Соларна енергија - активна и пасивна примена во архитектурата

[КиреМали 1911]

Целта поради која ја отварам темава е укажување на поволностите на сончевата енергија и нејзино искористување, со цел за поздрав начин на живеење, како и поголемо искористување на енергијата и заштеда.

Во темава ќе се обидам (се надевам со ваша помош, приклучување и прашања) да ја презентирам соларната енергија која доаѓа на земјата, нејзината моќност, нејзиниот прием, како и нејзиното искористување како најбитен дел, односно конверзија на соларната во друг, конвенционален тип не енергија.

Одпрвин, ќе се обидам накратко да го пренесам теоретскиот дел, како би можеле да се запознаеме со темата и проблематиката на истата, за потоа да коментираме поодделни поважни проекти од овој аспект на пасивна архитектура.

(Следува: Соларна константа)

 

[КиреМали 1911]

1. Соларна константа

Земјата, поради својата оддалеченост од сонцето од 149 милиони километри, прима само половина милијардити дел од неговата енергија. Но, гледано од човечка точка, таа енергија е колосална - ја престигнува моќноста на сите електрани во светот доколку тие би работеле со полна снага, за повеќе од милион пати. Моќноста која пристигнува на површина на еден метар квадратен на границата на земјината атмосфера се нарекува соларна константа.
На површината на Земјата пристигнува нешто помала моќност поради рефлексијата на зраците од атмосферата и абсорбцијата во неа. Вредноста на пристигнатата моќност зависи од аголот под кој сончевите зраци поминуваат низ атмосферата и од метеоролошките услови. Колку аголот на сончевите зраци повеќе одстапува од вертикалата, толку и патот на зраците е подолг низ атмосферата, па следствено на тоа, на површината на Земјата пристига помала моќност. Поради тоа, зрачењето на сонцето во зимскиот период (кога азимутот е помал) е послабо, дури и при идеални услови - бидејќи аголот на паѓање е многу поостар одколку во летен период. Во летен период, при потполно ведро време, во текот на еден час на површина од еден метар квадратен пристигнува енергија од 1kWh (киловат-час). Практично, ако оваа енергија ја искористиме, за еден час би загреале 10 литри вода од 5 на 90 степени Целзиусови.

(Следува: Конверзија на соларната енергија во конвенционални типови на енергија)

 

[КиреМали 1911]

2. Конверзија на соларната енергија во конвенционални типови на енергија

Претворањето на соларното зрачење во електрична енергија е значително тежок проблем. Степенот на искористување е значително помал, движејќи се во границите од 10-20%, но генералниот проблем претставува постигнувањето на доволно ниска цена на апаратите. За сега е прескапо да се користат соларни електрични генератори за снабдување на куќа со електрична енергија, освен на осамени и оддалечени објекти. Но цените на таканаречените соларни ќелии се во константен пад, така што секојдневно се зголемуваат можноститеза нивно масовно користење. Сепак се смета дека први поголеми корисници би биле индивидуалните домаќинства.
Најтежок проблем е претворањето на соларната енергија во погодно хемиско гориво, кое директно би ги заменило фосилните горива. Научните принципи на таквата конверзија не се доволно проучени и сеуште не се располага со технологија која би обезбедила добар степен на искористеност и доволно ниска цена. Меѓутоа, овие прашања во светот привлекуваат големо внимание, и на тоа поле се очекува константен прогрес, кој е во тек.

Од гледна точка на индивидуалните потрошувачи, најважно е подмирувањето на потребите од топлинска енергија, која се користи за загревање на куќата и санитарната вода. Од вкупната годишна потрошувачка на енергија на едно просечно домаќинство, околу 3/4 припаѓаат на подмирување на тие потреб, а остатокот оди на осветлување, електрични апарати и слично. Сегашните главни извори на енергија, подложни на брзо исцрпување и со тоа подложни на непредвидливи пораснувања на цените, не влеваат спокојство и немаат охрабрувачка перспектива. Поради тоа, користењето на соларната енергија на ова поле доаѓа во прв план.


ЗАШТЕДА: Проценките викаат дека во Македонија за време од едно столетие би се изградиле околу сто илјади нови индивидуални домови. Претпоставуваме дека тие домови би се граделе на досегашниот начин, и дека нивниот век на употреба е приближно 100 години. Просечна индивидуална куќа кај нас годишно троши за греење околу 5 тони јаглен (ако моќноста ја изразиме во јаглен - како суровина), што за период од 100 години тоа би изнесувало 500 тони јаглен, поединечно. Ако би ги применле научните достигнувања и оваа куќа би ја изградиле по новите, соларни принципи, таа потрошувачка можеме да ја сведеме на еден тон јаглен годишно - 100 тони јаглен за 100 години. Тоа значи заштеда од 400 тони јаглен за сто години за една индивидуална куќа, односно 40 милиони тони јаглен, за претпоставените сто илјади куќи. Од друга страна, факт е дека градењето на соларните куќи е многу полесна и поприфатлива работа, одколку копањето на јаглен. Освен тоа, атмосферата наа нашето небо, во текот од еден век би била почиста за одговарачката количина на продуктот на согорениот јаглен.
Следствено, кога би поставиле амбициозна задача, во најкраток можен рок да го совладаме потребното знаење, и да прејдеме на градење на индивидуални куќи поставени на новите, соларни принципи на пасивни куќи, тоа би било еднакво вредно како кога до крајот на овој век би ископале јаглени резерви од 40 милиони тони. Но овој би бил „јаглен“ кој „согорува“ без чад и пепел.

(Следува: Приемници на соларна енергија - соларни колектори)

 

[Apokalipto]

Колкава површина на соларни панели би била потребна да се постави на една куќа за истата да биде задоволена со просечните потреби на електрична енергија (4 члено семејство)

 

[КиреМали 1911]

3. Приемници на соларна енергија - соларни колектори

Сончевото зрачење лесно се абсорбира во разни материјали и при тоа дел од неговата енергија се претвора во топлина. Апаратот во кој се остварува тоа се нарекува приемник (колектор) на соларната енергија. Сопред конструкцијата и начинот на работа, разликуваме два основни типови на приемници: рамни и фокусирачки. Првите достигнуваат температура до 100 степени Целзиусови, а другите, благодарејќи на концентрираното сончево зрачење со помош на оптички системи, достигнуваат дури до 3200 степени. Лоша страна на тие приемници е тоа што бараат константно насочување накај сонцето. За примена во станбени објекти, речиси секогаш се користат рамните приемници. Постојат многу различни конструктивни решенија на овој тип на приемник, но сите тие се базираат на исти принципи: соларното зрачење во нив се абсорбира со помош на рамна плоча, обоена со темна боја.

Дијаграм на конструкција на соларни колектори кои работат на принцип на загревање на вода (пресек):

1 - абсорбер (црно тело кое впива голем дел од зрачењето во областа на соларниот спектар)
2 - топлотен изолатор
3 - кутија
4 - довод на вода
5 - одвод на вода
6 - преден покривач (негова задача е да пропуштни најголем дел од зрачењето на соларниот спектар, и истовремено да го спречи непосредниот допир на атмосферскиот воздух со површината на абсорберот, како би се намалил топлотниот губиток)

При конструкција на приемникот треба да се определи бројот на покривачи, нивната дебелина, како и потребното меѓусебно растојание. Сите тие параметри влијаат на степенот на искористувањето на приемникот. Бројот на покривачите се избира во зависност од условите под кои приемникот треба да работи, при што главен параметар е температурната разлика помеѓу абсорберот и околината. Поголем број на покривачи ја намалува топлинската загуба и дозволува приемникот да работи на високта температура и во зимски услови. Меѓутоа, истовремено се намалува и нивната вкупна пропустливост за паднатото зрачење, а освен тоа се зголемува и тежината на приемникот. Затоа, максимално се поставуваат три покривачи, а најчесто еден или два.

На дијаграмот е прикажан заокружен циклусот на загревање на водата преку соларен колектор, и нејзино складирање во резервоар, или (како на сликава) во бојлер, каде се врши дозагревање, доколку се работи за послеб колектор, или доколку моќноста на соларното зрачење е намалена

(Следува: Топлотна пумпа)

 

[korka]

Колкава површина на соларни панели би била потребна да се постави на една куќа за истата да биде задоволена со просечните потреби на електрична енергија (4 члено семејство)

kolku struja trosite doma
vo prosek po 3kw
ti treba tolu i si go resil problemot
kosta odprilika 20 000 evra
ti trebaat okolu 25m2
za kW treba prostor od okolu 7-8 m2

 

[КиреМали 1911]

kolku struja trosite doma
vo prosek po 3kw
ti treba tolu i si go resil problemot
kosta odprilika 20 000 evra
ti trebaat okolu 25m2
za kW treba prostor od okolu 7-8 m2

Значи, зрелоста на темава не е сеуште на ниво за пресметки на квадратура. Постојат многу различни системи, и по својата конструкција и по начинот на работа, а богами и по цената. За површината на колекторите ќе се објаснеме одкога ќе ги објаснеме системите и комбинациите со термални пуми.

Или, доколку ги наведуваш овие параметри,би те замолил да ни дадеш информација за кој тип на колектори и за кој начин на работа ни зборуваш. :smir:

 

[КиреМали 1911]

4. Термичка (топлотна) пумпа

Топлотната пумпа претставува термодинамичка машина многу слична на климатизерот, но работи во спротивен правец. Имено, климатизерот ја одзема топлината од ограничениот простор и ја исфрла во атмосферата, која е на повисока температура; топлотната пумпа одзема топлина од поголеми резервоари на пониска температура (земја, атмосфера, соларно топлинско складиште) и ја уфрлува во ограничен простор на повисока температура.

Поодредено, работата на топлотната пумпа се заснова на користење на фазните преминувања: течност, која на пример има точка на кондензирање на -5 степени Целзиусови, испарува во допир со атмосферскиот воздух или со некоја друга средина со поголема маса, па во гасовита состојба се води до компресорот во кој се збива до висок притисок, а со тоа и се загрева (на пример, на 60 степени). Бидејќи точката на кондензирање зависи од притисокот, доаѓа до кондензација на гасот, но овој пат на температура од 60 степени. Притоа се враќа енергијата која била вложена за испарување на течноста, а преземена од воздухот. Кондензираната течност, повторно оладена се враќа во испарувачот преку експанзионен вентил, а топлината ослободена во кондензаторот се одведува преку топлотниот изменувач во грејниот систем.

Факт е дека топлотната пумпа не произведува, туку само ја пренесува топлината од еден резервоар со пониска температура во друг со повисока температура со посредство на фазното преминување на флуидот. Во добро конструирана топлотна пумпа, на секоја единица потрошена механичка (електрична) енергија, може да се добијат три до четири единици топлинска енергија. Според тоа, ако некој користи електрична енергија за загревање на објектот, треба да го разгледа прашањето за поставување на топлотна пумпа, бидејќи за истата количина на топлина ќе потроши три или четири пати помалку електрична енергија. Тоа, се разбира, би било многу корисно за целата околина на потрошувачот.

Шема на циклус на топлотна пумпа:


Кога топлотната пумпа се поврзува со воден (или воздушен) приемник, тогаш се гради поголемо топлотно складиште, кое се загрева до пониски температури (одприлика на 30-тина степени Целзиусови). Тогаш приемниците имаат многу поволен режим на работа и може да се очекува добар просечен степен на искористување. Топлотната пумпа ја подигнува оваа температура на вредност која ја бараат грејните тела. Треба да се нагласи дека не може да се очекува од топлотната пумпа да произведе повеќе енергија од складираната (освен доприносот на компресорот).

 

[korka]

mali
pisuvam jas za fotovoltaicniot sistem
koga proizveduvaat el.energija ili struja
e so jajca li ke varime so ovie
ama ubavo objasnuvas bravo

 

[КиреМали 1911]

mali
pisuvam jas za fotovoltaicniot sistem
koga proizveduvaat el.energija ili struja
e so jajca li ke varime so ovie
ama ubavo objasnuvas bravo

Фотоволтажниот систем ќе биде објаснет тогаш, кога ќе му дојде време да биде објаснет. Куќата не се почнува од кровот, вика народот. Принципот на процесот на производство на електрична енергија, и панелите кои се користат за тоа, се произлезени од принципот на конструкција на колекторските термички панели.

Коментари како варења јајца...не враќам на такви.

Ако објаснувам убаво, тогаш читај, и почекај да дојде и тоа, за кое ти се интересираш да прочиташ. :smir:

 

[korka]

ke te cekam da objasni se
pa ke prodolzime so diskusija i za drugiot sistem koj me interesira poveke
vo pravo si sto te secam vo temata greska izvini ak ne primas mala sega
i ke gi objasnime site kako rabotat
ama jas nemam vakvi fakti kako tvoive na makedonski jazik za fotovoltaicnite
pozdrav kirca

 

[КиреМали 1911]

ke te cekam da objasni se
pa ke prodolzime so diskusija i za drugiot sistem koj me interesira poveke
vo pravo si sto te secam vo temata greska izvini ak ne primas mala sega
i ke gi objasnime site kako rabotat
ama jas nemam vakvi fakti kako tvoive na makedonski jazik za fotovoltaicnite
pozdrav kirca

Нема проблем, јас ќе го образложам теорискиот дел, а од тебе очекувам да постираш фотографии и да ги објасниш нив. Ќе најдеме од странски производители факти за различните типови на фотоволтажни, и ќе се потрудиме да ги „прераскажиме“ на нашки. Важи?:smir:

 

[КиреМали 1911]

5. Пасивна куќа - поим и карактеристики

Пасивна куќа е објект во кој може да биде одржувана удобна внатрешна клима без употреба од традиционални системи за греење како бојлер или геотермална пумпа за греење. Единствено што е потребно, можеби во периоди на многу студена клима е мал извор на греење кој би служел како потпора. Пасивните куќи се екстремно ефикасни во насока на енергетска ефикасност, додека во исто време обезбедуваат многу високо ниво на комфорт.
Ако започнеме со идејата за некаков историјат во врска со постоењето на терминот „Пасивна Куќа“ како стандрад на градење, патеката ќе не одведе во Дармстад, Германија, кога во 1990 година се изградени првите објекти со овој стандард, а овие почетоци резултираа со продолжување на интересот во наредните години. Passivhaus Institut во Дармстад стана темел за промоција и контрола на стандардите.

Првата пасивна куќа, Дармстад, Германија, 1990 година.



Како карактеристики на пасивната куќа, би ги навел следниве:

- Компактна форма и добра изолација - компонентите на надворешната обвивка на куќата опфаќаат добра изолација, за да се постигне оптимален фактор на пад на енергија. Следејќи ги техниките на дизајните на пасивните соларни градби, каде што тоа е возможно градбите се компактни по форма за да се редуцира нивната фасадна површина.
- Јужна ориентација и водење на грижа за сенки и засенување
- Енергетски ефикасни прозорски стакла и рамки - стаклата и рамките треба да го почитуваат стандардизираниот фактор на пад на енергија.
- Обвивката на зградата игра улога на непропустлива мембрана за воздух
- Високо ефикасен повраток на топлината преку потрошениот воздух користејќи топлински разменувачи
- Користење на апарати во домаќинството кои заштедуват енергија - ниско енергетски апарати


(Следува: Тромбов ѕид - ѕид складиште)

 

[Mlad_man]

Колкава површина на соларни панели би била потребна да се постави на една куќа за истата да биде задоволена со просечните потреби на електрична енергија (4 члено семејство)

Апо ама не значи дека само за струја може да биде искористена енергијата или пак за вода греење. Денес што ги глеам по ова дискавери каналиве иако не се работи за куќи туку облакодери тоа соларната енергија ја користат и за греење на просториите па ја користи во вид на природна светлина односно става поеќе прозорци со што овозможува светлината да влегува и да не се троши струја за светла па и многу други работи на кои може да се поработи за соларната енергија.