Utilizarea energie solare pentru clădiri

In economia energiei tendinta actuala e marcata de incercarea de a utiliza noi surse de energie . O noua modalitate de abordare generata de evidenta faptului ca purtatorii de energie fosili sunt epuizabili conduce la incercarea de utilizare a surselor de energie regenerabile : energie atomica , energie solara ,energie eoliana .Instalatiile de ventilatie-climatizare isi pierd treptat rolul important intr-o tendinta de reintoarcere spre metodele naturale de racire sau acumulare de caldura bazate pe legile termodinamicii .

Studiul miscarii predilecte a maselor de aer , a modului cum energia solara sau eoliana directa atinge cladirea nu este o descoperire a zilelor noastre . El a existat ca preocupare spontana din cele mai vechi timpuri , cand casele Orientului Apropiat indreptau spre soare un portic realizand astfel umbrirea fatadei ; cand satele indiene erau asezate la umbra versantilor ferite de iradierea directa si incalzite prin convectie . Inovatia zilelor noastre e trecerea acestei tendinte in proiectare deliberata .

1. Factori climatici si efectele lor asupra relatiei cladire-insorire

Cladirea e expusa determinarilor date de :

-macroclima - legata de situarea ei intr-o anumita zona climatica ;

-mesoclima - legata de situarea ei regionala : influenta topografiei , rezervelor de apa din zona amplasamentului ;

-microclima - legata de avantajele si dezavantajele date de vecinatate : limita edificabilului si suprafetele calde invecinate .

Datele climatice influenteaza in mod indirect conformarea cladirii , randamentul instalatiilor de utilizare a energiei solare fiind influentat de :

-umbrire ;

-inclinatia si marimea colectorilor ;

-temperatura exterioara (incluzand si mijloace de protectie la inghet ) ;

-miscarea maselor de aer .

Randamentul de utilizare a energiei solare e influentat negativ de pierderi ale luminii solare prin difuzie , reflexie absorbtie , in cazul precipitatiilor , vantului , temperaturii .

Puterea iradierii difera in functie de unitatea temporala-spatiala in care e luata in considerare energia radianta ( vezi fig.1 ).

Radiatia solara se inscrie in spectrul lungimilor de unda cuprinse intre 200 si 3000 nm .

-radiatie IR >780nm

-lumina vizibila 380-780nm

-radiatie ultravioleta <380nm .

Masuratorile pentru randamentul de utilizare a enrgiei solare trebuie sa ia in considerare aceste lungimi de unda . Utilisarea sticlei ca material de finisaj exterior are avantajul ca permite trecerea luminii , adica a anumitor radiatii . Energia solara e absorbita sub forma de energie luminoasa si apoi transformata in energie termica .

Factori ce influenteaza radiatia globala :

-starea de innorare si tulburenta atmosferica - ea e diferita in functie de amplasament ( tara , oras , zona industriala -vezi fig.2)

-momentul de timp din an sau din zi

-localizarea geografica ( latitudine ). La latitudinea la care ne gasim 1/2 din iradierea solara se datoreaza radiatiei indirecte . Instalatiile colectoare cu unghi variabil sunt costisitoare in valorificarea componentei difuze .

-suprafetele colectoare ( orientarea acestora : unghiul de inclinare ) . Lumina solara se compune din raze paralele . Unghiul sub care acestea ating suprafata fatadei e determinant pentru gradul de acumulare potentiala de energie a acestora ( vezi fig. 3 ) . Este de evitat amplasarea de pereti cortina pe fatada de vest a cladirilor . Paradoxal iradierea pe timp de vara a fatadei sudice e redusa in comparatie cu iradierea acesteia .

Surse de documentare privind datele climatice :

- date meteorologice medie anuala ;

-statii meteorologice;

-ani de referinta pentru teste europene ;

-atlasul privind insorirea pentru Europa ;

-atlasul privind miscarea aerului in Europa ;

-programe de simulare a fenomenelor meteorologice ;