Informácie o slnečnej energii: technológia energetickej efektívnosti budov a vízia aplikácií pre solárne zelené budovy

Využitie technológie slnečnej energie bude pre ľudí dôležitým spôsobom získavania energie v budúcnosti. V ľudských spoločenských činnostiach už využívanie podzemných zdrojov čelilo nedostatku dilemy, ktorá nevyhnutne ovplyvní prežitie človeka. Budova so solárnou energiou bude cestou, ktorá bude fungovať. Úspora energie v budovách sa stala hlavným problémom. Dnešná spoločnosť venuje veľkú pozornosť spotrebe energie v stavebníctve a dlhodobej spotrebe energie pri využívaní budov. Preto je potrebné presadzovať aplikáciu technológie budovania slnečnej energie podľa energeticky úsporných požiadaviek na projektovanie budov.

Využitie technológie slnečnej energie bude pre ľudí dôležitým spôsobom získavania energie v budúcnosti. V ľudských spoločenských činnostiach už využívanie podzemných zdrojov čelilo nedostatku dilemy, ktorá nevyhnutne ovplyvní prežitie človeka. Budova so solárnou energiou bude cestou, ktorá bude fungovať. Úspora energie v budovách sa stala hlavným problémom. Dnešná spoločnosť venuje veľkú pozornosť spotrebe energie v stavebníctve a dlhodobej spotrebe energie pri využívaní budov. Preto je potrebné presadzovať aplikáciu technológie budovania slnečnej energie podľa energeticky úsporných požiadaviek na projektovanie budov.

Pri ochrane energie v budovách sa najviac využíva solárna tepelná technológia. V súčasnosti majú systémy na výrobu solárnej energie nízku mieru fotoelektrickej premeny na solárnu energiu a sú to technológie na solárnu horúcu vodu a pasívne solárne vykurovanie. Čínske solárne tepelné svetlo a teplo sú do značnej miery stratené a pri sekundárnej premene tepelnej „elektrickej“ tepelnej energie sa vývoj vodného systému začal v 80. rokoch. Zjednodušenie slnečnej energie však zvýšilo energiu v procese premeny a prenos. Strata sa jednoducho prevedie priamo na ohrev úžitkovej vody pri nízkej úrovni aplikácie a miera využitia slnečnej energie je nižšia. Vzhľadom na vyššie uvedenú situáciu sa solárny systém teplej vody v Európe používa hlavne ako pomocný zdroj tepla na prevádzku v spojení s konvenčným energetickým systémom. Navrhuje integráciu solárnych stien, fotovoltaických modulov a stien budov. Solárny energetický systém, ktorý kombinuje výrobu energie, kúrenie, vetranie a ochranné konštrukcie budov pri dodávaní teplej a živej vody na kúpanie, je tiež typickým slnečným nízkoteplotným vyžarovaním podlahy pre vykurovanie budov. . Vonkajšia vrstva steny je fotoelektrická záclonová stena, princíp ampérového systému výmeny tepla. Integrácia s budovou sa stala cieľom a smerom vývoja solárneho systému ohrevu vody systémom čerstvého vzduchu alebo priamou výtlačnou komorou vstupujúcou do klimatizačného zariadenia cez vzduchové potrubie na vrchu; a izolačný výkon konštrukcie krytu sa výrazne zlepšuje.

1 Výhody a výhody kombinácie solárnej energie s architektúrou

1.1 Kombinácia solárnej technológie a konštrukcie môže účinne znížiť energetickú náročnosť budovy.

1.2 Solárna energia sa kombinuje s budovou. Panely a kolektory sú inštalované na streche alebo streche, čo nevyžaduje ďalšie zaberanie pôdy a šetrí pôdne zdroje.

1.3 Kombinácia solárnej energie a výstavby, miestnej inštalácie, miestnej výroby energie a dodávky teplej vody si nevyžaduje ďalšie prenosové vedenia a teplovodné potrubia, čo znižuje závislosť od mestských zariadení a znižuje tlak na výstavbu miest. .

1.4 Solárne produkty neobsahujú hluk, emisie ani spotrebu paliva a sú ľahko akceptovateľné pre verejnosť.

2 Energeticky úsporné technológie pre budovy

Úspora energie v budovách je dôležitým ukazovateľom technologického pokroku a využitie novej energie je dôležitou súčasťou dosiahnutia udržateľného rozvoja budov. Za súčasných podmienok sa na úsporu energie budovy prijíma týchto päť technických opatrení:

2.1 Zmenšite vonkajší povrch budovy. Miera vonkajšieho povrchu budovy je číselný faktor. Ovládanie tvarového faktora budovy je zamerané na plochý dizajn. Keď je príliš veľa rovín a konvexností, povrch budovy sa zväčší. Napríklad pri navrhovaní bytových budov sa často stretávame s problémom otvárania okien v spálňach a kúpeľniach. Pretože sú okná v kúpeľni zapustené do roviny, vonkajšia plocha budovy sa neviditeľne zväčšuje. Okrem toho sú tu arkierové okná, sušiace plošiny a ďalšie konštrukcie, ktoré šetria energiu. Veľmi nepriaznivé. Preto je pri navrhovaní roviny potrebné komplexne zohľadniť rôzne faktory, pri uspokojení funkcie použitia sa tvarový koeficient budovy riadi v rozumnom rozmedzí. Okrem toho pri modelovaní fasády ovplyvňuje riadenie výšky vrstvy aj tvarový faktor budovy. V 21. storočí mnoho výškových budov prijíma obdĺžnikové ploché a obdĺžnikové kombinácie, ktoré znižujú vonkajší povrch budovy a celková veľkosť je harmonická. Tiež udržuje vzhľad budovy a je prospešný pre úsporu energie budovy. Odráža nové zmýšľanie architektonických koncepcií.

2.2 Venujte pozornosť konštrukcii obalovej konštrukcie. Energetická a tepelná spotreba budov sa odráža hlavne na vonkajšej ochrannej konštrukcii. Návrh obalovej konštrukcie zahŕňa najmä: výber materiálu a štruktúry obalovej konštrukcie, určenie súčiniteľa prechodu tepla obalovej konštrukcie, výpočet priemerného súčiniteľa prechodu tepla vonkajšej steny pod vplyvom okolitého studeného a horúceho mosta, index tepelného výkonu obalovej konštrukcie a izolačnej vrstvy Výpočet hrúbky atď. Pridanie určitej hrúbky tepelnoizolačného materiálu na vonkajšiu alebo vnútornú stranu vonkajšej steny na zlepšenie tepelnoizolačného výkonu steny je dôležitým opatrením pre úsporu energie. múr v tejto fáze. V súčasnosti je väčšina vonkajšej izolácie stien vyrobená z dosky z polystyrénovej peny. V stavebnom procese sa podľa stavebného postupu tepelnoizolačného materiálu spevní lepenie a upevnenie tepelnoizolačnej dosky a na dosiahnutie tepelnoizolačného efektu sa zabezpečí kvalita hrany a dna. Strecha je zároveň časťou s najväčšími tepelnými výkyvmi a sú potrebné účinné opatrenia na zvýšenie izolačného účinku a životnosti.

2.3 Primeraná kontrola pomeru plochy okennej steny. K dispozícii sú tiež vonkajšie dvere a okná, ktoré sú v kontakte s prírodným prostredím. Mnoho analýz a testov ukázalo, že dvere a okná tvoria asi 50% celkovej spotreby tepelnej energie. Energeticky úsporný dizajn dverí a okien výrazne zlepší energeticky úsporné efekty. Je potrebné zvoliť materiály dverí a okien s vysokými hodnotami tepelného odporu. V dnešnej dobe sa veľa materiálov na dvere a okná používa bežne v oceľových rámoch obložených plastom, v rámoch z hliníkovej zliatiny rozptyľujúcich teplo a v izolačných sklách s nízkym obsahom emisií. Vzduchotesnosť okna by mala byť dobrá a mala by sa starostlivo kontrolovať časť plochy steny okna. Na severe by nemali byť veľké okná a arkierové okná a arkierové okno by sa nemalo používať v iných smeroch. V inžinierskej praxi má veľa obytných budov fasádne efekty s veľkými oknami. V prípade, že nie je možné zmenšiť veľkú plochu okna, mali by sa prijať aj opatrenia: ak je okno usporiadané čo najviac na južnej strane, je pridaný pevný ventilátor okna, tesnenie rámu a tesnenia. okraj ventilátora je utiahnutý a výpočet a výpočet sa vykonávajú podľa predpisov na dosiahnutie stavby. Celková energetická účinnosť.

2.4 Posilnite tepelnoizolačné opatrenia ostatných častí. Ostatné časti tepelnej izolácie, ako sú podlaha, podlaha, doska a horúce a studené časti mosta na tepelnú izoláciu. Podlaha v budove aj mimo nej v chladných a chladných oblastiach, bez vykurovacej schodiskovej steny a okna prepúšťajúceho svetlo, úprava vstupu do jednotky, úprava podlahy balkóna a okna vo dverách. Musíte venovať pozornosť: musia byť izolované a šetriace energiu. V súčasnosti budova využíva špeciálny návrhový softvér na úsporu energie, ktorý pomocou komplexných výpočtov spĺňa rôzne tepelné ukazovatele. Podľa tepelného indexu by sa mali prijať príslušné štrukturálne opatrenia, aby budova ako celok spĺňala požiadavky na úsporu energie.

2.5 Prijať ďalšie opatrenia na úsporu energie na dosiahnutie cieľov v oblasti úspory energie. Okrem toho sú potrebné ďalšie opatrenia na reguláciu úspory energie, ako je inštalácia merača tepla, spínač regulácie tepla atď. Na udržanie vyrovnanej teploty, ktoré sú tiež nevyhnutnými prostriedkami na zníženie spotreby energie. V skutočnosti by hlavný obsah úspory energie v budove mal byť okrem vykurovania a klimatizácie aj vetranie, elektrická energia pre domácnosť, teplá voda a osvetlenie. Ak sú všetky elektrické energie pre domácnosť energeticky úsporné výrobky, potenciál na úsporu energie je ešte výraznejší.

3 Solárna stavebná technológia

Solárne budovy môžeme rozdeliť na aktívne a pasívne typy. Budovy, ktoré využívajú mechanické zariadenia na zhromažďovanie a ukladanie solárnej energie a v prípade potreby dodávajú teplo miestnosti, sa nazývajú aktívne solárne budovy; podľa miestnych klimatických podmienok, prostredníctvom využitia dispozície budovy, spracovania stavby, výberu Vysokovýkonné tepelné materiály umožňujú samotnej budove absorbovať a ukladať množstvo slnečnej energie, čím sa dosahuje vykurovanie, klimatizácia a dodávka teplej vody, tzv. pasívne solárne budovy.

Dispozičné riešenie solárnych budov by sa malo snažiť využívať dlhšiu stranu v smere sever - juh. Plochu na zhromažďovanie tepla urobte v plus alebo mínus 30 ° v pozitívnom smere na juh. Podľa miestnych meteorologických podmienok a polohy urobte príslušné úpravy, aby ste dosiahli čo najlepšie vystavenie slnku. Teplo prijaté medzi stenami na zhromažďovanie a akumuláciu tepla je formou pasívnej solárnej budovy. Plne využíva vlastnosti tepla slnečného žiarenia v južnom smere a na južnú stenu pridáva svetlo priepustný vonkajší kryt, ktorý vytvára vzduchovú vrstvu medzi svetlo prenášajúcim krytom a stenou. Aby sa maximalizovalo vystavenie slnku vo vnútri krytu prenášajúceho svetlo, nanáša sa na povrch vnútornej steny vzduchovej medzivrstvy materiál absorbujúci teplo. Keď svieti slnko, ohrieva sa vzduch a stena vo vzduchovej vrstve a absorbované teplo sa rozdelí na dve časti. Po zahriatí časti plynu je prúdenie vzduchu tvorené tlakom rozdielu teplôt a vnútorný vzduch cirkuluje a prúdi horným a spodným prieduchom pripojeným k vnútornej miestnosti, čím sa zvyšuje vnútorná teplota; a druhá časť tepla sa používa na ohrev steny a využíva sa tepelná akumulačná kapacita steny. Teplo sa ukladá a pri znížení teploty po noci sa teplo akumulované v stene uvoľňuje do miestnosti, čím sa dosahuje vhodná teplota pre deň i noc.

Keď príde letné teplo, vzduchová vrstva v kryte prenášajúcom svetlo sa otvorí k vonkajšiemu prieduchu a prieduch pripojený k vnútornému sa zatvorí. Horná časť vonkajších prieduchov je otvorená pre atmosféru a spodné prieduchy sú výhodne spojené s miestom s nízkou teplotou okolitého vzduchu, napríklad v tieni slnka alebo v podzemných priestoroch. Keď sa teplota vzduchovej vrstvy zahreje, prúdi vzduch rýchlo do horného prieduchu a horúci vzduch sa odvádza von. Keď vzduch stále prúdi, chladný vzduch prechádzajúci spodným vetraním vstupuje do vzduchovej vrstvy a potom do vzduchovej vrstvy. Teplota je nižšia ako vonkajšia teplota a horúci vnútorný vzduch odvádza teplo cez stenu do vzduchovej vrstvy. dosiahnutie účinku zníženia teploty v miestnosti v lete.

Ako je zrejmé z princípu pasívnej práce, vlastnosti materiálu zaujímajú v solárnych budovách dôležité postavenie. Materiál prepúšťajúci svetlo sa tradične používa na sklo a priepustnosť svetla sa zvyčajne pohybuje medzi 65 a 85% a použitá doska prijímajúca svetlo má teraz priepustnosť svetla 92%. Materiál na akumuláciu tepla: použite stenu určitej hrúbky alebo zmeňte materiál steny, napríklad použite vodnú stenu ako teleso na akumuláciu tepla, aby ste zvýšili akumuláciu tepla na stene. Okrem toho je miestnosť na skladovanie tepla tiež metódou akumulácie tepla. Tradičnou praxou v miestnosti na skladovanie tepla je ukladanie kamienkov do miestnosti na uskladňovanie tepla, zahrievanie okruhliakov pri prúdení horúceho vzduchu cez miestnosť na uskladňovanie tepla a vstup do nočných alebo daždivých dní. Odvádzané teplo sa potom dodáva do miestnosti. Pretože pasívne solárne budovy sú jednoduché a ľahko realizovateľné, solárne budovy sa často používajú, napríklad viacpodlažné budovy, komunikačné stanice a obytné budovy. V súčasnosti výšková budova tiež prijíma tento princíp: sklenená clonová stena je vrstvená a kontrolované vstupné a výstupné prieduchy sú usporiadané v spodnom spoji vonkajšej stenovej dosky. Toto prijíma nielen solárnu energiu, ale skrášľuje aj fasádu budovy, ktorá je konkrétnym stelesnením technológie solárnej energie.

Aktívne solárne budovy používajú mechanické zariadenie na prepravu nazhromaždeného tepla do rôznych miestností. Týmto spôsobom sa môže rozšíriť absorpčná plocha solárnej energie, ako je strecha, sklon a nádvorie, kde je silné slnečné svetlo, a môže sa použiť ako absorpčná plocha solárnej energie. Zároveň môžete tiež zriadiť miestnosť na skladovanie tepla tam, kde to potrebujete. Týmto spôsobom sa vykurovací systém a systém zásobovania teplou vodou spoja do jedného a použije sa efektívne zariadenie na reguláciu tepla, aby bolo využitie solárnej energie rozumnejšie.

Proces činnosti aktívneho solárneho vykurovacieho systému je: systém je vybavený dvoma ventilátormi, jeden je solárny kolektorový a druhý je vykurovací ventilátor. Pri priamom ohreve slnečným žiarením pracujú dva ventilátory súčasne, takže vzduch v miestnosti priamo vstupuje do solárneho kolektora. Potom sa vráťte do miestnosti, napríklad do daždivých dní, keď je málo tepla, používa sa nezávislé kúrenie a akumulačná miestnosť nefunguje. Horkovzdušný systém využíva na reguláciu prietoku vzduchu elektrickú klapku a pri priamom ohreve sú dva elektrické tlmiče vo vzduchovom regulátore odklonené, aby umožňovali prúdenie vzduchu do miestnosti. Teplovodný výmenník na výstupe zo solárneho kolektora umožňuje integráciu systému zásobovania teplou vodou v miestnosti so solárnym vykurovacím systémom.

Keď teplo zhromaždené solárnym kolektorom prekročí potrebu miestnosti, spustí sa ventilátor kolektora a ventilátor ohrievača sa zastaví. Dvere motora vedúce do miestnosti sú zatvorené. Horúci vzduch zo solárneho kolektora prúdi dole do štrkovej vrstvy tepelnej akumulačnej miestnosti a teplo sa v štrkovej zmesi akumuluje, kým sa štrková vrstva nezohreje, takže sa akumuluje teplo v tepelnej akumulačnej miestnosti. Ak v noci nie je slnečné žiarenie, teplo sa odoberá z miestnosti na akumuláciu tepla. V tomto okamihu je prvá elektrická klapka vo vzduchovom regulátore zatvorená, druhá elektrická klapka je otvorená a ventilátor vykurovania sa spustí, takže sa cirkulácia vnútorného vzduchu ohrieva zdola nahor cez valounovú vrstvu tepelnej akumulačnej miestnosti. , a potom sa vrátil do systému regulácie kúrenia. Ak je v miestnosti na akumuláciu tepla dostatok tepla, teplota vzduchu vstupujúceho do klimatizácie je iba nižšia ako teplota priamo zo solárneho kolektora. Tento cyklus bude pokračovať, kým sa nevyčerpá tepelný rozdiel medzi valounovými vrstvami v miestnosti na akumuláciu tepla. Potom, ak existuje prídavné kúrenie, aktivujte ho. Ak zásobník tepla v zásobníku tepla nasýti alebo v lete nie je požiadavka na vykurovanie, solárny kolektor stále pracuje na vykurovaní, aby využíval systém zásobovania teplou vodou.

Existuje veľa druhov budov na solárnu energiu a pracovné princípy sú v zásade podobné. Niektoré budovy používajú ako médium na výmenu tepla vodu. Týmto spôsobom je možné pri rovnakom tepelnom pôsobení zmenšiť objem všetkých zariadení v systéme a môžu tiež používať teplovodný systém spolu s ďalšími zdrojmi energie. Toto je najväčšia výhoda použitia vody ako média. Ďalším druhom energie je využitie geotermálneho tepla ako zdroja tepla. Pracovným procesom je získavanie tepla z podzemnej vody, odosielanie tepla do miestnosti cez vykurovací systém a chladenie naopak. Princíp fungovania je ako klimatizačná jednotka. Nevýhodou je, že keď jednotka pracuje dlhšiu dobu nepretržite, môže byť teplo nedostatočne dodávané. Preto je vhodnejšia na miestach bohatých na geotermálne zdroje.

4 Očakávania v oblasti energetiky

Zhromažďovanie slnečnej energie sa môže uskutočňovať iba vtedy, keď je slnko. V zamračenom dni a v noci sa nezhromažďuje žiadne teplo, preto je zhromaždené teplo obmedzené, ale daždivé dni a noci často vyžadujú teplo, ktoré ovplyvňuje solárne budovy. vývoj. Ak použijeme geotermálne zdroje v kombinácii so solárnou energiou, poučíme sa zo vzájomných silných stránok, prijmeme účinné technické opatrenia na premenu energie, primeranú technológiu tepelnej kontroly a vynikajúce tepelné materiály, potom sa energicky vyvinú nové budovy s ochranou životného prostredia a úspory energie. Je vidieť, že aplikácia ochrany životného prostredia a úspory energie je veľmi komplexná technológia a pre jej dôsledný rozvoj je potrebné vyriešiť niektoré konkrétne problémy.

4.1 Opatrenia na úsporu energie by mali byť praktické: použitie novej energie je založené na opatreniach na úsporu energie a izolačný výkon obvodových plášťov budov je veľmi dôležitý. Preto by mala byť izolovaná aj vonkajšia stena a vonkajšie dvere a okno, kde je trám v kontakte s vonkajším svetom, aj podlahová časť, ktorá je časťou studeného mosta. Stručne povedané, je potrebné splniť požiadavky špecifikácií, predpisov a priemyselnej izolácie.

4.2 Je potrebné vyriešiť komplexnú technológiu riadenia využitia tepelnej energie; zatiaľ čo samotné využitie solárnej energie má geotermálna energia určité obmedzenia. Využívanie nových zdrojov energie musí vychádzať z miestnych prírodných zdrojov a komplexné uplatňovanie bude účinné. Plus potrebný pomocný zdroj tepla na zabezpečenie normálneho ohrevu. Integrovaná riadiaca technológia automaticky prevádza dodávku tepla do miestnosti podľa potreby vnútornej teploty budovy a dodávky zdroja tepla, aby sa dosiahla teplotná stabilita. Podľa pokroku v technológii riadenia automatizácie, tepelných materiálov, zariadení na výmenu tepla a tepelných a elektrických komponentov je možné tieto technológie úplne vyriešiť.

4.3 Najlepšou voľbou pre úsporu energie a novú energiu je stále solárna energia a použitie úspory energie a solárnej energie má určitý vplyv na vzhľad budovy. Z tohto dôvodu sa pri návrhu budovy spracuje fasáda budovy a vzhľad zdroja tepla sa zhromažďuje pomocou strechy. Súvisí to nielen s tepelnou účinnosťou, ale súvisí to aj s celkovým účinkom budovy.

V súčasnosti je najväčším výskumom v oblasti technológií a budov na výrobu solárnej fotovoltaickej energie Building Photovoltaic Integration System (BIPV), ktorý dokonale integruje solárne generátory na stenu alebo strechu budov. Jeho princíp fungovania je bežný. Fotovoltaický systém je identický, rozdiel je iba v tom, že solárny modul sa používa ako generátor systému aj ako vonkajší materiál budovy. Fotovoltaické komponenty použité v systéme BIPV môžu byť buď priehľadné alebo priesvitné, takže svetlo môže stále vstupovať do miestnosti cez fotovoltaické komponenty bez ovplyvnenia vnútorného osvetlenia. Systém BIPV možno použiť na miestnu výrobu energie a na miestne použitie a má veľa výhod: použitie slnka ako zdroja energie môže dosiahnuť požiadavky na úsporu energie a ochranu životného prostredia; úspora investícií do siete a zníženie strát pri prenose; farebné fotovoltaické moduly môžu nahradiť drahé exteriéry. Materiál má nielen dekoratívny efekt, ale tiež znižuje náklady na solárny systém; zmierňuje dopyt po energii; plní funkciu zvukovej izolácie a tepelnej izolácie ako vonkajšej ochrany budovy; a zlepšuje vnútorné tepelné prostredie. Zahraničný výskum zameraný na budovanie integrovaných fotovoltaických systémov trvá už dlho, stále je však v štádiu budovania experimentálnych miestností. USA, Európa a Japonsko spustili národný plán rozvoja systémov BIPV; výskumný ústav solárnej energie na Šanghajskej univerzite Jiaotong uskutočnil tento výskum, skúšobnú výrobu integračného systému solárnej fotovoltaickej strechy, postavil ekologický