Solarna energija je postala jedan od glavnih stubova održivog i efikasnog doma. Inovacije u solarnoj tehnologiji nastavljaju da napreduju i poboljšavaju performanse sistema za prikupljanje sunčevog zračenja. Ovo je dovelo do pasivni solarni sistemi, koji omogućavaju iskorištavanje sunčeve energije kroz arhitektonske elemente koji ne zahtijevaju mehaničke ili električne uređaje, kao što su ventilatori ili recirkulacijske pumpe, između ostalog. Pasivni solarni sistemi koriste elemente kao što su prozori, krovovi i zidovi za hvatanje i skladištenje toplotne energije, doprinoseći efikasnijoj i ekološki prihvatljivijoj kući.
U ovom članku ćemo detaljno objasniti karakteristike, prednosti i rad ovih pasivnih solarnih sistema, koji postavljaju standard u modernoj bioklimatskoj arhitekturi.
Šta su pasivni solarni sistemi?
u pasivni solarni sistemi To su oni koji iskorištavaju sunčevo zračenje bez potrebe da ga transformišu ili pohranjuju pomoću tehnoloških uređaja. Koriste arhitektonske principe za hvatanje, skladištenje i distribuciju sunčeve topline prirodno. Elementi koji su dio ovih sistema su uglavnom prozori, krovovi, zidovi, unutrašnje terase, prateći plastenici, solarni dimnjaci i galerije. Oni omogućavaju da sunčeva energija uđe i da se distribuira u zatvorenom prostoru bez potrebe za korištenjem dodatnih tehnologija, kao što se događa u aktivnim solarnim sistemima koji zahtijevaju uređaje kao što su fotonaponski paneli.
Ove vrste sistema su dizajnirane da poboljšaju energetska efikasnost zgrada do maksimuma, koristeći prednosti tri mehanizma prijenosa topline: provodljivosti, konvekcije i zračenja. Zahvaljujući ovim mehanizmima, zarobljena toplota se efikasno prenosi u unutrašnjost zgrada, postižući toplo okruženje zimi i izbegavajući pregrevanje tokom leta.
Tu leži razlika između pasivne i aktivne solarne energije, pri čemu je pasivna energija ona koja ne zahtijeva transformaciju energije ili dodatne tehnološke intervencije, dok aktivna energija ovisi o uređajima poput solarnih panela ili termalnih kolektora koji transformiraju energiju i skladište je. ili distribuiraju.
Pasivni solarni sistemi u bioklimatskim domovima
Bioklimatska arhitektura ima za cilj da maksimizira energetsku efikasnost zgrada koristeći prednosti lokalnih klimatskih uslova. The pasivni solarni sistemi Oni su suštinski dio ove vrste arhitekture, jer omogućavaju da se solarna energija uhvati i koristi direktno, bez potrebe za dodatnom opremom.
Bioklimatski dom uzima u obzir orijentacija y el lokalna klima za optimizaciju sunčevog zračenja. Na primjer, na sjevernoj hemisferi idealno je orijentirati glavne prozore na jug kako bi uhvatili najveću količinu sunčeve svjetlosti zimi i izbjegli direktnu sunčevu svjetlost ljeti. Osim toga, građevinski materijali s visokim termička masa, kao što su cigla ili kamen, koji pohranjuju toplinu tokom dana i postepeno je oslobađaju noću, održavajući ugodnu unutrašnju temperaturu tokom cijelog dana bez potrebe za dodatnim grijanjem.
Upotreba pasivnih solarnih sistema nije ograničena na prikupljanje toplote. Oni takođe uključuju strategije kao što je upotreba Prirodna ventilacija kroz unutrašnje terase ili strateški locirane prozore za stvaranje zračnih struja koje hlade zgradu ljeti.
U bioklimatskim domovima, pasivni solarni sistemi pružaju ugodno termalno okruženje tokom cijele godine koristeći prirodne resurse kao što su sunce i vjetar za regulaciju temperature. Ovo značajno smanjuje ovisnost o konvencionalnim izvorima energije, kao što su fosilna goriva, i doprinosi smanjenju ugljičnog otiska zgrade.
Hvatanje sunčeve svjetlosti
Za optimizaciju prikupljanja sunčeve svjetlosti, bitno je da su građevinski elementi pravilno orijentirani i dizajnirani. U pasivnim solarnim sistemima, prozori i erkeri Oni igraju ključnu ulogu, jer dozvoljavaju sunčevom zračenju da uđe u unutrašnje prostore. Ovi elementi moraju biti orijentisani prema jugu (na sjevernoj hemisferi), što osigurava hvatanje sunčevog zračenja zimi i sprječava pregrijavanje ljeti.
Ostali uređaji, kao npr inercijski zidovi i terasasti plastenici, omogućavaju indirektno hvatanje sunčeve energije. U tim slučajevima sunčevo zračenje pogađa staklenu površinu koja djeluje kao akumulator topline. Ova toplota se prenosi u zgradu kroz mehanizme kao što su konvekcija ili toplotna masa. Upotreba regulatora otvaranja omogućava vam kontrolu količine topline koja ulazi u zgradu, prilagođavajući je potrebama svakog godišnjeg doba.
Prednosti pasivnih solarnih sistema
Pasivni solarni sistemi nude višestruko prednosti, kako ekonomski tako i u smislu održivosti i udobnosti:
- Energetske efikasnosti: Sunčevu energiju koriste direktno i prirodno, bez potrebe za dodatnim tehnološkim uređajima. Ovo smanjuje konvencionalnu potrošnju energije.
- Toplotni komfor: Pasivni sistemi održavaju toplinu zimi i sprečavaju pregrijavanje ljeti, sve prirodno.
- Ekonomske uštede: Smanjenjem upotrebe mehaničkih i električnih sistema značajno se smanjuju troškovi potrošnje energije.
- Nisko održavanje: Budući da ne koriste mehaničke elemente, pasivni solarni sistemi zahtijevaju malo održavanja.
- Održivost: Oslanjajući se isključivo na sunčevo zračenje, ovi sistemi ne emituju gasove staklene bašte i doprinose ublažavanju klimatskih promjena.
Mane pasivnih solarnih sistema
Uprkos brojnim prednostima pasivnih solarnih sistema, postoje i one Neki nedostaci to treba uzeti u obzir prije njihove implementacije:
- Zavisnost od vremenskih uslova: Ovi sistemi zavise od dostupnosti sunčevog zračenja. Na mjestima sa malo sunčeve svjetlosti ili u oblačnim danima, njegova efikasnost se smanjuje.
- Ograničena adaptacija na ekstremne klime: U regijama sa veoma hladnim zimama ili ekstremno toplim ljetima, pasivni sistemi možda neće biti dovoljni sami po sebi i možda će trebati podršku aktivnih tehnologija.
- Ograničena proizvodnja energije: Za razliku od aktivnih solarnih sistema, pasivni sistemi ne proizvode električnu energiju, ograničavajući njihovu upotrebu na prirodno grijanje i hlađenje.
Kako poboljšati efikasnost pasivnih solarnih sistema
Da biste maksimalno iskoristili prednosti pasivni solarni sistemi, bitno je obratiti pažnju arhitektonsko projektovanje zgrade. Neki faktori koji utiču na njegovu efikasnost uključuju:
- Pogodno zastakljivanje: Prozori moraju imati dobru izolaciju kako bi spriječili gubitak topline zimi i zaštitili od pregrijavanja ljeti.
- Upotreba sjenila: Tende i nadstrešnice su efikasne u sprečavanju ulaska prekomerne toplote tokom leta.
- Građevinski materijali: Korištenje materijala velike toplinske mase, kao što su cigla ili kamen, pomaže efikasno skladištenje i oslobađanje topline.
- Prirodna ventilacija: Projektovanje zgrade kako bi se iskoristila unakrsna ventilacija tokom toplih mjeseci ključno je za održavanje hladnog unutrašnjeg okruženja.
Ukratko, pasivni solarni sistemi predstavljaju odličnu opciju za one koji žele da poboljšaju energetsku efikasnost svojih domova uz istovremeno smanjenje uticaja na životnu sredinu. Uz dobar dizajn i planiranje, ovi sistemi mogu pružiti toplinsku udobnost tijekom cijele godine, smanjujući konvencionalnu potrošnju energije i pomažući u očuvanju okoliša.