Năng lượng mặt trời đang có một vị trí ngày càng tăng trong các ngôi nhà bền vững. Đổi mới công nghệ nhằm cải thiện hiệu suất của các tấm pin mặt trời bằng cách cho phép chúng thu được lượng bức xạ mặt trời lớn hơn và tạo ra nhiều năng lượng điện hơn. Nhờ sự cải tiến này trong công nghệ, hệ thống năng lượng mặt trời thụ động. Các hệ thống này cho phép tích lũy một lượng lớn năng lượng mặt trời qua cửa sổ, tường, mái nhà, v.v. mà không cần phải sử dụng các thiết bị như quạt, máy bơm tuần hoàn, trong số những thiết bị khác.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết về tất cả các đặc điểm, lợi thế và hoạt động của hệ thống năng lượng mặt trời thụ động.
Hệ thống năng lượng mặt trời thụ động là gì
Nó là một hệ thống cho phép thu một lượng lớn năng lượng mặt trời thông qua các phần tử thụ động. Những yếu tố này là cửa sổ, mái nhà, tường, vv Đây là nơi mà tên của bị động bắt nguồn từ. Đây là những yếu tố không cần một không gian cụ thể để hoạt động.
Hiệu suất năng lượng của các hệ thống này khá cao vì nó tận dụng được các cơ chế truyền nhiệt cơ bản. Các cơ chế này là: đối lưu, dẫn truyền và bức xạ. 3 cơ chế truyền nhiệt cơ bản này kết hợp với nhau để tăng cường hoạt động của vật nhận truyền nhiệt tối đa. Trong ổ chứa này, năng lượng được tích lũy sẽ được sử dụng để tạo ra một lượng năng lượng điện lớn hơn sau này.
Đây là cách có thể thu được nhiều năng lượng mặt trời hơn một cách kín đáo và tiết kiệm. Và chính những hệ thống năng lượng mặt trời thụ động này là một phần của thiết kế các ngôi nhà và công trình. Những yếu tố này ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong kiến trúc bioclimatic. Kiến trúc này nhằm mục đích tạo ra các tòa nhà bền vững bằng cách cải thiện hiệu suất của từng phần của ngôi nhà dựa trên khí hậu và định hướng.
Nhờ khả năng của các hệ thống năng lượng mặt trời thụ động này có thể cách ly môi trường trong nhà và ngoài trời, giúp tránh được sự tương phản nhiệt độ mạnh. Điều này làm cho nhiệt tích tụ nhiều hơn và chúng sẽ ở bên trong. Điều này xảy ra khi nhiệt độ bên ngoài bắt đầu giảm xuống.
Hệ thống năng lượng mặt trời thụ động trong ngôi nhà bioclimatic
Như chúng ta đã đề cập trước đây, mục tiêu chính của kiến trúc bioclimatic là áp dụng hình thái học để tận dụng tối đa năng lượng mặt trời. Đưa vào tài khoản khu vực xây dựng cả về định hướng khí hậu chung và lượng mặt trời sự cố. Bằng cách này, với các hệ thống năng lượng mặt trời thụ động, các bức tường, cửa sổ, mái nhà, v.v. có thể được áp dụng. Và tận dụng hầu hết các yếu tố cơ bản của ngôi nhà để cung cấp cho nó một chức năng sinh học.
Ngoài ra, nó còn nhằm xây dựng các yếu tố khác không có ở những nơi phổ biến như nhà kính gắn liền, ống khói năng lượng mặt trời hoặc phòng trưng bày nội thất. Tất cả các yếu tố này cũng được coi là một phần của hệ thống năng lượng mặt trời thụ động. Tận dụng tất cả các yếu tố xây dựng của một ngôi nhà để có thể thu được lượng bức xạ mặt trời lớn hơn là điều cần thiết để tạo ra nhiều năng lượng điện tái tạo hơn. Và rằng tất cả những cải tiến công nghệ này đều có tác dụng to lớn để đạt được sự thoải mái nhiệt hơn mà không cần gây ô nhiễm. Nhiều người tăng lượng khí thải carbon của họ bằng cách tăng hệ thống sưởi hoặc điều hòa không khí trong nhà của họ. Điều này là do các nguồn năng lượng không thể tái tạo. Chúng phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch.
Ngược lại, các hệ thống năng lượng mặt trời thụ động hoạt động cả bằng cách dẫn truyền, đối lưu và chiếu xạ và rất lý tưởng để thu được nhiều nhiệt hơn từ năng lượng mặt trời. Nó cũng tương thích với các năng lượng khác có thể mang lại tính linh hoạt cao hơn như năng lượng nhiệt mặt trời. Các tấm pin mặt trời quang điện thông thường cũng có thể được kết hợp với nhau.
Chụp ánh sáng mặt trời
Để thu được lượng năng lượng mặt trời lớn nhất, chúng tôi cố gắng chụp qua cửa sổ, cửa sổ lớn, hàng hiên lắp kính, cửa sổ trần và các yếu tố trong suốt hoặc mờ khác. Các yếu tố này có thể được định hướng chiến lược tùy thuộc vào định hướng của ý tưởng vùng khí hậu gia đình.
Hơn nữa, nhà kính và tường quán tính là hệ thống thu năng lượng mặt trời gián tiếp. Đó là về việc có một không gian trung gian tồn tại giữa bên ngoài và không gian mà bạn muốn hành động. Như với các hệ thống thu năng lượng mặt trời trực tiếp, điểm bắt đầu là bức xạ trực tiếp rơi xuống bề mặt được tráng men. Từ bề mặt đó, nhiệt được trả lại cho khu vực quan tâm thông qua các phương pháp khác nhau. Một trong những phương pháp được sử dụng nhiều nhất là phương pháp khối nhiệt hoặc đối lưu. Nhiệt đã nói cũng có thể được chuyển hướng thông qua các lỗ điều chỉnh hoặc thông qua sự kết hợp của cả hai hệ thống.
Cũng có những ngôi nhà, do vùng khí hậu hoặc hướng của chúng, không có đủ điều kiện cần thiết để có thể thu được ánh sáng mặt trời. Chúng ta phải ghi nhớ rằng cần một lượng lớn ánh sáng mặt trời nếu chúng ta muốn sản xuất đủ năng lượng điện để tiêu dùng. Trong những trường hợp này, có tùy chọn có thể triển khai các hệ thống khác nhau giúp thu năng lượng mặt trời từ xa. Ví dụ, bạn có thể sử dụng các bộ thu không khí bằng năng lượng mặt trời thực hiện chức năng của chúng nhờ vào sự tồn tại của các ống dẫn khí. Để sử dụng các bộ thu này, bạn cần một cơ chế giúp không khí tiếp cận, vì vậy chúng không phải là hệ thống thụ động theo nghĩa chặt chẽ.
Nhược điểm của hệ thống năng lượng mặt trời thụ động
Như bạn có thể mong đợi, mặc dù nó là một công nghệ sáng tạo và có những ưu điểm tuyệt vời nhưng nó cũng có những nhược điểm. Trong nhiều trường hợp, những nhược điểm này có thể được giảm thiểu đến mức tối đa nếu chúng ta sử dụng phương pháp định hướng và xây dựng hiệu quả. Những bất lợi này bao gồm ánh sáng chói do phản xạ xảy ra hoặc năng suất vượt quá hoặc kém.
Những khía cạnh này là những khía cạnh mà cấu trúc bioclimatic tính đến và là những gì nó chủ yếu tập trung vào. Cố gắng tối ưu hóa tất cả các biến này ở mức tối đa để việc sản xuất năng lượng điện thông qua hệ thống năng lượng mặt trời là tối đa. Trong mỗi trường hợp, bạn phải tập trung vào coi trọng sự tiện lợi và thiết kế tốt nhất kết hợp với mọi nguồn năng lượng. Bằng cách này, chi phí năng lượng đạt được càng thấp càng tốt thông qua việc sản xuất điện được điều chỉnh để hỗ trợ việc bảo tồn môi trường.
Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về các hệ thống năng lượng mặt trời thụ động.