Внедрение солнечной энергии в архитектуру
Современные специалисты нашли принципиально новый метод эксплуатации солнечной энергии в строительстве и архитектуре. Авторы проекта считают, что можно использовать тепловое излучение нашей звезды в качестве энергетического обеспечения. Энергоснабжение будет основываться на закреплении специальных солнечных батарей в конструкцию кровли сооружения. Подобные решения помогут значительно сэкономить на оплате счетов за электричество.
Авторы исследования отмечают, что использование солнечной энергии является отличной альтернативой традиционным способам использования электро- и теплосетей. Помимо финансовой выгоды обладатели новой технологии смогут пользоваться представленным видом энергоснабжения почти в любое время года, что особенно актуально в российских климатических условиях.
Внедрение солнечной энергии в архитектуру и строительство значительно упростит строительный процесс, поможет избежать больших счетов за электроэнергию, а также ускорит сдачу объекта в эксплуатацию.
Примечательно, что оснащение зданий солнечными батареями станет обязательным для всех домов, построенных в Калифорнии (США) с 2020 года. По новому экспериментальному законопроекту, с нового года каждое построенное здание до 3-х этажей включительно должно в обязательном порядке оснащаться солнечными электростанциями. Исключение могут составлять лишь те объекты, на которых установка данных элементов по той или иной причине нецелесообразна (например, когда тень от соседних зданий перекрывает кровлю большую часть времени).
Как указано в законопроекте, принятые стандарты станут первыми в США, основанными на солнечной энергии. Экономически оправданные нововведения сосредоточены в четырех ключевых областях:
- интеллектуальные фотоэлектрические системы;
- обновленная нормативная литература о стандартах оболочки зданий (это поможет предотвратить теплопотери новых зданий);
- требования к вентиляционной системе;
- требования к освещению нежилых помещений.
Солнечные электростанции
Солнечной электростанцией называют инженерное сооружение, основной функцией которого является преобразование солнечной радиации в электрическую энергию.
На сегодняшний день существует несколько видов солнечных электростанций. Башенные станции работают благодаря принципу получения водяного пара с использованием солнечных лучей. Как правило, в центре такой башни располагается башня, высотой от 18 до 24 метров. На ее вершине находится резервуар с водой. Интересно, что емкость для воды окрашивается в черный цвет для лучшего поглощения световых лучей. Помимо прочего в данной башне располагают насосную группу, которая доставляет воду в резервуар от турбогенератора, находящегося за пределами башни. По контуру башни на небольшом удалении располагаются гелиостаты (большие зеркала, площадь которых может достигать нескольких метров). Суть заключается в том, что зеркало поворачивается в зависимости от ориентации солнца. Все зеркала системы позиционированы таким образом, что в любой момент времени все отраженные ими солнечные лучи будут направлены на резервуар.
Рисунок 1. Солнечная электростанция. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Существуют солнечные электростанции тарельчатого типа, в которых применяется принцип, схожий с башенным. Однако, есть отличия в форме здания (станция состоит из отдельных модулей).
Весьма интересными являются аэростатные солнечные электростанции, которые делятся на две категории. Первая – когда солнечные элементы расположены на поверхности аэростата, вторая – когда в качестве рефлектора применяется вогнутую металлическую пленку, используемую для концентрации энергии.
Помимо вышеперечисленных, существуют комбинированные солнечные электростанции. Нередко на станциях различных категорий дополнительно закрепляют теплообменные установки для получения горячей воды (она впоследствии используется как для технических нужд, так и для отопления). В этом заключается суть комбинирования электростанций.
Здание из солнечных батарей в Японии
Стены и кровля нового семиэтажного уникального здания «SANYO SOLAR ARK» полностью состоят из солнечных батарей. Разработкой проекта занимался Токийский институт технологии. По словам специалистов, этот объект способен в полной мере обеспечить себя электроэнергией.
Для реализации проекта потребовалось 4500 солнечных модулей, их общая мощность составила 750 кВт. Длина конструкции составляет 315 метров, вес – три тысячи тонн.
Сооружение окружено своеобразным аквапарком. Он состоит из нескольких фонтанов и водоемов, в каждом из которых предусмотрен водопад.
Следует упомянуть и уникальную систему светильников, которые автоматически изменяют направление испускаемого света в зависимости от ориентации Солнца. Таким образом в окрестностях здания обеспечен «оптимальный» солнечный свет, который воспринимается людьми как естественный источник.
Рисунок 2. Здания «SANYO SOLAR ARK». Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Помимо прочего в новом здании функционирует система очистки воды и воздуха. Благодаря новейшим разработкам здесь перерабатывается около 95 тонн углерода в год.
Предположительно, в ближайшем будущем внутри здания будет открыт «Музей солнечной энергии» и «Солнечная Лаборатория». Здесь будут проходить экологические выставки, где люди на собственном опыте смогут убедиться в преимуществах использования солнечной энергии.
Здание имеет семь надземных этажей и один подземный. В нем планируют разместить лаборатории по изучению возобновляемых видов энергии. Руководители проекта официально заявили, что продолжат заниматься разработкой моделей похожих сооружений для более широкого внедрения.
Следует заметить, что после аварии на атомной электростанции «Фукусима-1», проблема альтернативных источников энергии стала для Японии особенно актуальной. После отказа страны от атомной энергетики изучение возобновляемых источников стало национальной идеей.
