Классификация зданий с полифункциональным использованием средств солнечной энергетики

В архитектурно-строительном контексте, говоря о гелиоэнергетике, существуют понятия пассивных и активных зданий. В пассивных зданиях солнечное излучение направляется на улучшение теплофизических свойств без использования при этом специальных трансформирующих устройств. В активных зданиях (гелиоэнергоактивных) используются специальные технологические устройства , принимающие, перерабатывающие солнечное излучение и распределяющие его между приборами и потребителями.

В современной энергетической промышленности существует два основных направления - тепловая энергетика и электроэнергетика. Солнечная энергия используется как в первом, так и во втором направлении.

Тепловые средства солнечной энергетики, использующиеся в архитектурном проектировании, включают в себя плоские и вакуумные коллекторы и коллекторы-концентраторы. В контексте архитектурного формообразования вакуумные коллекторы можно отнести к плоским, так архитектурные и объемно-планировочные принципы для тех и для других схожи, отличается лишь, в некоторой степени, внешний вид. Оба типа представляют собой плоский прямоугольный элемент. В случае с плоскими коллекторами он набирается как правило из плоских прозрачных кассет с черным абсорбером. В случае с вакуумными коллекторами он набирается из геометрических трубок.

Фотоэлектрические средства солнечной энергетики представляют собой солнечные батареи, как правило, прямоугольной плоской формы, состоящие из преобразователей (фотоэлеменов) - полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. В свою очередь, фотоэлементы делятся на различные типы, в том числе поликристаллические, монокристаллические и пленочного типа, однако для внешнего вида солнечных батарей в масштабе их использования в структуре здания это не имеет принципиального значения

Таблица 3 – классификация зданий с

использованием средств солнечной энергетики

Таблица 4 – Классификация гелиоэнергоактивных здани

Классификация систем солнечного энергообеспечения и солнечных домов по а.Н.Сахарову

Таблица 5

Основные типы солнечных коллекторов в зависимости от размещения в малоэтажных зданиях

Помимо общих композиционных принципов, характерных для большинства гелиоэнергоэффективных домов, каждый вид средств солнечной энергетики предполагает свои особенности архитектурного формообразования.

Для зданий с использованием плоских коллекторов и солнечных батарей основные архитектурные приемы направлены на организацию достаточной приемной поверхности и ее ориентацию перпендикулярно солнечным лучам. Плоскость приемника должна быть ориентирована на юг, при допустимости небольшого отклонения, а угол ее вертикального наклона обычно принимается близким по значению к географической широте местности. Для зимнего периода к этому значению необходимо прибавить 10-15 градусов, а для летнего столько же отнять. Поэтому рекомендуется менять угол наклона хотя бы два раза в год. При отсутствии такой возможности, угол наклона принимается равным широте местности.

При компоновке солнечных батарей требования к их ориентации более мягкие ввиду того, что фотоэлементы довольно эффективно функционируют при косых лучах и при рассеяном солнечном освещении. Уклон кровли большинства малоэтажных домов способствуют размещению на ней солнечных батарей или коллекторов.

Таблица 6