انرژی های تجدید پذیر

معرفی انواع سیستم های سبز

انرژی های تجدید پذیر

معرفی انواع سیستم های سبز

تکنولوژیهای مبتنی بر انرژیهای نو و تجدید پذیر

تکنولوژیهای مبتنی بر انرژیهای نو و تجدید پذیر :
١- سیستمهای فتوولتائیک
در اکثر نقاط دنیا می توان از خورشید به عنوان یک منبع مفید و تامین کننده انرژی بهره جست . استفاده از انرژی خورشیدی ، بر خلاف انرژی هسته ای نه تنها تهدیدی برای بشریت محسوب نمی شود، بلکه برای کشورهایی که فاقد منابع زیرزمینی انرژی می باشند، مناسب ترین راه برای دستیابی به انرژی است. تکنولوژی ساده ، کاهش آلودگی محیط زیست وقابلیت ذخیره کردن سوختهای فسیلی برای نسلهای آینده از دلایل مهم لزوم استفاده از انرژی خورشیدی است .
نیروگاههای خورشیدی دارای انواع گوناگونی هستند وسیستمهای فتوولتائیک یکی از مهمترین نوع این نیروگاههاست . سیستمهای فتوولتائیک یکی از پر مصرفترین کاربرد انرژی های نوین میباشند که تاکنون سیستمهای متفاوت آن با ظرفیتهای گوناگون در سراسر جهان نصب و راه اندازی شده اند.


در این نوع سیستمها که درابتدا برای کاربردهای فضایی ابداع وتکمیل شده بودند، انرژی نورانی خورشید به طور مستقیم و بدون استفاده از مکانیزم های متحرک به انرژی الکتریسیته تبدیل می شود. در تکنولوژی فتوولتائیک خورشید تنها منبع تامین کننده انرژی است وبه همین علت انرژی الکتریسیته بدون ایجاد دود، سروصدا، بارانهای اسیدی، دی اکسید کربن وهرگونه تشعشعات رادیو اکتیو تولید می شود. دیگر ماده اولیه مورد نیاز در سیستمهای فتوولتائیک سلیکون است که در طبیعت به وفور یافت می شود وغیر سمی است. تنها خسارات وارد شده بر محیط زسیت از طریق سیستمهای فتوولتائیک ، از اکتشاف ، استخراج، تولید وانتقال سیلیکون ناشی شده وزیانهای ناشی از زغال، گازو نفت دراین شیوة تولید حذف می شوند.

سیستمهای فتوولتائیک چگونه کار می کنند؟
سلولهای تشکیل دهنده سیستمهای فتوولتائیک از مواد نیمه رسانا ساخته می شوند. متداولترین نوع آن به علت وفور و ارزانی ، سیلکون است .ایجاد قطب مثبت و منفی در این سلولها پیش شرط لازم برای تولید الکتریسیته است و به وسیله ناخالص کردن یکی از کریستالهای سیلکون این دو قطب در هر سلول به وجود می
آید.

پس از برخورد فوتون های نور به این سلولها ، الکترونها از جای خود رانده و جریانی از الکترون (الکتریسته ) از قسمت منفی به سمت مثبت سلول به وجود می آید. به مجموعه ای از این سلولهای سری و موازی شده، ماژول فتوولتائیک می گویند. شدت وجهت تابش وتنوع زمانی وجغرافیایی آن بر بهره وری این سیستم بسیار تاثیر گذار است .

در هرماژول فتوولتائیک بین 36 تا 96 سلول قرار دارد. این مجموعه به وسیله فرآیند لمینیت دربین دو لایه شیشه محافظت می گردد. در نهایت کل مجموعه در یک محفظه آلومینیومی قرار می گیرد. مجموعه این ماژولها به تولید می DC وسیله اتصالات الکتریکی به یکدیگر متصل ودر نهایت یک جریان الکتریسیته به صورت مستقیم یا تبدیل می شود. AC شود. در صورت نیاز این جریان مستقیم توسط مبدل به جریان متناوب یا از دیگر مزایای این سیستمها قابلیت ذخیره سازی انرژی الکتریسیته تولید شده در روز است که به هنگام نیاز یا درطی شب می توان ازاین انرژی ذخیره شده استفاده نمود.قابلیت تولید در محل مصرف ، کاهش و صرفه جوئی در هزینه های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی و عدم نیاز به شبکه سراسری برق نیز از ویژگی های دیگر این نوع
سیستمهاست.
در حال حاضر روشنایی خورشیدی بالاترین میزان کاربرد سیستمهای فتوولتائیک را در سراسر جهان دارد. مانند تامین برق جاده ها و تونلها به خصوص در مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارند، تامین برق پاسگاههای مرزی، مناطق حفاظت شده و مناطق دور افتاده که جنبه نظامی دارند.
آنچه به عنوان مشکل بر سرراه اجرائی شدن سیستمهای فتوولتائیک درایران وجود دارد، ارزانی وفراوانی سوختهای فسیلی است که سبب شده به این سیستمها وانرژی خورشیدی کمتر توجه شود.
درهرصورت نمی توان منکر این واقعیت شد که سوختهای فسیلی پایان پذیر وتجدید ناپذیرند وباید جایگزین آنها ، از منابع انرژی تجدید پذیر که منافع زیست محیطی فراوانی دارند استفاده نمود.
اجزای سیستمهای فتوولتائیک (برق خورشیدی)
-1 سلولهای فتوولتائیک(مولد برق خورشیدی)
این سلولها مربعهای نازک، دیسک ها یا فیلمهایی از جنس نیمه هادی هستند که ولتاژ و جریان کافی را در زمان قرار گرفتن در معرض تابش نور خورشید، تولید می کنند.
-2 کنترل کننده شارژ
تجهیزاتی هستند که ولتاژ باتریها را تنظیم و کنترل می کنند و از آسیبهای احتمالی وارد بر باتریها جلوگیری می کنند.
-3 ذخیره کننده باتری خورشیدی
را در خود ذخیره می کند. بخاطر وجود تغییر در میزان شدت تابش DC وسیله ایست که انرژی الکتریکی تولیدی پرتوهای خورشیدی در طول روز و در فصول مختلف، یک باطری به منظور ذخیره کردن انرژی الکتریکی تولیدی توسط آرای ههای فتوولتائیک و به عنوان یک عامل واسط بین آرای ههای خورشیدی و مصرف کننده انرژی الکتریکی برای بهره وری بیشتر مورد نیاز م یباشد.
-4 مبدل (اینورتر)
برای مصرف،تبدیل می کند. AC را به جریان DC وسیله ایست که جریان انواع سیستمهای فتوولتائیک
-1 سیستمهای فتوولتائیک ساخته شده با باتری شارژی
فانوسهای خورشیدی و شارژرهای فتوولتائیک مورد استفاده در باتریهای رادیو، ازاین نمونه بوده و بازار فروش مناسبی دارند. در این سیستم همه اجزاء یکپارچه شده و بجای باتریهای یکبار مصرف، از باتریهای قابل شارژ استفاده می شود.
-2 سیستمهای استفاده در روز
ساده ترین و ارزانترین سیستمهای فتوولتائیک برای استفاده در روز طراحی شده اند. این سیستمها معمولا شامل مدولهایی می شوند که ابزار ذخیره سازی ندارند و مستقیما با تابش خورشید، الکتریسیته تولید می کنند. برخی فن ها، دمنده ها یا پره های توزیع انرژی حرارتی در سیستم های گرمایش آب، و نیز وسیله های استفاده کننده، از انرژی خورشیدی چون ماشینهای حساب و ساعتهای مچی از این دسته اند.
 -3 سیستم جریان مستقیم با باتری ذخیره خورشیدی ( DC)
برای استفاده از سیستمهای فتوولتائیک در شب یا مواقع ابری، از سیستمهای مجهز به باتری ذخیره استفاده کنترل کننده های شارژ، باتریهای ذخیره و سایر ،( PV) می شود. اجزای اصلی این سیستم یک مدول فتوولتائیک وسایل است.
سیستمهای با باتری ذخیره می توانند شامل وسایل کوچکی مانند چراغ قوه با یک باتری تا ابزار آلات بزرگ با تعداد زیادی باتری صنعتی باشند.
نکته مهم در مورد باتریهای شارژی آنست که باید بمنظور دوام بیشتر، بطور کامل تخلیه شوند و سپس کاملا شارژ گردند. اندازه و شکل منبع باتری باید متناسب با عملکرد ولتاژ سیستم، مقدار استفاده در شب، شرایط آب و هوایی محل و ... طراحی گردند. در برخی از این سیستمها یک کنترل کننده شارژ، طراحی شده است که از شارژ بیش از حد باتریها یا تخلیه غیرعادی آنها با قطع اتصال مدول از منبع باتری، جلوگیری می کند و این موضوع در حفظ کیفیت و دوام باتری موثر است.
-4 سیستم های خورشیدی جریان مستقیم تغذیه کننده جریان متناوب مدولهای فتوولتائیک در اثر تابش
نیازمندند. لذا سیستمهای AC را تولید می کنند. اما اکثر لوازم الکتریکی به انرژی DC آفتاب انرژی الکتریکی داشته باشند، این مبدلها انعطاف پذیری سیستم را AC به DC فتوولتائیک باید مبدلی را جهت تبدیل جریان افزایش داده و تسهیلاتی را ایجاد می کنند. اما افزایش هزینه را نیز در پی دارند.
5 - سیستمهای برق خورشیدی متصل به شبکه شهری
این سیستمها به باتری ذخیره نیازی ندارن د . چون خود شبکه برق، عمل ذخیره سازی انرژی را انجام می دهد. انرژی اضافی تولید شده را مالک سیستم به شبکه شهری می فروشد و درصورت نیاز از شبکه شهری دریافت می کند. بر این اساس شرایطی باید فراهم شود تا خرید و فروش انرژی بین مالک و شبکه شهری امکانپذیر باشد. بدین منظور برخی از کمپانی های شبکه برق شهری کنتورهایی را به مشتریان خود می دهند که مقدار خرید و فروش الکتریسیته را معین می کن د .
مزایای تکنولوژی فتوولتائیک (تولید برق خورشیدی)
دوام:
تکنولوژی بکار رفته در ساخت مدولهای فتوولتائیک از مصالح بادوامی است. در گذشته دوام سیستمها را حدود 10 سال در نظر می گرفتند اما با پیشرفتهای انجام شده، متوسط عمر مفید این سیستمها به 25 سال رسیده است.
هزینه های پایین حفظ و نگهداری:
در سیستم منابع تجدیدناپذیر، هزینه های حمل و نقل مواد و نیروی کار بسیار بالا است. اما درسیستمهای فتوولتائیک چنین هزینه هایی در چرخه تولید وجود ندارد. زیرا سیستم به بازرسی های دوره ای و نگهداری با هزینه اندک نیاز دارد.
عدم نیاز به مواد سوختی:
در سیستمهای فتوولتائیک نیازی به منابع سوختی فسیلی و ... نمی باشد. بنابراین مضرات زیست محیطی ناشی از این منابع و هزینه های حمل و نقل و انبارداری آنها حذف می شود.
کاهش آلودگی صوتی:
سیستمهای فتوولتائیک بدون حرکت و کاملا بی صدا بوده و آلودگی صوتی ندارد.
قابلیت نصب و راه اندازی سیستمهای فتوولتائیک در ظرفیتهای گوناگون:
با توجه به مدولهای پیش ساخته در این سیستمها می توان الکتریسیته را در مقیاسهای مختلف تولید کرد.چنانچه با سیستمهای فتوولتائیک می توان از چند میلی وات تا چندین مگاوات انرژی بدست آورد. اگر این سیستم را بصورت مدولهای کوچک و منفرد استفاده کنیم، برای نیازهای بسیار ناچیز و اگر در مزرعه ای مجموعه ای از آرایشهای گسترده فتوولتائیک را بکار بریم، نیروگاه خورشیدی عظیم را ایجاد کرده ایم.
عدم وابستگی به شبکه برق شهری:
در مواقعی که انتقال برق شهری امکانپذیر نباشد، می توان از این سیستم ها بهره گیری کرد زیرا بصورت مستقل الکتریسیته تولید کرده و نیازی به نگهداری فراوان ندارند. پس در مناطق دورافتاده و صعب العبور، استفاده از این سیستمها گزینه مناسبی خواهد بود.
دوام اجزاء فتوولتائیک:
مدت کارکرد مدولهای خورشیدی،در سالهای گذشته بطور متوسط 10 سال در نظر گرفته می شده لیکن با
پیشرفتهای فنی میانگین زمان کارکرد مدولها به 25 سال رسیده است. بسیاری از اجزاء و مواد اولیه این مدولها
قابل بازیافت و استفاده اند. مثلا شیشه ها، جعبه های پلاستیکی و کلافهای فلزی نصب و ... قابل استفاده مجدد
هستند. اما بازیافت برخی از اجزا چون نیمه هادیها و ... امکانپذیر نیست.
٢- سیستم آبگرم خورشید مرکزی
این سیستم در مکان هایی که نیاز به مقدار زیادی آبگرم (روزانه بیش از 1000 لیتر) می باشد، استفاده می شون د . در این سیستم کلکتورها بنا به نیاز به صورت موازی و یا سری به یکدیگر متصل شده و با مخازن ذخیره از طریق پمپ و کنترلر مرکزی هوشمند متصل شده و آبگرم مصرفی مو رد نیاز را تامین می نمایند .

کلکتورهای مورد استفاده در این سیستم از نوع لوله خلاء افقی می باشد. سطح مورد نیاز برای نصب این کلکتورها در مقایسه با کلکتورهای عمودی کمتر بوده و همچنین هزینه آنها نیز کمتر می باشد. اساس کار این سیستمها مشابه سیستم های ترموسیفونی بوده بعلاوه اینکه در این سیستم ها از پمپ چرخشی نیز برای چرخش سیال بین کلکتور خورشیدی و مخزن استفاده می گردد.

این سیستم در ساختمان هایی که دارای موتورخانه مرکزی هستند بسیار کارا می باشد. اتصال سیستم آبگرم خورشیدی با موتورخانه براحتی امکان پذیر است و می توان منبع آبگرم خورشیدی را به منبع دوجداره آبگرم مصرفی متصل نمود. بدین ترتیب مدار گرمایشی دیگ آبگرم با منبع دوجداره آبگرم مصرفی همچنان برقرارخواهد بود و بعنوان پشتیبان سیستم خورشیدی عمل خواهد نمود.

گرمایش پسیو خورشیدی در ساختمان

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

 

 3 روش کلی برای سیستم های پسیو وجود دارد:

1-     کسب مستقیم

2-      کسب غیر مستقیم

3-       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 :

معمولترین سیستم خورشیدی پسیو، کسب مستقیم نامیده می شود. کسب مستقیم مربوط به نور خورشید است که از پنجره­ها وارد ساختمان می شود و فضای داخلی منزل را گرم می کند. طی ساعات آفتابی این گرما در جرمهای حرارتی سقفها یا دیوارهای داخلی با جنس آب، سنگ، بتون آجر ذخیره می شود. گرمای ذخیره شده در جرم حرارتی در طی ساعاتی که آفتاب غروب کرده است به درون منزل منتقل می شود. طراحی یک 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 می شوند.

شیشه های دوجداره 

 

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.

در سیستم کسب مستقیم دیوارها و کفها به عنوان جرم حرارتی بخشهای عملیاتی خانه هستند. همچنین می توان با استفاده از مخازن آب ،گرما را ذخیره کرد .

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 می کنند. جرم حرارتی را می توان 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 می باشد. اغلب با افزایش چگالی، رسانایی گرما نیز افزایش می یابد.

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 کلفتر سطوح متمرکز کننده می باشد .

 8-    مساحت سطوح جرمی بی حفاظ در معرض تابش باید 9 برابر مساحت شیشه ها باشد.

9-   دمای خورشیدی بدون استفاده از جرم حرارتی در کسب مستقیم استفاده می شود.

گرمایش خورشیدی پایه ترین تکنیک خورشیدی پسیو است که شامل افزایش تعداد پنجره ها در وجه جنوبی و جنس پنجره ها به عنوان جرم حرارتی که اغلب در منازل رعایت می شود می باشد. در خانه خورشیدی حدود 25% پنجره ها 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 و 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 30 تا 45 درصد از انرژی خورشیدی که به شیشه بعنوان جرم حرارتی می رسد را 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

 دیوار ترومب

در این سیستم، جرم حرارتی تقریباً پشت شیشه ضلع جنوبی قرار داده می شود

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 ای :

در بام های مسطح 0.3-0.15 متر آب ذخیره می شود. این سیستم بهترین سیستم سرمایشی برای مناطق با رطوبت کم می­باشد، 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 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 .

الف- اگر عایق متحرک شبانه در سیستم دیوار حرارتی استفاده شود، مساحت دیوار جرم حرارتی حدود 15% کاهش می­یابد .

ب- اگر جنس دیوار حرارتی آجری باشد ضخامت تقریبی آن 0.35-0.25 متر برای بتن 0.45-0.3 متر برای خشت خام وسایر مصالح 0.3-0.2 متر و برای آب حداقل 0.15 متر باید باشد.

ج- ایزوله کردن خانه :

یک سیستم ایزوله، مجموعه بخشهایی جدا 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 می­باشد. 

سیستم ایزوله 30-15 درصد از نور خورشید که به شیشه جهت گرمایش فضای منزل می رسد را استفاده  می­کند و همچنین انرژی خورشیدی را در اتاقهای خورشیدی حفظ می نماید.

اتاقهای خورشیدی یا گلخانه­های خورشیدی ترکیبی از سیستم های کسب مستقیم و غیر مستقیم می­باشند. 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 می­شود.

 

 ب - سرمایش پسیو خورشیدی در ساختمان

­ انواع روشهای سرمایش پسیو خورشیدی در ساختمان

تکنیکهای سرمایش طبیعی باعث می­شوند بدون استفاده از هر گونه انرژی در تابستان، خانه خنک بماند. سایه از جمله موارد کاربردی و مهم در خانه های خورشیدی پسیو می­باشد زیرا همین ساختار در زمستان نور خورشید را جمع آوری می­کند. جرم حرارتی و مصالح ساختمانی به همان خوبی که در گرمایش کاربرد دارند در سرمایش نیز مؤثرند. در زمستان گرما را ذخیره می­کنند و در تابستان جهت خنک­سازی منزل استفاده­ می­شوند. همچنین بکار بردن پنجره­هایی که در تابستان با ایجاد سایه­، گرمای کمتری به خانه منتقل می کنند از روشهای سرمایش پسیو می­باشد.

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 می­باشد. نسیم­های رایج تابستانی با شیشه­های بزرگ دیوار جنوبی که برای گرمایش پسیو بکار می­روند هماهنگی دارد و به پیروی از استراتژی­های زیر امکان استفاده از تهویه و دریچه خورشیدی را بطور مؤثری کارا می­سازند.

 وضعیت پنجره­ها باید به گونه­ای باشد که بهترین جریان هوا  بوجود آمده و پنجره­های با حفاظ (سایبان دار) بطور کامل باز شود. این پنجره بهترین محافظ در برابر باران بوده و بهتر از پنجره­های دو لنگه (لولایی) عمل می­کنند. اگر اتاقی فقط در یک وجه پنجره دارد، می­توان بجای یک پنجره از دو پنجره پهن استفاده نمود.

2) سایه بان:

وسایل ایجاد کننده سایه قبل از اینکه نور خورشید به ساختمان برسد آنها را متوقف می­کنند این وسایل عبارتند از سایبان، صفحات خورشیدی، پرده های غلطان، دیافراگم مخصوص پشت پنجره و بادگیر عمودی.

این وسایل قابل کنترل بوده و توسط صاحب­خانه بر حسب نیاز تنظیم می­شوند. استفاده از پرده در منزل کم هزینه و مفید می­باشد. راه دیگر ایجاد سایه استفاده از یک ایوان یا دالان در قسمتهای شرقی یا غربی ساختمان می باشد.

3) دیوارهای مؤثر بر هوا :

دیوارهای بالدار در معرض جریان باد قرار دارند و سرعت باد طبیعی را طی اختلاف فشار بوجود آمده توسط این دیوارها زیاد می کند.

 دیوارهای مؤثر بر هوا

 

)دودکش حرارتی :

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 فرسایی که در طی تابستان در اتاقهای جنوبی پدید می­آید را توسط دریچه­های بالایی تهویه کنند. دریچه­های پایین­تر منزل با پنجره­های سمت شمالی باز می­شوند و هوای درون فضای منزل از دریچههای بالایی اتاق آفتابی خارج می­شود.

دیوار جرمی برای استفاده غیر مستقیم ساخته می­شود. دوکشهای حرارتی بصورت بخش باریکی ساخته می­شوند (مثل یک دودکش). یک جاذب فلزی شکلی که قابلیت گرم شدن دارد در کنار دودکش پشت صفحه شیشهای قرار می­گیرد طوری که به دمای بالایی رسیده و توسط یک عایق از خانه جدا می­شود. دودکش به بالای پشت بام محدود می­شود و یک توربین چرخان در بالای دودکش قرار گرفته که مخالف جهت باد باز شده و به هوای داغ اجازه خروج می­دهد، بدون اینکه برای داخل شدن باد به دودکش مانعی باشد. دودکش حرارتی در خانههای با دهلیز و راه پله­های باز استفاده می­شود.