انرژی خورشیدی
خورشید به عنوان یک منبع بی پایان انرژی می تواند حلال مشکلات موجود در مورد انرژی و محیط زیست باشد.انرژی بدون خطر …
این انرژی که به زمین می تابد هزاران بار بیشتر از انچه که ما نیاز داریم و مصرف می کنیم ,می باشد.حتی نور کمی که از پنجره به اتاق میتابد دارای انرژی بیشتری از سیم برقی است که به داخل اتاق کشیده شده است.از انرژی خورشیدی می توان استفاده های مهم و کاملا مفید, به عنوان یک انرژی
تمیز و قابل دسترس در همه جا استفاده کرد. اما از نور خورشید به طور مستقیم نمی توان به جای سوخت های فسیلی بهره برد بلکه باید دستگاههایی ساخته شود که بتوانند انرژی تابشی خورشید را به انرژی قابل استفاده نظیر انرژی مکانیکی, حرارتی الکتریسیته و …تبدیل کنند
کاربرد انرژی خورشیدی درساختمان ها
منظوراز کاربرد انرژی خورشیدی درساختمانها بهره گیری هرچه بهترازنورخورشد درجهت تأمین نیازهای گرمایی وسرمایی و در صورت لزوم تأمین الکتریسیته ساختمانها می باشد . در مرحله اول با بکارگیری طراحی معماری خورشیدی که تشابه بسیاری با معماری سنتی کشورمان دارد نیازهای گرمائی و سرمایی ساختمانها به حداقل رسانده می شود . دراین طراحی مسائلی ازقبیل: جهت ساختمان ، عایقکاری حرارتی ، تعیین سطح مناسب پنجره ها ، دو جداره کردن پنجره ها در برخی مناطق واستفاده از بعضی سیستم های غیرفعال خورشیدی از قبیل دیوارترومب درنظرگرفته می شوند که با اعمال این پارامترها ، انرژی مورد نیاز این نوع ساختمانها نسبت به یک ساختمان معمولی ( با زیر بنای یکسان ) درصد قابل توجهی کمتربوده و میزان این درصد بستگی به بکارگیری میزان این پارامتر ها وشرایط اقلیمی هر منطقه دارد.

گرمایش وسرمایش ساختمان
ازآنجا که روزانه انرژی بسیاری صرف گرمایش و سرمایش ساختمان ها می شود، طراحی و اجرای ساختمانهایی که بتواندازانرژی خورشیدی حداکثراستفاده را ببرد بسیارحائزاهمیت و مفید است .
تأمین نیازحرارتی ساختمانها با استفاده ازخورشید به 2 طریق غیرفعال ( Passive) و فعال ( َActive) قابل دسترسی است. کیفیت و چگونگی معماری ساختمان به دریافت و ذخیره انرژی خورشیدی درحالت پسیو بستگی کامل دارد درصورتیکه گرمایش خورشید بصورت فعال ، مستلزم استفاده ازگردآورنده های خورشیدی و یک منبع انرژی دیگرجهت انتقال سیال گرم شده به داخل ساختمان می باشد .
سیستم های غیرفعال خورشیدی
درسیستم گرمایش خورشیدی پسیو ساختمان بطورطبیعی و با استفاده ازعوامل طبیعی مثل خورشید گرمایش انجام می گیرد . بدین معنی که چنین سیستمی این امکان را فراهم می سازد که ساختمان بدون نیازبه انرژی فسیلی و در نهایت با مصرف انرژی بسیارکمی کار کند . درمورد سیستم های گرمایش پسیو ساختمان ها روشهای مختلفی وجود دارد :
ورود مستقیم نورخورشید به داخل اطاق ازطریق پنجره ها
استفاده از دیوارذخیره کننده انرژی خورشیدی (دیوارترومب) و دیوارآبی
استفاده ازگلخانه مجاور
استخریا حوضچه روی بام
سیستم های فعال خورشیدی :
سیستم های خورشیدی فعال شامل استفاده ازکلکتورهای انرژی خورشیدی هستند که برای نمونه دردو نوع آبگرمکن خورشیدی و فتوولتائیک وجود دارند . استفاده ازاین وسایل و تجهیزات واسطه می تواند باعث انعطاف پذیری در صرفه جوئی انرژی شود
روش دریافت مستقیم
پنجره ها، گل خانه، نورگیر سقفی که معمولاً جزئی از اجزای یک ساختمان محسوب می شوند، در طرح یک خانه ی خورشیدی کمک های موثری می نمایند. پنجره هایی که رو به آفتاب هستند انرژی حرارتی خورشید را به داخل ساختمان هدایت و از خروج آن در موقع تابش آفتاب جلوگیری می کنند. در صورتی که همین پنجره ها در روزهای ابری و شب ها، بیش تر از آن مقدار گرمایی را که کسب کرده اند، از دست می دهند. جهت جلوگیری از هدر رفتن حرارت در شب، می توان از عایق های حرارتی استفاده کرد. پنجره هایی که فاقد پرده و کرکره و دراپه و امثال آن ها باشند، بزرگ ترین منبع اتلاف حرارت در ساختمان خواهند بود. در پاره ای از ساختمان ها تلفات حرارتی و شیشه ها بین 20 تا 50 درصد از کل حرارت از دست رفته را تشکیل می دهد. بنابراین اگر آن ها را به وسیله ی پرده و کرکره مجهز نمایند، به عایق سازی شیشه ها و جلوگیری از تلفات حرارتی در ساعات بدون خورشید کمک خواهد شد.
روش گل خانه ای (گرم خانه)
گل خانه ای رو به آفتاب که در ارتباط با فضای داخلی ساختمان باشد، علاوه بر این که مثل یک گردآور خورشیدی برای کسب انرژی حرارتی خورشید کمک می کند، حرارت کسب شده در روز را برای شب ذخیره می نماید و می توان از آن برای گرم کردن سایر قسمت های ساختمان استفاده کرد. چون گل خانه در شب احتیاج به گرما ندارد از تمامی حرارت آن می توان استفاده کرد. به علاوه گل خانه یک گردآور زنده است که از فضای زندگی گل ها و گیاهان محافظت می کند و علاوه بر تهیه ی هوای گرم در زمستان، هوای تازه، رطوبت و خنکی لازم در تابستان را نیز تأمین می نماید.
دیوار ترومب و دیوار آبی
یک دیوار از مصالح ساختمانی که با رنگ تیره رنگ شده و از قسمت خارجی به وسیله ی شیشه یا پلاستیک پوشیده شده باشد، می تواند به عنوان جمع آور و ذخیره کننده ی گرمای خورشید در یک ساختمان مورد استفاده قرار گیرد. چنین دیواری قادر است در روزهای زمستان حرارت خورشید را در خود ذخیره کند و اگر این دیوار مستقیماً با فضای داخل ساختمان در ارتباط باشد، با تأخیر زمانی چند ساعته، حرارت دریافتی و ذخیره شده را در ساختمان توزیع می کند. اگر دیواره ساده باشد، روزها حرارت را از پنجره ها از خورشید دریافت و ذخیره می کند و شب ها در ساعات غیر آفتابی قسمتی از این حرارت را به داخل ساختمان هدایت، و هوا را گرم می کند و قسمتی نیز که به عنوان تلفات حرارتی از طریق پنجره ها می باشد، با صفحات عایق بندی پوشانیده شوند.
استخر یا حوض چه ی روی بام
استفاده از حوض چه یا استخر پشت بام برای گرمایش و سرمایش ساختمان ها یکی از روش های ساده و ارزان است. در این سیستم در روی پشت بام خانه ی خورشیدی یک کیسه ی پلاستیکی پُر از آب به ضخامت تقریبی 20 سامتی متر قرار داده می شود که بر روی فلز سیاه رنگی در پشت بام تعبیه می گردد و به این ترتیب یک سیستم ترکیبی از گرمایش برای زمستان و سرمایش برای تابستان به وجود می آید.
در این سیستم از روش های طبیعی، برای گرم کردن و سرد کردن ساختمان استفاده می شود. این سیستم برای شرایط اقلیمی گرم و خشک بسیار نامناسب است. بنابراین مسئله ی خنک کر دن ساختمان در تابستان خواسته اصلی طرح می باشد.
هواکش حرارتی (برج هوا)
گرمایش و تهویه ی ساختمان ها با جریان طبیعی هوا، می تواند طرح های متنوعی را در برداشته باشد و بر حسب موقعیت منطقه و عرض جغرافیایی و اقلیم گرم یا سرد، می توان ساختمان های خورشیدی مختلفی را طراحی نمود.
در مناطق گرم و خشک که اهمیت سرمایش ساختمان ها بیش از حد مورد توجه است، طراحی و تعبیه برج هوا (Wind Tower) برای تهویه ی هوای طبیعی ساختمان، می تواند بسیار مفید باشد.
شایان ذکر است مزایای اصلی این روش ها، سادگی آن هاست ولی عیب اصلی در این است که تأثیر حرارتی عناصر جمع آوری و ذخیره کننده به راحتی قابل کنترل نیست و ممکن است در ایام بعد ازظهر مقدار گرمای خورشیدی بیش تر از مورد احتیاج تولید و توزیع شود و باعث ناراحتی ساکنان گردد.
ابگرمکن خورشیدی
اصول مهم و عمده ای که بایستی درمورد کلکلتورهای آبگرمکن خورشیدی در نظرگرفته شوند عبارتند از:
– نصب کلکتورروی پشت بامها با زاویه عرض جغرافیایی محل بعلاوه 15 درجه می باشد .
– کلکتورها بایستی طوری قرار گیرند که میزان سایه اجسام مانند ساختمانهای اطراف ، دودکش ها وغیره حداقل باشد . در زمانی که کلکتورها بصورت ردیف های پشت سرهم نصب می شوند باید دقت کافی در مورد عدم ایجاد سایه بعمل آید.
مخزن ذخیره:
به منظور ذخیره آب گرم مصرفی از یک یا دو مخزن فلزی بهمراه عایق درنظرگرفته شده است. جنس مخازن عمدتاً از گالوانیزه و یا استنلس استیل بوده که حسب تقاضا متفاوت می باشد. ظرفیت مخزن بر اساس میزان مصرف آب گرم تعیین می شود. مخازن عمدتاً از نوع مخزن دو جداره می باشد. همچنین رنگ مخازن براساس تقاضا قابل سفارش می باشد.
مخرن انبساطی:
به منظور دفع نوسانات حجمی سیال در اثر تغییرات دما، یک مخزن انبساطی در مجاورت مخزن استفاده می گردد. همچنین تامین آب جبرانی بر عهده مخزن انبساطی است.