Παθητικά ηλιακά συστήματα
Διάφορες μορφές ενέργεια που προέρχονται από τον Ήλιο χαρακτηρίζουν την ηλιακή ενέργεια. Το φως, η θερμότητα και οι ακτινοβολίες είναι κάποιες από αυτές τις μορφές ενεργειών που συνθέτουν την ηλιακή ενέργεια.
Η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας, που είναι ανεξάντλητη, μπορεί να γίνει με τρεις εφαρμογές:
- Τα παθητικά ηλιακά συστήματα
- Τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα
- Και τα φωτοβολταϊκά συστήματα
Σε αυτό το άρθρο θα αναλύσουμε τα παθητικά συστήματα ηλιακής ενέργειας, τα οποία εκμεταλλεύονται τη θερμότητα που εκπέμπεται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας και εφαρμόζονται σε κτίρια. Αυτά τα συστήματα έχουν την ιδιότητα να συλλέγουν την ηλιακή ενέργεια, να την αποθηκεύουν και να την μετατρέπουν σε θερμότητα.
Η φιλοσοφία της συλλογής της ηλιακής ενέργειας είναι βασισμένη το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Μέσω γυάλινων επιφανειών ή άλλων διάφανων υλικών εισέρχεται η ακτινοβολία όπου συγκεντρώνεται και εγκλωβίζεται στο εσωτερικό του χώρου που καλύπτεται από το γυαλί.
Τα παθητικά συστήματα χωρίζονται στα συστήματα άμεσου και του έμμεσου κέρδους. Άμεσου κέρδους είναι τα παράθυρα κατάλληλου προσανατολισμού, ειδικότερα όταν συνδυάζονται με την κατάλληλη θερμική μάζα όπως βαριά υλικά (πέτρα, μπετόν κ.α. ). Μέσω των παράθυρων κατάλληλου προσανατολισμού απορροφάτε μέρος της θερμότητας και διαχέεται στον χώρο, κάποια άλλη στιγμή αργότερα. Αυτό επιτρέπει ο χώρος να διατηρείται για πολλές ώρες θερμός.
Στα έμμεσου κέρδους ηλιακά συστήματα συγκαταλέγονται τα παρακάτω συστήματα τα οποία είναι:
- Οι ηλιακοί τοίχοι
- Τα θερμοκήπια
- Τα ηλιακά αίθρια
Οι ηλιακοί τοίχοι είναι εξοπλισμένοι στην εξωτερική τους πλευρά με υαλοπίνακα που τους επιτρέπει να λειτουργούν ως ηλιακοί συλλέκτες. Αυτό δίνει την δυνατότητα να μεταφέρεται η θερμότητα μέσω του υλικού κατασκευής του τοίχου είτε μέσω των ειδικών θερμοσιφωνικών πάνελ στο εσωτερικό χώρο.
Οι ηλιακοί χώροι ή αλλιώς θερμοκήπια είναι κλειστοί χώροι που μπορούν να ενσωματωθούν σε νότια τμήματα του κτιρίου και περιβάλλονται από υαλοπροστασία η οποία παρέχει τη δυνατότητα μεταφοράς στους εσωτερικούς χώρους μέσω ανοιγμάτων.
Ένα επιπλέον παθητικό ηλιακό σύστημα έμμεσου κέρδους είναι τα ηλιακά αίθρια. Ουσιαστικά πρόκειται για εσωτερικούς χώρους εντός του κτιρίου που στην οροφή τους τοποθετείται ηλιακή οροφή και λειτουργούν όπως ακριβώς τα θερμοκήπια.
Για την άριστη λειτουργία των παθητικών συστημάτων θα πρέπει να συνδυάζονται με την απαραίτητη θερμομόνωση και την κατάλληλη θερμική μάζα του κτιρίου μέσω της οποίας αποθηκεύεται και διαχέεται η θερμότητα.