[تنظیم شرایط محیطی] انرژی خورشیدی

[آلوین]

فتوولتاییک های یکپارچه ساختمان ظهور و روندی جدید در اروپا


چکیده
تکنولوژی فتوولتاییک (pv) امروزه به عنوان بخش رایجی از واژه شناسی ساختمان با امکان کاربرد در ساختمان های موجود و نو مطرح شده است. استفاده از این سیستم در پوشش ساختمان بسیار متنوع بوده و راه های نوینی به سوی طراحان خلاق می گشاید. بعنوان نمونه در فوتو ولتائیک های نیمه شفاف، مدولها می توانند در کنار ذخیره انرژی سایر عملکردهای پوششی بنا را نیز به خوبی انجام دهند. درصورتی که تاثیرات و کاربردهای جامع فتوولتاییک ها در ساختمان به دقت درک و در کل طراحی و مفاهیم انرژی ساختمان در نظر گرفته شود، تواند در اجزای ساختمان کارکردی چند منظوره یافته و علاوه بر تولید الکتریسیته کاربردهای دیگری نیز در پوشش ساختمان به عهده گیرد.

مقدمه
امروزه آگاهی فزاینده ای که در خصوص تخریب عوامل محیطی و توجه ویژهای درباره کیفیت محیط مصنوع در اروپا وجود دارد منجر به تغییر خصوصیات و نیازمندی های ساختمان و طراحی آن شده است. در مرکز این توجهات، نما و پوشش ساختمان قرار دارد. بطوریکه پیشرفت های تکنولوژیکی جدید، رویکردهای مختلفی از سقف و نماهای ساختمان ایجاد می کند. در این میان در رابطه با چند منظورگی پوشش ساختمان، استفاده از تکنیک های فعال و غیر فعال خورشیدی بسیار ضروری است. یکی از این فنون خورشیدی که به طور قابل توجهی به عنوان بخش مهمی از فرهنگ ساختمان مطرح می شود، فتو ولتائیک یا (pv) است.

یک واحد یا مدول فتوولتائیک اساساً پوششی است که می تواند در دوره های مشخصی از روز الکتریسیته تولید کند که این تولید، شاید به عنوان حق امتیاز این محصول بی نظیر ساختمان مطرح گردد. بطوریکه این فتوولتائیک حتی قادر به شرکت در تامین نیروی برق سراسری است. اگرچه هنوز نیروی برق تولیدی آنها، پنج برابر از نیروی برق شبکه گران تر است اما فتوولتائیک های یکپارچه ساختمان یا (bipv) با ارائه مزایای هزینه ای ویژه، برای مناطق شهری نظیر هلند و آلمان که زمین خالی و کافی برای تجهیزات نیروگاه در اختیار ندارند، بسیار جالب توجه می باشند.

فتوولتائیک یکپارچه ساختمان (bipv)
فتوولتاییک (pv) امروزه می تواند در ساختمان های موجود و جدید استفاده شود. کاربرد آن در پوشش ساختمان بسیار متنوع بوده و راه های جدیدی به سوی طراحان خلاق می گشاید.

1- صفحات نمای ساختمان
نماها اکثریت سطح پوسته یک ساختمان را اشغال می کنند. در حقیقت یک نما نخستین احساس بصری از ساختمان را به بینندگان آخود انتقال می دهد و معماران بنا نیز با استفاده از نما به بیان ایده ها و ترجمه خواسته های کار فرما با زبانی ویژه از شکل و رنگ می پردازند. مدول های استاندارد فتوولتائیک می توانند به دیوار موجود ساختمان برای تامین نمایی موفق به لحاظ زیبا شناختی متصل گردند. این واحد ها بدون نیاز به عایق به استراکچر متصل می شوند که این عمل توسط زیرسازی شبکه ای در مدول های فتوولتائیک صورت می گیرد.
بنابراین سیستمهای فتوولتائیک می توانند به عنوان بخش مهمی از عناصر نمای ساختمان مطرح می شوند. چهره اصلی یک لایه فتوولتائیک به عنوان مصالح پوششی، شبیه یک شیشه رنگی است. لایه های فتوولتائیک حفاظت طولانی مدت در برابر شرایط جوی را تامین و می توانند در هر اندازه، شکل، طرح و رنگی، برش و تهیه شوند و حتی قسمتی از نور روز را نیز به داخل ساختمان برسانند. این عناصر ساختمانی می توانند بعنوان صفحات ساده نما، عناصر جند عملکردی برای نماهای سرد و گرم، به عنوان سیستم سایه انداز یا بازشوعمل نمایند.
ساختمان3 Okotech در برلین مثال جالبی از نماهای فتوولتائیک است. نمای این بنا متشکل از گرانیت و پانلهای شیشه ای با استفاده از شیوه ستاره ای شکل (سیستم نمای SJ ) برای نگهداری پانلهاست. دست انداز طبقه دوم تا پنجم توسط صفحات فتوولتائیک پوشانده شده است و این صفحات با داشتن اندکی خاصیت انعکاسی، ظاهری نظیر پانلهای شیشه ای دیگر نما دارند.

2- نماهای نیمه شفاف
ورقهای فتوولتائیک همانند پنجره ها می توانند کارکرد شفافیت و پشت نمایی خود را از دو طریق انجام دهند. سلول فتوولتائیک به تنهایی می تواند بسیار ظریف و یا لیزری بوده و از این طریق امکان 20 تا 50 درصد امکان دید ***** شده ای را فراهم کند. مدولهای سیلیکون غیر بلوری نیمه شفاف، ویژه این کارکرد، تهیه می شوند.
از سوی دیگر، سلول های بلورین نیز در روشی مشابه می تواند در عین ایجاد ***** دید، فضای داخلی را روشن سازند. حتی با اضافه نمودن لایه هایی از شیشه به واحد اصلی از فتوولتائیک نیمه شفاف، عایق حرارتی و صوتی نیز برای نیازهای ویژه ساختمان تامین می شود.

3- سیستم های سایبان
در معماری امروز نیاز شدیدی برای سیستم های سایه انداز در بازار ساختمان وجود دارد که منجر به استفاده وسیع از بازشوهای بزرگ و پرده ها و یا سایبان های دیگر می گردد. در این میان فتوولتائیک ها با اشکال مختلفی می توانند به عنوان سایبان در بالای پنجره ها و یا بخشی از سازه بام استفاده شوند، البته به شرطی که استفاده از این سایبانها منجر به تحمیل بار اضافی به سازه ساختمان نگردد. سیستم های سایه انداز فتوولتائیک می توانند به گونه ای و در جهتی آرایش یابند که در آن واحد، هم برای تولید بیشترین انرژی و هم برای تامین درجات متغیری از سایه بکار روند.

4- مصالح بام
بامها برای فتوولتائیک ها بسیار ایده آل می باشند. چرا که معمولاً عوامل سایه ساز در پشت بام بسیار کمتر از سطح زمین است و معمولاً بام، سطح بدون استفاده وسیعی را بدین منظور در اختیار می گذارد.

یک بام شیبدار ایده آل برای فتوولتائیک ها بامی است به سمت جنوب (در نیمکره شمالی) که زاویه ای معادل عرض جغرافیایی ± 15 برای بهترین تولید انرژی داشته باشد. در این خصوص بامهای روبه جنوب شرقی و جنوب غربی نیز قابل قبولند. صفحات فتوولتائیک می توانند بر پشت بام بناهای موجود نیز براحتی نصب گردند. یک روش زیبا برای استفاده از فتوولتائیک ها در بام ساختمان، استفاده از تایلها یا توفالهای PV است که امکان نصب راحت آنها را توسط یک پیمانکار بام نظیر تایلهای یا پوشالهای دیگر پشت بام میسر می سازد. بامهای مسطح نیز مزایایی همچون دسترسی مناسب و نصب آسان دارند. روش کلاسیک در این خصوص، چیدمان و آرایش واحد های فتوولتائیک بر روی زیر ساختهای شبکه ای آن و سپس نصب آنها بر روی بام می باشد. در این روش علاوه بر توجه ویژه در خصوص آرایش مدول ها و نصب آنها که در بام شیبدار نیز صورت می گیرد، می بایست در مورد نیروی باد نیز تدابیر لازم اندیشیده شود. تجربیات و پیشرفت های اخیر در این زمینه سبب سبکی، سهولت و سرعت استعمال این سیستم ها گشته است.

5- نورگیرها
ساختار نورگیرها معمولاً مزایای انشار نور در ساختمان را با تامین سطحی باز برای نصب مدولهای فتوولتائیک نوام می سازد. در این صورت عناصر فتوولتائیک می بایست نور و الکتریسیته را همزمان تامین کنند. بطوریکه قطعات فتوولتائیک و سازه پشتیبان مورد استفاده برای این نوع کارکرد، مشابه نماهای نیمه شفاف هستند. این ساختار که میتواند از بیرون نیز نمایان گردد، طبقات و راهروهایی زیبا و جذاب از نور پدید آورده و امکان طرح معماری مهیجی از نور و سایه فراهم می سازد.

منبـــــع:
http://www.nesea.org

 

[mad]

[تنظیم شرایط محیطی] انرژی خورشیدی


گرمایش پسیو خورشیدی در ساختمان:

برای گرمایش خورشیدی پسیو دو اقدام اولیه باید صورت گیرد: - استفاده از شیشه در وجه جنوبی - استفاده ازجرم حرارتی جهت جذب کردن، ذخیره سازی و انتشار گرما در اینجا 3 رهیافت برای سیستم های پسیو وجود دارد: کسب مستقیم – کسب غیر مستقیم – ایزوله کردن هدف همه سیستم های گرمایش خورشیدی ذخیره سازی گرما توسط مصالح ساختمانی و رها سازی آن در زمانهایی است که تابش خورشید وجود ندارد. هنگامیکه مصالح ساختمانی گرما را برای استفاده های بعدی ذخیره می نمایند گرمایش خورشیدی فضای مطلوبی را برای داخل خانه مهیا می نماید. 1) کسب مستقیم[1] : معمولترین سیستم خورشیدی پسیو، کسب مستقیم نامیده می‎شود. کسب مستقیم مربوط به نور خورشید است که از پنجره ها وارد ساختمان می‎شود و فضای داخلی منزل را گرم می‎کند. طی ساعات افتابی این گرما در جرمهای حرارتی سقفها یا دیوارهای داخلی با جنس آب، سنگ، بتون آجر ذخیره می‎شود. گرمای ذخیره شده در جرم حرارتی در طی ساعاتی که آفتاب غروب کرده است به درون منزل منتقل می‎شود. طراحییک سیستم کسب مستقیم عبارت است از محاسبه سطح پنجره و میزان جرم حرارتی مورد نیاز جهت گرم کردن فضای منزل بطور کلی مساحت شیشه درکسب مستقیم باید حداقل 7 صدم مساحت سقف خانه باشد و از 12 درصد ان تجاوز نکند. در کسب مستقیم شیشه های دوجداره نیز توصیه می‎شوند. در این سیستم فضای منزل ، یک کلکتور خورشیدی، جاذب گرما و سیستم توزیع می باشد. شیشه ضلع جنوبی انرژی خورشیدی را به داخل خانه جائیکه جرم حرارتی مانند دیوارها و کف بطور مستقیم و غیر مستقیم تحت تابش این نور قرار می گیرند هدایت می کند. سیستم کسب مستقیم 75-40 درصد از انرژی خورشیدی برخورد کرده به پنجره را مصرف می کند. شکل 1 در سیستم کسب مستقیم دیوارها و کفها به عنوان جرم حرارتی بخشهای عملیاتی خانه هستند. همچنین می توان با استفاده از مخازن آب ،گرما ر ذخیره کرد اگرچه استفاده از مجموعه مخازن آب در نقشه ساختمان دشوار می باشد . جرم حرارتی در اثر جذب گرما در طی روز گرم می شود و در شب گرما را به فضای منزل هدایت می کند اکثر سیستمهای خورشیدی پسیو با عطف به جرم حرارتی یا موادی با ظرفیت جذب و ذخیره گرمای بالا (آجر،بتون،موزائیک،آب) کار می‎کنند. جرم حرارتی را می‎توان در نقشه ساختمان، در قسمتهای سقف، دیوارهای داخلی، شومینه یا بالکنها بکار برد. این سطوح نیاز به تابش مستقیم خورشید ندارند اما باید رنگ آنها تیره باشد. میزان ذخیره سازی حرارت مواد مختلف وابسته به هدایت حرارتی، گرمای ویژه و چگالی آنها می‎باشد. اغلب با افزایش چگالی، رسانایی گرما نیز افزایش می‎یابد. نکات مهمی که در مورد سقف باید به آنها توجه کرد، عبارتند از: نوع رنگ، رنگ. بتن، آجر، کاشیهای شیشه ای و سرامیک تیره همچنین دیوارهای داخلی و شومینه جهت ذخیره سازی گرما به جرم بیشتری نیاز دارند. از نقطه نظر انرژی بکار بردن چندین جرم حرارتی در منزل دشوار خواهد بود ولی جرم حرارتی که جهت ذخیره سازی حرارت بکار می‏رود زیاد گران نیست. قوانین کلی سیستم کسب مستقیم: 1- تحلیل یک ذخیره ساز گرمای خورشیدی که برای رسانش گرما به منزل استفاده می شود. 2- ضخامت مصالح جرم حرارتی از 15.24 سانتی مترتجاوز نکند. 3- کفهایی که بعنوان جرم حرارتی استفاده می شوند نباید توسط فرشهای سرتاسری کاملاً پوشیده شده و تا حد ممکن کاملاً بدون کف پوش باشند. 4- استفاده از رنگ تیره برای کفها ، استفاده از رنگ روشن برای دیوارهای کم جرم و هر رنگ دلخواه برای دیوارهایی که بعنوان جرم حرارتی استفاده می شوند . 5- برای هر0.09 مترمربع شیشه جنوبی ، 67.9 کیلوگرم مصالح ساختمانی یا 15.12 لیتر آب به عنوان جرم حرارتی استفاده می شوند. 6- حفره های بلوکهای بتنی که بعنوان ذخیره ساز حرارتی استفاده می شوند با بتون پر شوند. 7- استفاده از جرم حرارتی با ضخامت کم درفضای مسکونی با صرفه تر از جرم کلفترسطوح متمرکز کننده می باشد . 8- 9- مساحت سطوح جرمی بی حفاظ در معرض تابش باید 9 برابر مساحت شیشه ها باشد. 10- دمای خورشیدی [2] بدون استفاده از جرم حرارتی در کسب مستقیم استفاده می شود. گرمایش خورشیدی پایه ترین تکنیک خورشیدی پسیو است که شامل افزایش تعداد پنجره‎ها در وجه جنوبی و جنس پنجره ها به عنوان جرم حرارتی که اغلب در منازل رعایت می‎شود می باشد. در خانه خورشیدی حدود 25% پنجره‎ها روبه جنوب بوده و 3% آن در سقف خانه ها قراردارد. صرفه جویی انرژی در این روش کم بوده اما هزینه پایینی در بردارد. 2)کسب غیر مستقیم : در یک سیستم کسب غیر مستقیم، جرم حرارتی بین فضای منزل و خورشید قرار گرفته پرتو خورشیدی که به آن می رسد را جذب می کند و از طریق رسانش به فضای منزل منتقل می کند. سیستم کسب غیر مستقیم 45-30 درصد از انرژی خورشیدی که به شیشه بعنوان جرم حرارتی می رسد مصرف می نماید. انواع سیستمهای کسب غیر مستقیم عبارتند از: 1- سیستم دیوار انباشتگر حرارت (دیوارهای ترومب) 2- سیستم حوضچه ای 3- دیوار آبی 1)دیوار ترومب[3]: در این سیستم، جرم حرارتی تقریباً پشت شیشه ضلع جنوبی قرار داده می شود. شکل 2 دریچه هایی در بالا و پایین دیوار ترومب وجود دارند که به گرما اجازه جریان یافتن از این دیوار و شیشه به داخل منزل را می دهند. شبها وقتیکه دریچه ها بسته شوند تابش حرارت از دیوار، فضای منزل را گرم می نماید. این دیوار تکنیکی برای گرفتن گرمای خورشید بوده و توسط مهندس فرانسوی فلیکس ترومب ساخته شد. قسمتی از دیوار جنوبی که از مواد جرم حرارتی مثل بتن ساخته شده‏اند را با شیشه‎ای که در فاصله 0.05 متراز سطح واقع شده است می‎پوشانند. نور خورشید وارد شده و گرما توسط شیشه محبوس می‎شود و به دیوار در جذب آن کمک می‎کند. سپس گرما به داخل خانه در ساعات شبانه و غروب تابیده می‎شود. دیوارهای ترومب نیازی به تهویه ندارند زیرا هدف گردش هوای گرم بوده و گرفتن گرما از طریق تابش از دیوار می‎باشد. دیوار ذخیره ساز حرارت باید جامد باشد و هیچ دریچه یا منفد بازی به بیرون یا فضای منزل نداشته باشد. در تابستان دیوار ترومب بازده بهتری نسبت به روش کسب مستقیم دارد. دیوارهای ترومب با پنجره‎های روش کسب مستقیم در همان دیوار ترکیب می‎شوند. شیشه‎های دو جداره نیز برای ذخیره حرارت توصیه می‎شوند بین شیشه و جرم حرارتی 7.62-2.54 سانتی متر فاصله باید باشد. 2)سیستم های حوضچه ایی : در بام های مسطح 0.3-0.15 متر آب ذخیره می شود. این سیستم بهترین سیستم سرمایشی برای مناطق با رطوبت کم می باشد، ولی برای مناطق مرطوب آب باید در مخازن فایبرگلاس یا پلاستیکی بزرگ قرار گیرد که توسط شیشه پوشیده شده و فضای زیر آن توسط تابش گرم می شود. 3) دیوار آبی: آب در مخازن صلبی نگهداری می‎شود. ظرفیت ذخیره گرمای آب دو برابر بیشتر از جرم حرارتی می‎باشد. بنابراین به نسبت حجم کمتر از جرم حرارتی نیاز می‎باشد. حداقل 13.23 لیترآب به ازای هر فوت مربع شیشه در مخزن ریخته می‎شود. حتی یک لوله داغ داخل دیوار یا یک استخر نیز بعنوان جرم ذخیره ساز حرارت استفاده می‎شود. قوانین کلی سیستم کسب غیر مستقیم برای دیوارهای ترومب: 1- دیوار جرمی رو به خورشید بوده و تیره رنگ باشد . 2- حداقل فاصله 0.1 متر بین دیوار جرم حرارتی و شیشه وجود داشته باشد. 3- دریچه هایی که در دیوار جرم حرارتی استفاده می شوند، باید هنگام شب بسته باشند . 1- اگر عایق متحرک شبانه در سیستم دیوار حرارتی استفاده شود، مساحت دیوار جرم حرارتی حدود 15% کاهش می یابد . 2- اگر جنس دیوار حرارتی آجری باشد ضخامت تقریبی ان 0.35-0.25 متر برای بتن0.45-0.3 متر برای خشت خام وسایر مصالح 0.3-0.2 متر و برای آب حداقل 0.15 مترباید باشد 3)ایزوله کردن خانه : یک سیستم ایزوله مجموعه بخشهایی جدای از قسمت اصلی خانه دارد، مثل یک اتاق خورشیدی و یک مدار منتقل کننده حرارت از کلکتور به سیستم انباشتگر خانه و از نقاط تمایز این سیستم با سایر سیستم ها عایق نمودن منزل مسکونی می باشد. سیستم ایزوله 30-15 درصد از نور خورشید که به شیشه جهت گرمایش فضای منزل می رسد را استفاده می کندو همچنین انرژی خورشیدی را در اتاقهای خورشیدی حفظ می نماید. ظاهراً اتاقهای خورشیدی یا گلخانه های خورشیدی ترکیبی از سیستم های کسب مستقیم و غیر مستقیم می باشند. نور خورشیدی ورودی به اتاق خورشیدی در جرم حرارتی ذخیره می شود . نور خورشید توسط رسانش از دیوار جرمی مشترک بین منزل و گلخانه به داخل منزل منتقل می شود. [2]Suntempring [3]Tromb Wall [1]Direct Gain ​

منبع:suna.org.ir

 

[mad]

انواع روشهای سرمایش پسیو

انواع روشهای سرمایش پسیو

تکنیهای سرمایش طبیعی باعث می شوند بدون استفاده از هر گونه انرژی در تابستان، خانه خنک بماند. سایه از جمله موارد کاربردی و مهم در خانه های خورشیدی پسیو می باشد زیرا همین ساختار در زمستان نور خورشید را جمع آوری می کند. جرم حرارتی و مصالح ساختمانی به همان خوبی که در گرمایش کاربرد دارند در سرمایش نیز مؤثرند. در زمستان گرما را ذخیره می کنند و در تابستان جهت خنک سازی منزل استفاده می شوند همچنین بکار بردن پنجره هایی که در تابستان با ایجاد سایه گرمای کمتری به خانه منتقل می کنند. 1) پنجره های مناسب جهت تهویه: یک استراتژی اولیه برای سرمایش ساختمانها بدون بکار بردن قطعات مکانیکی در آب و هوای گرم بکار بردن تهویه طبیعی می باشد نسیمهای رایج تابستانی با شیشه های بزرگ دیوار جنوبی که برای گرمایش پسیو بکار می روند هماهنگی دارد و به پیرو استراتژی های زیر امکان استفاده از تهویه و دریچه خورشیدی را بطور مؤثری کارا می سازند. وضعیت پنجره هاباید به گونه ای باشد که بهترین جریان هوا بوجود آمده وپنجره های با حفاظ (سایبان دار) بطور کامل باز شود. این پنجره بهترین محافظ در برابر باران بوده و بهتر از پنجره های دو لنگه (لولایی) عمل می کنند.اگر اتاقی فقط در یک وجه پنجره دارد می توان بجای یک پنجره از دو پنجره پهن استفاده نمود. 2)کنسول بام: کنسولهای ثابت نه گران هستند و نه نیازی به اپریشن دارند. فقط در طراحی آنها باید دقت کرد بگونه ای که در تابستان برای خارج کردن گرما و در زمستان برای حفظ گرما در داخل منزل عمل کنند ترکیب هوشیارانه ایی از کنسولهای با اندازه مشخص در پنجره های جنوبی و سایه آن روی سایر پنجره ها راه حل مؤثری می باشد. در سانتافی[1] یک کنسول ایده آل برای پنجره با بلندی 1.2 متر، 45.72 سانتی مترمی باشد البته اگر بالای کنسول33 سانتی متر بیشتر از بالای پنجره باشد. 3) سایه بان: وسایل ایجاد کننده سایه قبل از اینکه نور خورشید به ساختمان برسد آنها را متوقف می کنند این وسایل عبارتند از سایبان، صفحات خورشیدی، پرده های غلطان، دیافراگم مخصوص پشت پنجره و بادگیر عمودی. این وسایل قابل کنترل بوده و توسط صاحب خانه بر حسب نیاز تنظیم می شوند استفاده از پرده در منزل کم هزینه و مفید می باشد راه دیگر ایجاد سایه استفاده از یک ایوان یا دالان در قسمتهای شرقی یا غربی ساختمان می باشد. 4) دیوارهای مؤثر بر هوا (بالدار)[2]: دیوارهای بالدار در معرض جریان باد قرار دارند و سرعت باد طبیعی را طی اختلاف فشار بوجود آمده توسط این دیوارها زیاد می کند. 5)دودکش حرارتی:[3] دودکش حرارتی جهت خروج جریانات بخار و هوا از ساختمان بکار می رود. با قرار دادن یک دریچه خروجی در نواحی گرم و داغ، هوا جهت تهویه ساختمان به درون آن کشیده می شود. اتاقهای آفتابی به این دلیل طراحی می شوند که گرمای طاقت فرسای که در طی تابستان در اتاقهای جنوبی پدید می آید را توسط دریچه های بالایی تهویه کنند. دریچه های پایین تر منزل با پنجره های سمت شمالی باز میشوند و هوا درون فضای منزل از دریچه‎های بالایی اتاق آفتابی خارج می شود. دیوار جرمی برای استفاده غیر مستقیم ساخته می شود. دوکشهای حرارتی بصورت بخش باریکی ساخته می شوند مطابق (مثل یک دودکش) و یک جاذب فلزی شکلی که قابلیت گرم شدن دارد در کنار دودکش پشت صفحه شیشه‎ایی قرار می گیرد طوریکه به دمای بالایی رسیده و توسط یک عایق از خانه جدا می شود دودکش به بالای پشت بام محدود می شود و یک توربین چرخان در بالای دودکش قرار گرفته که مخالف جهت باد باز شده و به هوای داغ اجازه خروج می دهد بدون اینکه برای داخل شدن باد به دودکش مانعی باشد دودکش حرارتی در خانه‎های با دهلیز و راه پله های باز استفاده می شود. ​ [1]Santa Fe [2]Wing Wall [3]Thermal Chimney

منبع:suna.org.ir

 

[mad]

آبگرمکنهای خورشیدی چگونه کار می کنند؟

آبگرمکنهای خورشیدی چگونه کار می کنند؟

مهمترین قسمت هر سیستم آبگرمکن خورشیدی یا SWH (Solar water heating) عبارتست از آرایه کلکتورهای آن که وظیفه جذب انرژی خورشیدی و تبدیل آن به حرارت را به عهده دارند. حرارت دریافت شده از طریق سیال عامل (آب، مایع ضد یخ یا هوا) که از داخل کلکتور عبور میکند جذب میشود. این حرارت میتواند مستقیماً مورد استفاده قرار گیرد یا اینکه در یک منبع ذخیره حرارتی، برای استفاده های بعدی ذخیره شود. اجزاء مختلف سیستمهای انرژی خورشیدی دائماً در معرض شرایط جوی هستند، لذا این قطعات باید بتوانند در مقابل یخ زدگی یا افزایش بیش از حد حرارت و هنگامیکه تقاضا برای مصرف کم است بطور مناسب محافظت شوند. در سیستمهای آبگرمکن خورشیدی، آب مصرفی یا بطور مستقیم با عبور از کلکتور گرم میشود (سیستمهای گردش مستقیم) یا اینکه بطور غیر مستقیم و توسط یک مبدل حرارتی که خود در یک سیکل بسته توسط سیال داخل کلکتور گرم شده است، گرما میگیرد (سیستم گردش غیر مستقیم). سیال عامل نیز یا به صورت طبیعی ( غیر فعال یا پسیو) جابجا میشود یا اینکه بصورت اجباری به گردش در میآید (فعال یا اکتیو). گردش طبیعی سیال عامل بر اثر پدیده ترموسیفون بوجود میآید در حالیکه برای گردش اجباری این سیال از یک پمپ استفاده میشود. غیر از سیستمهای ترموسیفون و سیستمهایی که کلکتور و منبع ذخیره یکپارچه دارند، سایر سیستمهای گرمایش آب توسط ترموستاتهای تفاضلی کنترل میشوند. پنج نوع از سیستمهای خورشیدی میتوانند برای گرم کردن آب مصرفی یا بهداشتی مورد استفاده قرار گیرند که عبارتند از: ترموسیفون، کلکتور- مخزن یکپارچه، گردش اجباری، غیر مستقیم و هوا. دوسیستم اول سیستمهای غیر فعال (پسیو) نامیده میشوند، اما سه سیستم دیگر سیستمهای فعال (اکتیو) هستند، چون یک پمپ یا فن برای گردش سیال عامل در آنها نصب میشود. برای جلوگیری از یخ زدگی کلکتور در سیستمهای مستقیم از گردش معکوس(recirculation) یا تخلیه(drain-down) و در سیستمهای غیر مستقیم از تخلیه برگشتی (drain-back) استفاده میشود. دیاگرام شماتیک یک آبگرمکن خورشیدی نوع ترموسیفونی ​ تمامی این سیستمها دارای مزایای اقتصادی خوبی هستند و بسته به نوع سوخت جایگزین، دوره بازگشت سرمایه برای آنها بین 4 سال (برای الکتریسیته) و 7 سال (برای دیزل) میباشد. البته دوره بازگشت سرمایه، در کشورهای مختلف بستگی به شاخصهای اقتصادی، نظیر میزان تورم و قیمت انواع سوخت و غیره دارد. امروزه در دنیا به میزان بسیار زیادی از کلکتورهای خورشیدی برای آبگرمکنهای خورشیدی استفاده میشود.

منبع:suna.org.ir

 

[hoot]

معماري خورشيدي

معماري خورشيدي

سلام دوستان
با گرماي هوا و آفتاب چطورين؟ يه سري مطلب در مورد خورشيد در معماري ميذارم، اميدوارم استفاده كنين

​

در معماري خورشيدي ساختار يك ساختمان شامل يك سيستم گردآوري انرژي خورشيد و يك سيستم ذخيره و توزيع انرژي كه در نتيجه براي ساكنين ساختمان آسايش حرارتي و روشنائي طبيعي تامين مي نمايد، مي گردد. گرمايش فضاي دروني ساختمان از طريق ورود انرژي خورشيدي از پنجره هاي بزرگ يا فضاي خورشيدي و يا از طريق گردآورنده هاي حرارتي كه با بام يا نماي ساختمان يكپارچه هستند بدست مي آيد. سرمايش فضاي دروني بوسيله سايبان ها، تجهيزات تهويه و خنك كننده هاي تبخيري، تابشي يا جريان هواي خنك – تازه سطحي انجام مي گيرد. روشنائي طبيعي با استفاده از هدايت نور خورشيد از طريق كانال هاي ويژه به عمق ساختمان انجام مي گيرد.

با توجه به اينكه تكنيكهاي ساختماني از منطقه به منطقه خيلي متفاوت هستند، و نيازهاي نسبي گرمايش، سرمايش، و نورگيري در روز بشدت تحت تاثير هوا قرار دارد. طراحي معماري خورشيدي مناسب تمايل به تاثير پذيري از شرايط خاص محل را دارد. با وجود اين مي توان اظهار نمود كه هزينه افزايشي جهت استفاده از طراحي كاملا غير فعال در مناطقي كه ديوارها و پارتيشن هاي با جرم زياد از قبيل بتون و آجر مرسوم است، حداقل مي باشد. هزينه شيشه هاي بزرگ با كارآيي زياد كه درمقابل آفتاب قرار دارند ( با سايبان درست و امكانات تهويه عرضي جهت اجتناب از گرمايش بيش از حد در تابستان ) تا حدودي توسط سطح كاهش يافته ديوارهاي خارجي جبران مي شود، و بخشي ازجرم حرارتي ساختمان مي تواند بسادگي از طريق تهويه به ذخيره حرارت تبديل گردد بدين صورت كه حرارت خورشيدي زمستاني براي استفاده در شب ذخيره مي شود و هواي شب خنك تابستان براي استفاده در روز ذخيره مي گردد.​

لذا با طراحي خوب مي توان بار حرارتي ساليانه را درنواحي سرد و آفتابي به ميزان 80% و در نواحي ابري تر به ميزان 50% كاهش داد. براي دستيابي به همان ميزان گرمايش خورشيدي در ساختمانهاي سبك،‌گردآورنده هاي حرارتي خورشيدي همراه با ذخيره مربوطه لازم است، كه هزينه بيشتري را در بر دارد. استراتژي صحيح سايبا ن و تهويه در ساختمان هي با جرم حرارتي زياد مي تواند 80% از بار سرمايشي ساليانه را اگر شبها به اندازه كافي خنك باشند كاهش دهد، اما درغير اينصورت تكنولوژي هاي پيچيده تري بر مبناي تبخير آب با تونلهاي خنك كننده زيرزميني، نيز مورد نياز مي باشد، نور دهي در روز كه از طريق شيشه هاي بزرگ با راندمان بالا حاصل مي شود سبب صرفه جوئي اندك انرژي در منازل مي گردد اما مي تواند براي دفاتر كه كاهش نياز به نور حاصل از الكتريسيته در كاهش بار سرمايشي اثر دارد، بسيار مهم است​

معماري خورشيدي ساده، كه صرفا بر مبناي شيشه هاي با راندمان بالا و عايق حرارتي خوب ساختمان مي باشد، بطور تجاري توسط برخي از معماران مورد استفاده قرار مي گيرد و اغلب بدان بصورت صرفه جوئي در انرژي نگريسته مي شود. اين درست است زيرا ميتوان در ساختمانهاي موجود با چنين اقداماتي حدود 25% در انرژي صرفه جوئي نمود. اما ميزان بالاتر نقش خورشيد اشاره شده در بالا فقط مي تواند در ساختمانهاي جديد كه به دقت طراحي شده اند حاصل گردد، و مدلسازي كامپيوتري نورگيري و حرارت يك وسيله اساسي دربهينه كردن كارآيي ساختمان مي باشد. تعدادي نرم افزاهاي كامپيوتري ارائه شده اند، اما يك برنامه معتبر و جامع و ساده براي استفاده هنوز موجود نيست و اين مانع اصلي در توسعه وسيع تر طراحي معماري خورشيدي مي باشد. علاوه بر آن فقدان آگاهي عمومي كه چنين طراحي هايي مي تواند منجر به ساختمانهاي با نياز خيلي كمتر به انرژي شود كه درعين حال مكان لذت بخش تري براي زندگي و كار هستند، نيز وجود دارد​

در جوامعي كه قبلا مرحله صنعتي را پشت سر گذارده اند،‌مصرف انرژي ساختمان ها خيلي چشمگير است. بنابر اين مشكل معماري خورشيد مي بايد حل گردد، زير يك پتانسيل واقعي را براي بهبود محيط ارائه مي دهد. و اين پتانسيل حتي ميتواند افزايش يابد مشروط به آنكه توسعه تكنولوژي پيشرفته كه در حال حاضر در دست انجام است موفقيت آميز باشد و به توليد تجاري منتهي گردد. مواد عايق شفاف، ذخيره با استفاده از تغيير فاز در حالت جامد، لوله هاي نوري، و شيشه هاي باكنترل الكتروكروميك ، ترموكروميك يا هالوگرافيك ( جهت كنترل مستقل حرارت و نور بصورت مطلوب در هر دو جهت ) ممكن است در آينده مورد استفاده قابل ملاحظه اي داشته باشد. بعنوان مثال ساختمانهاي با انرژي صفر در كشورهاي توسعه يافته.[​

 

[hoot]

سلام.دمت خورشیدی
در مورد کلکتورهای خورشیدی و خازنهای حرارحی اگه مطلب داری بذار.

سلام
قابلي نداشت، توي كتابي بنام: خورشيد در خانواده ميتوني اطلاعات خوبي در اين مورد پيدا كني

 

[سناتور]

شیشه های خورشیدی

شیشه های خورشیدی

کنترل رنگ و شفافیت شیشه های خورشیدی​

نور خورشید مدت زیادی است که به عنوان منبع تولید الکتریسیته و جایگزینی برای سوخت های فسیلی مورد توجه بوده است. اما اخیرا محصولات خورشیدی علاوه بر جذب انرژی خورشیدی، دارای کاربرد تزئینی نیز شده اند.
شیشه های Electro Chrome:
شیشه های رنگی تشکیل شده از سلول خورشیدی، در مصارف خانگی و صنعتی کاربرد پیدا کرده است که نه تنها تولید کننده انرژی هستند، بلکه خاصیت تزئینی در رنگ های مختلف را در نمای ساختمان را نیز دارد. این محصول، پانل هایی چند لایه ی کدر تا نیمه شفاف که به رنگ های نقره ای و برنزی طلایی تا رنگ های اصلی قرمز و سبز و سرخابی می باشد که از پلی کریستالین تشکیل شده اند. تفاوت رنگی آنان به دلیل تفاوت ضخامت در پوشش ضد انعکاس آن می باشد.

file:///G:/اینترنت/کنترل%20رنگ%20و%20شفافیت%20شیشه%20های%20خورشیدی_files/2009-12-16-ElectroChrome1.jpg file:///G:/اینترنت/کنترل%20رنگ%20و%20شفافیت%20شیشه%20های%20خورشیدی_files/2009-12-16-ElectroChrome2.jpg​

به عنوان مثال در شیشه های تولید شده با این تکنولوژی، رنگ آبی دار ای ضخیم ترین پوشش ضد انعکاس است که مصرف انرژی آن بسیار کم است. نقره ای هم دارای نازک ترین پوشش است که از نظر مصرف انرژی بهینه نیست. این نوع می تواند در مواردی که نیاز به گرفتن کمتری از انرژی خورشید می باشد به کار رود.
کنترل شفافیت تصویر:
شیشه ی زرنگ و هوشمند دیگری با تکنولوژی نانو ساخته شده است که با فشردن یک کلید، از حالت مات و کدر به شفاف تغییر می کند. از این شیشه می تواند به عنوان جدا کننده هم درفضای داخل و هم در فضای خارج استفاده کرد.

file:///G:/اینترنت/کنترل%20رنگ%20و%20شفافیت%20شیشه%20های%20خورشیدی_files/2009-12-16-On.jpg file:///G:/اینترنت/کنترل%20رنگ%20و%20شفافیت%20شیشه%20های%20خورشیدی_files/2009-12-16-off.jpg​

ساختمان درونی این شیشه تشکیل شده از دو لایه شفاف و تینت می باشد که لایه ای از مایع کریستال بین آنها ساندویچ شده است.

file:///G:/اینترنت/کنترل%20رنگ%20و%20شفافیت%20شیشه%20های%20خورشیدی_files/2009-12-16-SGG1.jpg file:///G:/اینترنت/کنترل%20رنگ%20و%20شفافیت%20شیشه%20های%20خورشیدی_files/2009-12-16-SGG2.jpg file:///G:/اینترنت/کنترل%20رنگ%20و%20شفافیت%20شیشه%20های%20خورشیدی_files/2009-12-16-SGG3.jpg​

با گذراندن جریان الکتریسیته از فیلم کریستال مایع شیشه شفاف می شود. با قطع جریان کریستال ها راحت شده و با غیر فعال کردن نور از هر طرف شیشه مات می شود.
منبع http://www.quantumglass.com