پلسازي و سازه هاي قوسي و استوانه اي نيز قابل استفاده است.

‏آبگرمكن هاي خورشيدي ترموسيفوني غير مستقيم، بواسطه ارزاني و سادگي عملكرد و نگهداري بر انواع ديگر ارجح هستند ولي مسئله اصلي آنها يخ زدگي لوله هاي رفت و برگشت آب در زمستان است. در اين گزارش سيستم لوله كشي اي معرفي مي شود كه در آن، لوله آب گرم درون لوله آب سرد قرار دارد و با استفاده از گرماي هواي درون ساختمان از بروز پديده يخ زدگي جلوگيري مي شود. در اين سيستم آب موجود در لوله فلزي واقع در زير سقف گرم شده و در يك چرخه ترموسيفوني گرماي جذب شده به بخش بيروني سيستم منتقل مي شود تا اتلاف در آن را جبران كند. ‏سيستم طراحي شده در يك سرد كننده با دماي پايه حدود 22 درجه سانتي گراد ( معادل با دماي محيط زمستاني بيرون) در شرايط منبع خالي و پر آزمايش گرديد در حالي كه لوله فلزي درون جعبه اي با دماي قابل تنظيم در گسنره 15-40 c ‏جا سازي شده بود. نتايج حاكي است عايق بندي لوله هاي سيستم ، افزايش طول لوله فلزي گرماگير دروني آن باعث مي شود كه دماي آستانه يخ زدگي كاهش يابد. در سيستمي با منبع آب پر، دماي آستانه يخ زدگي 15.5 c ‏و 18 c ‏بترتيب متناظر با شرايط تهويه جزيي و عدم تهويه بدست آمد.