Implementation of solar energy in building sharon brazilay

964 views
881 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
964
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
8
Actions
Shares
0
Downloads
7
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Implementation of solar energy in building sharon brazilay

  1. 1. ‫יישום אנרגיה סולרית בבניה‬‫– קיימות כמנוע‬ ‫בין אקולוגיה לטכנולוגיה‬ ‫צמיחה‬ ‫מנחה: תגית כלימור‬ ‫מגישה: שרון ברזילי‬ ‫הפקולטה לאדריכלות ובינוי ערים - טכניון‬ ‫אפריל 1102‬
  2. 2. ‫תוכן עניינים‬ ‫1. הקדמה – מהי אנרגיה חלופית – שיטות‬ ‫שונות להפקת אנרגיה‬ ‫2. מבוא – מהן המגמות בעולם בנושא אנרגיה‬ ‫מתחדשת?‬‫3. הצגת הנושא - הפקת חשמל מאנרגית השמש‬ ‫– הטכנולוגיות המרכזיות: פוטוולטאי מרוכז,‬‫מערכות פוטוולטאי ות,‬ ‫כוח סולרי מרוכז ו‬‫סקירת הטכנולוגיות בתחום האנרגיה הסולרית‬ ‫ומתן דוגמאות.‬‫4. הבעיה הנדונה – אדריכלות בת קיימא – מהי?‬ ‫אדריכלות סולרית, פסיבית ואקטיבית: תכנון‬ ‫הבניין ביחס לכיוון השמש, פתחים הצללה‬ ‫ושילוב חומרים להקטנת צריכת האנרגיה של‬ ‫הבניין למינימום, שילוב פאנלים סולרים‬ ‫תרמיים ופוטוולטאים בבנייה ליצירת אנרגיה,‬ ‫לחימום ולחשמל: דוגמאות של בניינים‬ ‫עצמאיים מבחינה אנרגטית ובניינים שמייצרים‬ ‫יותר אנרגיה ממה שהם צורכים.‬ ‫5. מה המצב בארץ בנושא?‬ ‫6. דיון ומסקנות – האם הגענו למצב שניתן‬ ‫למעשה להחליף את השיטות לייצור חשמל‬ ‫המסורתיות על ידי טכנולוגיית האנרגיה‬ ‫הסולרית, מהם החסרונות של השיטה והאם‬ ‫ניתן לגשר עליהם.‬ ‫7. רשימת מקורות‬
  3. 3. ‫שמהירות הרוח עולה כך התפוקה גדלה באופן‬ ‫מהי אנרגיה חלופית ? שיטות‬ ‫הקדמה –‬ ‫דרמטי.‬ ‫שונות להפקת אנרגיה:‬ ‫אנרגיה חלופית היא למעשה אנרגיה מתחדשת‬ ‫ממקורות טבעיים כמו רוח, אנרגיה הידראולית,‬ ‫אנרגיה סולרית, ביומסה, דלק אורגני ואנרגיה‬ ‫גאותרמית.‬ ‫על פי סוכנות האנרגיה הבינלאומית: אנרגיה‬ ‫מתחדשת הינה מונעת מתהליכים טבעיים‬ ‫שמתחדשים באופן קבוע. היא מונעת ישירות‬ ‫מהשמש או מחום שנוצר במעמקי האדמה. כלולים‬ ‫בהגדרתה החשמל והחום הנוצרים מהשמש,‬ ‫אנרגיה הידראולית‬ ‫הרוח, אוקיינוס, כוח הידראולי, ביומסה, מקורות‬ ‫מתחלקת לאנרגיה ימית ואנרגיה מנהרות. ניתן‬ ‫גאותרמיים, דלק אורגני ומימן שנוצר ממקורות‬ ‫לרתום ולהשתמש באנרגיה במים. מאחר שהמים‬ ‫מתחדשים.‬ ‫דחוסים פי 008 בערך ביחס לאויר, גם זרם מים‬ ‫אנרגיה מתחדשת מחליפה דלקים קונבנציונלים‬‫חלש או גלי ים מתונים יכולים להניב כמות מכובדת‬ ‫בארבעה מישורים שונים: יצירת הספק (של‬ ‫של אנרגיה. ישנן צורות רבות של אנרגיית מים:‬ ‫חשמל), מים חמים/ חימום חללים, דלקי תחבורה,‬ ‫אנרגיה הידרואלקטרית מתייחסת לרוב לסכרים‬ ‫ושירותי אנרגיה חקלאיים שלא מחוברים לרשת.‬‫הידרואלקטרים בקנה מידה גדול, לדוגמא ‪Grand‬‬‫‪ Coulee Dam‬במדינת וושינגטון ו ‪Akosombo‬‬ ‫אנרגית רוח‬ ‫‪ Dam‬בגאנה.‬ ‫רוח הינה תוצאה של חימום תרמי של הארץ על ידי‬ ‫מערכות מיקרו הידראוליות הינם מתקנים של‬ ‫השמש, ויש לה דפוס גלובלי של טבע המשכי‬‫הספק הידרואלקטרי שמייצרים עד 001 ‪ . KW‬הם‬ ‫למחצה. הרוח מושפעת באופן משמעותי‬ ‫לרוב בשימוש באזורי מים עמוקים כספק כוח‬ ‫מטופוגרפיה ומזג האויר וחלים בה שינויים‬ ‫מרוחק. ישנם כמה מתקנים כאלו בעולם.‬ ‫עונתיים, יומיים ולפעמים גם בהפרש של שעות‬ ‫מערכות הידראוליות חסרות סכר מיצרות אנרגיה‬ ‫ספורות. מקורות לאזורים בהם הרוח היא חזקה‬ ‫קינטית מנהרות וימים מבלי להשתמש בסכרים.‬ ‫אבל‬ ‫וקבועה הם לאורך החוף ואזורים הרריים.‬ ‫מקורות משמעותיים נמצאים גם במישורים.‬ ‫אנרגית רוח ניתנת להמרה לאנרגיה מכנית‬ ‫באמצעות טורבינות רוח הן באופן מאוזן והן מסוג‬ ‫ציר אנכי, והיא בשימוש לשאיבת מים או ליצירת‬ ‫חשמל או אפילו לאנרגיה תרמית באמצעות חיכוך.‬ ‫006‬ ‫טורבינות רוח מודרניות נעות בטווח שבין‬ ‫‪ MW‬של כוח מוערך. טורבינות רוח‬ ‫‪ KW‬ל 5‬ ‫3-5.1 ‪ MW‬הפכו‬ ‫בעלות תפוקה מוערכת של‬ ‫לשכיחות יותר לצרכים מסחריים, התפוקה של‬ ‫הטורבינה היא פונקציה של מהירות הרוח, ככל‬
  4. 4. ‫אנרגית השמש. באופן כללי ישנן שתי גישות‬ ‫אנרגיה סולרית‬ ‫להשתמש בצמחים ליצירת אנרגיה: לגדל צמחים‬ ‫היא אנרגיה הנובעת מהשמש באמצעות קרינת‬‫במטרה להשתמש בהם ליצירת אנרגיה או שימוש‬ ‫השמש. השימוש באנרגיה סולרית הוא מגוון וכולל‬ ‫בשאריות של צמחים ששימשו לדברים אחרים.‬ ‫חימום תרמי (במערכות אקטיביות ופסיביות) יצירת‬ ‫ניתן ליצור ביומסה גם משפכים, שאריות מזון,‬ ‫כוח חשמלי באמצעות מחזורים תרמו דינמיים‬‫צמחיה ימית. לכל סוג טכנולוגיה המתאימה לו, רוב‬ ‫והמרה ישירה לאנרגיה חשמלית באמצעות‬ ‫השיטות מייצרות אנרגיה מועטה אבל צורכות‬ ‫מערכות פוטוולטאיות. ניצול השמש כולל חימום‬ ‫הרבה מים לכן זוהי טכנולוגיה שקצת קשה ליישם‬ ‫וקירור חללים באמצעים אדריכליים, אור יום, חימום‬‫מבחינה כלכלית. מצד שני הפיכת פסולת לאנרגיה‬ ‫מים, בישול, ועוד. טכנולוגיות סולריות מאופיינות‬ ‫מאפשרת שימוש יעיל יותר בפסולת.‬ ‫כפסיביות או אקטיביות תלוי באופן שבו הן לוכדות,‬ ‫ממירות ומפיצות את האנרגיה הסולרית. טכניקות‬ ‫אנרגיה גאותרמית‬ ‫סולריות אקטיביות כוללות בין היתר שימוש‬ ‫היא אנרגיה הנוצרת מחום כדור הארץ עצמו,‬ ‫בפאנלים פוטוולטאים ודודי חימום סולריים.‬ ‫מקילומטרים עמוק בקרום האדמה באזורים‬ ‫טכניקות סולריות פאסיביות כוללות בין היתר את‬ ‫וולקניים אקטיביים של הגלובוס או מעומקים‬ ‫מיקום הבניין ביחס לשמש, בחירת חומרים עם‬ ‫רדודים כמו במשאבות חום גאותרמיות ברוב‬ ‫מסה תרמית או תכונות מפזרות אור, ותכנון החלל‬ ‫המקומות בכדור הארץ.‬ ‫והן מפחיתות‬ ‫כך שהאויר יתחלף בו באופן טבעי‬ ‫נעשה שימוש בשלושה סוגים של תחנות כוח על‬ ‫את הצורך בשימוש במקורות חימום וקירור‬‫מנת ליצר הספק מאנרגיה גאותרמית: קיטור יבש,‬ ‫נוספים.‬ ‫רשף, ובינארי. תחנות קיטור יבש לוקחות את‬ ‫‪Error‬‬ ‫האדים מבעד סדקים שבאדמה ומשתמשות בהם‬ ‫על מנת להניע באופן ישיר טורבינות שמסובבות‬ ‫גנרטור. תחנות רשף לוקחות מים חמים, בדרך‬‫002 מעלות, מחוץ‬ ‫כלל בטמפרטורה של יותר מ‬ ‫לאדמה ומאפשרות להם לרתוח כשהם מגיעים‬‫לפני השטח ואז מפרידות את שלב האדים ומריצות‬‫את האדים דרך טורבינה. בתחנות בינאריות המים‬ ‫החמים זורמים דרך מחליפי חום, מרתיחים נוזל‬ ‫אורגני שמפעיל את הטורבינות. האדים המעובים‬ ‫והנוזל הגאותרמי שנשאר מכל שלושת סוגי‬ ‫התחנות מוזרקים חזרה לסלע החם על מנת‬ ‫ביומסה‬ ‫שיאספו עוד חום.‬ ‫(חומר צמחי) הינה מקור אנרגיה מתחדש מאחר‬ ‫מקורות גאותרמיים כאלו קיימים באזורים לא‬ ‫שהאנרגיה שהיא מכילה מגיעה מהשמש.‬ ‫יציבים מבחינה גאולוגית כמו בצילה, איסלנד, ניו‬ ‫באמצעות תהליך הפוטוסינתזה הצמחים לוכדים‬ ‫זילנד, ארה"ב, הפיליפינים ואיטליה.‬ ‫את אנרגית השמש. כשהצמח נשרף הוא משחרר‬ ‫את אנרגית השמש אותה הוא מכיל, בדרך זו‬ ‫ביומסה מתפקדת כסוג של בטריה שמאחסנת את‬
  5. 5. ‫‪Error‬‬ ‫דלק אורגני‬ ‫דלק אורגני נוזלי הוא בדרך כלל או ביו אלכוהול‬ ‫כמו ביו אתנול או שהוא שמן כמו ביו דיזל.‬ ‫ביו אתנול הינו אלכוהול המיוצר על ידי התססת‬‫רכיב הסוכר של חומר צמחי וזה נעשה לרוב מיבולי‬ ‫סוכר ועמילן. באמצעות טכנולוגיה מתקדמת‬ ‫שמתפתחת, גם בביומסה תאית, כמו עצים‬ ‫ועשבים, נעשה שימוש ליצירת האתנול. ניתן‬ ‫להשתמש באתנול כדלק לרכב בצורתו הטהורה,‬ ‫אך לרוב נעשה בו שימוש כתוסף לבנזין על מנת‬‫להעלות את האוקטן ולשפר את פליטת הרכב. ביו‬ ‫אתנול הוא בשימוש נרחב בארה"ב ובברזיל.‬ ‫ביו דיזל נוצר משמני צמחים, שומן חיות או שומן‬ ‫ממוחזר. ניתן להשתמש בביו דיזל כדלק לרכב‬‫בצורתו הטהורה אך לרוב נעשה בו שימוש כתוסף‬ ‫לדיזל על מנת להפחית את המזהמים, חד‬ ‫תחמוצת הפחמן ופחמימן ברכבים בעלי מנועי‬ ‫דיזל. ביו דיזל הוא הדלק האורגני השכיח ביותר‬ ‫באירופה.‬
  6. 6. ‫051 ‪ MW‬בספרד ותחנות נוספות, תעשיית‬ ‫מבוא – מהן המגמות בעולם בנושא אנרגיה‬ ‫האנרגיה הסולרית התרמית גדלה‬ ‫מתחדשת?‬ ‫במהירות,כשבספרד ובארה"ב פרוייקטים רבים‬ ‫במהלך חמש השנים שבין 4002 ל 9002 . היכולת‬ ‫בתחום.‬ ‫של האנרגיה המתחדשת הכלל עולמית צמחה‬‫בסקטור של המערכות הפוטוולטאיות – מאז 2002‬ ‫06-01 אחוזים שנתיים עבור‬ ‫בשיעור של‬ ‫%02 לשנה בייצור‬ ‫ישנה עליה ממוצעת של‬ ‫טכנולוגיות רבות. כל צורות האנרגיה הינן יקרות,‬‫9002 הכמות‬ ‫המערכות הפוטוולטאיות. כשבסוף‬ ‫אך ככל שעובר הזמן אנרגיה מתחדשת לרוב‬ ‫הגלובלית של אנרגיה סולרית ממערכות‬ ‫נעשית זולה יותר בעוד שדלק נעשה לרוב יקר‬‫00012 ‪ .MW‬ישנם‬ ‫פוטוולטאיות עברה את ה‬ ‫יותר. אל גור טען שישנן שלוש סיבות בגללן‬ ‫פארקים גדולים של מערכת פוטוולטאית בגרמניה,‬ ‫אנרגיה מתחדשת נעשית זולה יותר:‬ ‫קנדה וספרד. במקרה של מערכות פוטוולטאיות‬ ‫1. כאשר התשתית לאנרגיה המתחדשת‬ ‫ניתן וחשוב לשלבן בבניינים באופן שבו ישתמשו‬ ‫נבנית האנרגיה עצמה היא חינם לתמיד,‬ ‫מבנים קיימים וייצרו אנרגיה קרוב למקום בו היא‬ ‫שלא כמו פחם, הרוח, השמש והאדמה‬ ‫נצרכת.‬ ‫מספקות אנרגיה שהיא חינם בכמות‬ ‫– בברזיל ובארה"ב‬ ‫בסקטור של הדלק האורגני‬ ‫שאינה נגמרת.‬ ‫נעשה שימוש באתנול כדלק לכלי הרכב, ברזיל‬ ‫2. בזמן שטכנולוגית הדלק הינן ישנות יותר‬ ‫מאז 0791 היא היצרנית השניה בגודלה, (אחרי‬ ‫טכנולוגיות של אנרגיה מתחדשת‬ ‫ארה"ב) של אתנול והיצואנית הגדולה שלו. ליצור‬ ‫משתפרות במהירות, כך שחדשנות וכושר‬ ‫האתנול משתמשים בסוכר ובשאריות משתמשים‬ ‫המצאה נותנות לנו את היכולת להעלות‬ ‫ליצור חום וחשמל. בברזיל לא משתמשים בדלק‬ ‫באופן קבוע את היעילות של האנרגיה‬ ‫טהור לתדלוק כלי הרכב וגם בארה"ב משתמשים‬ ‫המתחדשת ובהמשך להוריד את העלויות‬‫‪fossil‬‬ ‫בתערובת בה %01 אתנול משולב עם‬ ‫שלה.‬ ‫‪ .fuels‬ותעשיית כלי הרכב מתכננת רכבים‬ ‫3. ברגע שהעולם נותן הצהרה ברורה לעבור‬ ‫שיתדלקו על תערובות המורכבות מריכוז גבוה‬ ‫לאנרגיה מתחדשת, נפח היצור עצמו יוריד‬ ‫יותר של אתנול.‬ ‫באופן חד את העלויות של החלקים‬ ‫– האיגוד‬ ‫בסקטור של האנרגיה הגאותרמית‬ ‫במערכות השונות, ובמקביל יש צורך‬‫51701‬ ‫הגאותרמי הבינלאומי ( ‪ )IGA‬דיווח על‬ ‫להוסיף תמריצים נוספים למחקרים‬ ‫42 מדינות שייצר‬ ‫‪ MW‬של הספק גאותרמי ב‬ ‫ופיתוח כדי להמשיך במהירות את תהליך‬‫64276 ‪ GW‬של חשמל ב 0102. שיעור זה מייצג‬ ‫ההתחדשות.‬ ‫עליה של %02 של שימוש באנרגיה גאותרמית‬ ‫מאז 5002. האיגוד הגאותרמי העולמי צופה שעד‬ ‫9002 חלה‬ ‫בסקטור של אנרגית רוח - בסוף‬ ‫00581 ‪ .MW‬מובילות‬ ‫5102 תהיה עליה של‬ ‫עליה של %13 ביכולת של חוות הרוח ואנרגית‬ ‫בתחום ארה"ב והפיליפינים.‬ ‫הרוח מספקת %3.1 מצריכת החשמל הגלובלית.‬ ‫בסקטור של אנרגיה הידראולית - בפורטוגל‬ ‫בתחום זה מובילות אנגליה ודנמרק עם 003 ‪MW‬‬‫נפתחה חוות גלים ב 8002 שמייצרת 52.2 ‪.MW‬‬ ‫ו902 ‪ MW‬בהתאמה.‬ ‫ב7002 הוכרז בסקוטלנד על הקמה של חווה כזו‬ ‫– ישנן‬ ‫בסקטור של יצירת אנרגיה סולרית תרמית‬ ‫שתייצר 3 ‪.MW‬‬ ‫תחנות גדולות של 453 ‪ MW‬בארה"ב, תחנה של‬
  7. 7. ‫ניתן לראות שבמקומות שונים בעולם מקדמים‬‫טכנולוגיות רבות של יצור אנרגיה מתחדשת ומגמה‬‫זו נמצאת בעליה מתמדת. כאמור ככל שהתעשייה‬ ‫תגדל כך עלויות היצור ירדו והמקורות עצמם הינם‬ ‫טבעיים ללא עלות, הדבר החשוב ביותר הם עצם‬ ‫היותה אנרגיה מתחדשת שאינה נגמרת ושאינה‬ ‫מזהמת את האויר.‬
  8. 8. ‫מערכת מחוברת לרשת: בדרך כלל לרשת החשמל‬ ‫הצגת הנושא - הפקת חשמל מאנרגית‬ ‫הכללית ומזינה חשמל אל הרשת. מערכת כזו‬ ‫השמש – הטכנולוגיות המרכזיות:‬‫01-2 ‪)KWP‬‬ ‫משתנה בגודל שלה ממגורים (‬ ‫מערכות פוטוולטאי ות, פוטוולטאי מרוכז‬‫לתחנות כוח סולריות ( ‪ (10s GWp‬זוהי צורה של‬ ‫וכוח סולרי מרוכז,‬ ‫יצירת חשמל מבוזרת. במיקרה של מגורים או‬ ‫סקירת הטכנולוגיות בתחום האנרגיה‬ ‫בניינים מצויידים במערכת פוטוולטאית המחוברת‬ ‫הסולרית ומתן דוגמאות‬‫לרשת, הדרישה החשמלית של הבניין מסופקת על‬‫ידי המערכת הפוטוולטאית ורק העודף מוזן לרשת,‬ ‫כוח סולרי הוא המרה של אור שמש לחשמל,‬ ‫כאשר קיים.‬ ‫‪,PV‬‬ ‫ישירות באמצעות מערכת פוטוולטאית‬ ‫פוטוולטאי מרוכז ‪ CPV‬או באופן עקיף באמצעות‬ ‫עוקב סולרי יכול לשפר בצורה משמעותית את‬ ‫כוח סולרי מרוכז ‪ .CSP‬מערכות כוח סולרי מרוכז‬ ‫כמות הכוח המיוצרת על ידי המערכת באמצעות‬ ‫משתמשות בעדשות או במראות ובמערכות מעקב‬ ‫שיפור הביצועים בבוקר ואחר הצהריים. כדאי‬ ‫על מנת לרכז אזור רחב של אור שמש לחימום נוזל‬‫להתקין עוקבים עבור יישומים לא מרוכזים באזורים‬ ‫שפועל ליצירת אנרגיה או לאחסונה. מערכות‬ ‫בעלי אור שמש ישיר. באור שמש מפוזר (בימים‬ ‫פוטוולטאיות ממירות את אור השמש לזרם חשמלי‬ ‫מעוננים או ערפל) לעוקבים אין כל ערך. עבור‬ ‫באמצעות האפקט הפוטוולטאי.‬ ‫מערכות פוטוולטאיות מרוכזות עוקבים הינם‬ ‫הכרחיים. ציפוי אנטי רפלקטיבי לחיפוי הזכוכית‬ ‫מערכת פוטוולטאית:‬ ‫למערכת הפוטוולטאית יכול לספק את רוב‬ ‫מערכת פוטוולטאית משתמשת בתאים סולרים על‬‫היתרונות של מערכת מעקב מבלי להשתמש בכוח‬ ‫מנת להפוך אור לחשמל. מערכת פוטוולטאית‬ ‫נוסף או אחזקה. ישנם ציפויים אנטי רפלקטיביים‬ ‫מורכבת ממספר מרכיבים כולל תאים, בדרך כלל‬ ‫שמשתמשים בננו טכנולוגיה על מנת לשפר את‬ ‫עשויים מסיליקון, חיבורים והרכבה מכניים‬ ‫הביצועים שלהם, ומספקים את אותם הביצועים‬ ‫וחשמליים ואמצעים לבקרה ו/או שינוי של הזרם‬ ‫שמערכת מעקב מספקת.‬ ‫החשמלי. בשל המתח החשמלי הנמוך של התא‬ ‫ביצועי המערכת‬ ‫הסולרי – 5.0 ‪ ,V‬מספר תאים מחוברים בסדרות‬ ‫כוח השמש בצהרי היום ביום נטול עננים בקו‬ ‫ליצירת לוח. הלוח מחובר למגן מפני מים והופך‬ ‫²‪ 1 kW/m‬על פני כדור הארץ,‬ ‫המשווה מגיע ל‬ ‫לרכיב פוטוולטאי. ניתן לחבר מספר רכיבים‬ ‫למישור שהוא אנכי לקרני השמש. על כן מערך‬ ‫למערך. את החשמל המיוצר ניתן לאחסן,‬ ‫פוטוולטאי יכול לעקוב אחרי השמש בכל יום על‬ ‫להשתמש ישירות או להטעין לרשת החשמלית.‬ ‫מנת להגביר את איסוף האנרגיה, אולם מתקני‬ ‫מעקב מוסיפים לעלות ודורשים תחזוקה, לכן‬ ‫מערכת עצמאית: למערכת עצמאית אין חיבור‬‫מקובל יותר למערכות פוטוולטאיות להיות מותקנות‬ ‫לרשת החשמלית המרכזית. מערכת זו משתנה‬ ‫בצורה קבועה שמטה את המערך ומפנה אותו‬ ‫מאוד בגודל וביישומים: ממחשבונים לבניינים‬ ‫לכיוון דרום בחצי הכדור הצפוני או לכיוון צפון בחצי‬ ‫מרוחקים וחלליות. אם יש צורך לספק את החשמל‬ ‫הכדור הדרומי. זוית ההטיה יכולה להשתנות לפי‬ ‫באופן בלתי תלוי מהחשיפה לשמש, הכוח הנוצר‬ ‫עונה, אבל אם היא קבועה היא צריכה לתת את‬ ‫מאוחסן בבטריות.‬‫התפוקה האופטימלית למערך למשך דרישת השיא‬
  9. 9. ‫ד"ר ברונו לאנג ( ‪ )Bruno Lange‬פיתח תא פוטו‬ ‫החשמלי לשנה אופיינית. עבור מערכות גדולות‬ ‫‪ selenide‬כסף במקום‬ ‫על ידי שימוש סלניד‬ ‫האנרגיה המורווחת באמצעות שימוש במערכות‬ ‫בתחמוצת נחושת. למרות שהפרוטוטייפ של תאי‬ ‫מעקב מכריעות לעומת הוספת המורכבות‬‫הסלניום המירו פחות מ %1 של אור לחשמל הכירו‬ ‫%03‬ ‫(העוקבים יכולים להעלות את היעילות ב‬‫מדענים שונים בחשיבות הגילוי. ב 4591 החוקרים‬ ‫או יותר) מערכות פוטוולטאיות שמגיעות למגה ואט‬ ‫‪ ,Gerald Pearson‬קלווין פולר‬ ‫גרלד פירסון‬ ‫אחד או עוברות אותו משתמשות לרוב בעוקבים‬‫‪ Daryl Chapin‬יצרו‬ ‫‪ Calvin Fuller‬ודריל שפין‬ ‫סולרים.‬ ‫תא סולרי מסיליקון. התאים הסולרים המוקדמים‬ ‫עבור האקלים וקו הרוחב של ארה"ב ואירופה‬‫-5.4‬ ‫עלו 682 דולרים לוואט והגיעו ליעילות של‬ ‫חשיפה טיפוסית לשמש נעה מ /²‪ 4 kWh/m‬ליום‬‫%6 . כיום ישנם סוגים רבים של תאים פוטוולטאים:‬ ‫/²‪ 6.5 kWh/m‬ליום באזורים‬ ‫בצפון ועולה ל‬ ‫סרט דק, סיליקון מונוקריסטלין, סיליקון‬ ‫שטופי השמש. לפאנלים סולרים אופייניים יעילות‬ ‫פוליקריסטלין ותאים אמורפיים. השימוש הראשון‬ ‫של %21 עד ל %02 . מתקן פוטוולטאי בקו הרוחב‬ ‫המשמעותי בתאים סולרים נעשה כמקור כוח גיבוי‬ ‫הדרומי של אירופה וארה"ב יכול לייצר /²‪1 kWh/m‬‬ ‫ללווין ‪ Vanguard I‬ב 8591, שאפשרו לו לשדר‬ ‫051 וואט" הוא‬ ‫ליום. פאנל סולרי אופייני של "‬ ‫למשך שנה לאחר שנגמרה לו הבטריה הכימית,‬ ‫1‬ ‫בגודל של מטר מרובע, פאנל כזה יכול ליצר‬‫שימוש זה חזר על עצמו בלווינים שונים של ברה"מ‬ ‫‪ kWh‬כל יום בממוצע לאחר שלוקחים בחשבון את‬ ‫0691 תאים פוטוולטאים‬ ‫וארה"ב ובסוף שנות‬ ‫מזג האויר ואת קו הרוחב.‬ ‫הפכו להיות למקור כוח מבוסס עבורם והפכו גם‬ ‫התאים הפוטולטאים רגישים מאוד לצל, גם אם‬ ‫חיוניים לתשתית התקשורת היום. העלות הגבוהה‬ ‫כמות קטנה של תאים, יחידות או מערך מוצללים‬ ‫של תאים סולרים הגבילה שימושם בכדור הארץ‬ ‫והשאר חשופים לקרינת השמש התפוקה יורדת‬ ‫לאורך שנות 0691. דבר זה השתנה בתחילת‬ ‫בצורה דרמטית בשל קצר חשמלי (האלקטרונים‬‫שנות 0791 כשהעלות הגיעה למחירים תחרותיים‬ ‫משנים את מסלולם). לכן חשוב ביותר שהמתקן‬ ‫עבור מקומות מרוחקים אליהם רשת החשמל לא‬ ‫הפוטוולטאי לא יהיה מוצל כלל לא על ידי עצים או‬‫הגיעה. משבר השמן ב 3791 עודד עליה מהירה‬ ‫על ידי אלמנטים אדריכליים. אור השמש יכול‬‫0791‬ ‫ביצור של תאים פוטוולטאים במהלך שנות‬ ‫להספג על ידי אבק או נשורת שנמצאים על פני‬‫ותחילת שנות 0891 המחירים ירדו מ 001 דולרים‬ ‫השטח של היחידות. דבר זה יכול להוריד את כמות‬‫5891. ירידת‬ ‫לוואט ל 7 דולרים לוואט בשנת‬ ‫האור שמגיעה לתאים עד לכדי חצי. יש צורך‬ ‫0891 הובילה‬ ‫מחירי השמן בתחילת שנות‬ ‫לשמור על פני שטח נקיים של היחידות. גם עליה‬ ‫להפחתה במימון של המערכות הפוטוולטאיות‬ ‫בטמפרטורה עלולה לפגוע בתפוקה ובאורך החיים‬‫וחוסר המשכיות בהכרה במיסים הקשורים לפעולת‬ ‫של היחידות. אוורור מעל או מאחורי היחידות‬ ‫8791. גורמים אלו מיתנו את‬ ‫מיסוי האנרגיה מ‬ ‫הפוטוולטאיות מפחית בעיה זו. חיי היחידות‬‫הצמיחה כמעט של %51 לשנה מ 4891 עד לשנת‬ ‫מגיעים ל 52 שנים ויש לקחת בחשבון עלויות‬ ‫0991 עבר הסקטור‬ ‫6991. מאז אמצע שנות‬ ‫החלפה.‬ ‫הפוטוולטאי לפעילות מירבית מארה"ב לאירופה‬ ‫‪ PV‬הינו רכיב שממיר אור‬ ‫תא סולרי פוטוולטאי‬ ‫וליפן. בין השנים 2991 ל 4991 יפן הגדילה את‬ ‫לזרם חשמלי באמצעות האפקט הפוטוולטאי. התא‬‫המימון, קבעה קוים מנחים והנהיגה תכנית תמיכה‬ ‫הסולרי הראשון נבנה על ידי צרלס פריץ‬ ‫כספית על מנת לעודד את ההתקנה למערכות‬ ‫(‪ )Charles Fritts‬ב 0881. ב 1391 מהנדס גרמני‬
  10. 10. ‫מערכות אלו: נמוכה, בינונית וגבוהה שנמדדות‬ ‫פוטוולטאיות ביתיות. כתוצאה מתקנים פוטוולטאים‬ ‫ביחידות "שמש" (הכפלה בריבוע).‬ ‫במדינה עלו מ 2.13 ‪ MW‬ב 4991 ל 813 ‪ MW‬ב‬ ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת נמוכה היא בריכוז‬ ‫%03 בסוף שנות‬ ‫9991 והיצור העולמי צמח ב‬ ‫שבין 2 ל 001 יחידות "שמש". מסיבות כלכליות‬ ‫0991 . בגרמניה התפוקה של מתקנים פוטוולטאים‬ ‫משתמשים לרוב בסיליקון קונבנציונלי, בריכוזים‬ ‫מ 001 ‪ MW‬בשנת 0002 ל כמעט 0514 ‪MW‬‬ ‫אלו זרם החום נמוך דיו כך שלא צריך קרור פעיל.‬ ‫7002 . לאחר מכן ספרד הפכה‬ ‫בסוף שנת‬ ‫חוקי האופטיקה מכתיבים שקולט עם יחס ריכוז‬ ‫למובילה בשוק הפוטוולטאי לאחר שהתקינה %54‬ ‫נמוך יכול לקבל זוית קבלה גבוהה והוא לא צריך‬ ‫ממערכות הפוטוולטאיות בעולם. מחקרים שונים‬ ‫מעקב סולרי פעיל. מרכזים סולרים פולטי אור‬ ‫0102 השוק הפוטוולטאי‬ ‫הראו שלקראת שנת‬ ‫יכולים להיות בשימוש על מנת לבנות מערכות לא‬ ‫יעבור את ה 61 ‪ .GW‬בשנים האחרונות מתקנים‬ ‫עוקבות עם ריכוז בטווח של 2 "שמשות".‬ ‫סולרים התרחבו לאזורי מגורים בזכות תמריצים‬ ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת בינונית בריכוז של‬ ‫ממשלתיים ליצור אנרגיה "ירוקה" בדרכים יותר‬ ‫001 עד 003 "שמשות", המערכת דורשת שני‬ ‫כלכליות כמו למשל למכור את החשמל המיוצר‬ ‫צירים עוקבי שמש וקירור, אקטיבי או פאסיבי‬ ‫לרשת. ישנן תחנות סולריות פוטוולטאיות גדולות‬ ‫שהופכים אותה ליותר מורכבת.‬ ‫בין היתר בגרמניה, קנדה וספרד.‬ ‫מערכת פוטולטאית מרוכזת גבוהה מפעילה‬‫מרכזים אופטיים המורכבים מצלחות מחזירות אור‬ ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת‬ ‫‪ fresnel‬שמרכזות אור שמש‬ ‫או עדשות פרסנל‬ ‫היא אחת הצורות החדשות ביותר של טכנולוגית‬ ‫003 "שמשות" ויותר. התאים‬ ‫לעוצמה של‬ ‫אנרגיה סולרית. מערכות אלו ממקדות כמות גדולה‬ ‫הסולרים דורשים קולטי חום ביכולת גבוהה על‬ ‫של אור שמש על גבי שטח קטן של חומר‬‫מנת לא להרוס הרס תרמי ועל מנת להתמודד עם‬ ‫פוטוולטאי על מנת לייצר חשמל. שלא כמו מערכות‬ ‫הטמפרטורה הקשורה לאובדן ביצועים. תאים‬ ‫של פאנלים שטוחים מערכת זו הרבה פחות יקרה‬ ‫‪ multijunction‬כרגע‬ ‫סולרים רבי חיבורים‬ ‫לייצור מאחר שהריכוז מאפשר לייצר שטחי תאים‬ ‫מועדפים על גבי סיליקון מאחר שהם יותר יעילים‬ ‫סולריים קטנים יותר. מערכת פוטולטאית מרוכזת‬ ‫ויש להם מקדם טמפרטורה נמוך יותר (פחות‬ ‫פועלת בצורה היעילה ביותר באור שמש מרוכז, כל‬ ‫אובדן ביעילות עם העליה בטמפרטורה). היעילות‬ ‫זמן שהתא הסולרי נשמר קר תוך כדי שימוש‬ ‫של שני סוגי התאים עולה עם עליה בריכוז:‬ ‫בקולטי חום. אור מפוזר כמו למשל בתנאים‬‫‪ multijunction‬עולה‬ ‫היעילות של רבי החיבורים‬ ‫מעוננים וקודרים, לא ניתן לרכז. על מנת להגיע‬ ‫מהר יותר.‬ ‫ליעילות המירבית על מערכות אלו להיות ממוקמות‬ ‫באזורים בהם מתקבל הרבה מאוד אור שמש‬ ‫מערכות של כוח סולרי מרוכז ‪: CSP‬‬ ‫ישיר. תכונות הולכה למחצה מאפשרות לתאים‬ ‫הינן מערכות שמשתמשות בעדשות או במראות‬ ‫הסולרים לפעול ביעילות רבה יותר באור מרוכז כל‬ ‫ומערכת מעקב על מנת לרכז אזור גדול של אור‬ ‫זמן שטמפרטורת חיבור התאים נשארת קרה‬‫שמש או אנרגיה סולרית תרמית על גבי שטח קטן.‬ ‫באמצעות שימוש בקולטי חום. כעת המחירים הם‬ ‫הכוח חשמלי מיוצר כאשר האור המרוכז מומר‬ ‫קרובים לדולר אחד לוואט, בעלות זו סביר להניח‬ ‫לחום שמפעיל מנוע חום (בדרך כלל טורבינת‬ ‫שהמערכת הפוטוולטאית המרוכזת תגיע למחירי‬‫קיטור) שמחובר לגנרטור של כוח חשמלי. מערכות‬ ‫1102. ישנם שלושה סוגים של‬ ‫הרשת. כבר ב‬
  11. 11. ‫נוזל. היתרון הוא שלמראות שטוחות‬ ‫של כוח סולרי מרוכז שונות ממערכת פוטוולטאי‬‫זולות יותר ממראות פרבוליות וניתן להציב‬ ‫מרוכזת בכך שהפוטוולטאית המרוכזת ממירה‬ ‫יותר מחזירי אור בשטח נתון, ובכך ניתן‬ ‫ישירות את האנרגיה הסולרית לחשמל מבלי‬ ‫להשתמש ביותר אור שמש. במערכת זו‬ ‫להשתמש בטורבינת קיטור. במערכות כוח סולרי‬ ‫ניתן להשתמש הן בקנה מידה גדול והן‬ ‫מרוכז נעשה שימוש ליצירת חום או קור או חשמל‬ ‫בקנה מידה קטן.‬ ‫מתחדשים הנקרא חשמל תרמי שבדרך כלל נוצר‬ ‫‪Error‬‬ ‫באמצעות קיטור.‬ ‫ישנן כמה מערכות של כוח סולרי מרוכז:‬ ‫1. תעלה-שוקת פרבולית שמורכבת ממחזירי‬ ‫אור פרבוליים לינאריים שמרכזים אור‬ ‫לתוך קולטן שממוקם לאורך קו המוקד של‬ ‫מחזיר האור. הקולטן הוא צינור שממוקם‬ ‫ישר מעל מרכז המראה הפרבולית והוא‬ ‫מלא בנוזל. מחזיר האור נועד לעקוב אחרי‬ ‫השמש לאורך שעות היום לאורך ציר‬ ‫– מלח מותך כמו סודיום‬ ‫יחיד. הנוזל‬ ‫3. צלחת ‪ stirling‬סטירלינג סולרית או‬ ‫ופוטסיום ניטראט – מחומם ל 053-051‬‫מערכת מנוע של צלחת מורכבת ממחזיר‬ ‫מעלות בזמן שהוא זורם בתוך הקולטן‬ ‫אור פרבולי בודד שמרכז אור אל קולטן‬ ‫והוא משמש כמקור חום למערכת יצירת‬‫שמוצב בנקודת המיקוד של מחזיר האור.‬ ‫כוח. מערכות של תעלות פרבוליות‬ ‫מחזיר האור עוקב אחרי השמש לאורך‬ ‫מספקות את השימוש הטוב ביותר מכל‬ ‫שני צירים. הנוזל בתוך הקולטן מתחמם‬ ‫טכנולוגיה סולרית .‬‫לטמפרטורות של 007-052 מעלות ואז‬ ‫נעשה בו שימוש על ידי המנוע ליצירת‬ ‫כוח. מערכת צלחת פרבולית נותנת את‬ ‫היעילות המירבית בקרב טכנולוגיות כוח‬ ‫סולרי מרוכז.‬ ‫‪Error‬‬ ‫‪ fresnel‬פרסנל לינארי‬ ‫2. מחזירי אור של‬ ‫מרוכז הינם מתקנים של כוח סולרי מרוכז‬ ‫שמשתמשים בפס של מספר רב של‬ ‫מראות במקום במראות פרבוליות על מנת‬ ‫לרכז אור שמש על גבי שני צינורות בהם‬
  12. 12. ‫מומחים צופים שהצמיחה המירבית תהיה‬ ‫4. מגדל כוח סולרי "שמש" מורכב ממערך דו‬ ‫במקומות כמו אפריקה, מקסיקו, דרום מערב‬ ‫צירי של מחזירי אור עוקבים ( ‪)heliostats‬‬ ‫ארה"ב. מצופה גם ירידה חדה במחירים עד ל‬ ‫על מנת לרכז אור אל קולטן בקצה‬‫0502 מ 32-51 יורו לקילו וואט לשעה ל -01‬ ‫המגדל. הקולטן מכיל נוזל שיכול להיות‬ ‫41 יורו לקילו וואט לשעה.‬ ‫0001-005‬ ‫גם מי ים. הנוזל מתחמם ל‬ ‫מעלות ואז נעשה בו שימוש ליצירת כוח‬ ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת ותרמית‬ ‫או למערכת איחסון אנרגיה. הפיתוח של‬ ‫מערכת ‪ CPVT‬הינה מערכת שמשלבת חום וכוח‬ ‫מגדל כוח הינו פחות מתקדם ממערכת‬ ‫סולרי, טכנולוגיה שמשתמשת בפוטוולטאי מרוכז‬ ‫התעלות אבל יעיל יותר מבחינת עלויות,‬ ‫שמייצרת חשמל וחום באותו רכיב. החום יופעל‬ ‫מציע יעילות גבוהה יותר ויכולת אחסון‬ ‫לחימום מים, למזגן, להתפלה או תהליכי חימום.‬ ‫אנרגיה טובה יותר בקרב טכנולוגית הכוח‬ ‫מערכות אלו הן כעת ביצור באירופה וישנה חברה‬ ‫הסולרי המרוכז.‬‫ישראלית ‪ Zenith Solar‬שמפתחת מערכת כזו עם‬ ‫הטוענת ליעילות של %27.‬ ‫שיטות אחסון אנרגיה‬ ‫אנרגיה סולרית אינה זמניה בלילה, על כן אחסון‬ ‫האנרגיה הינו דבר חשוב על מנת לאפשר אספקה‬ ‫של אנרגיה. גם אנרגית רוח וגם אנרגיה סולרית‬‫הינן לא רציפות, כך שיש צורך להפיק את האנרגיה‬ ‫כשניתן ולאחסן אותה על מנת לצרוך אותה בשעת‬ ‫הצורך או להעביר אותה למקום בו ניתן להשתמש‬ ‫בה. אנרגית שמש ואנרגית רוח נוטות להיות‬ ‫משלימות מאחר שבחורף יש יותר רוח ובקיץ יש‬ ‫יותר שמש, אך ישנם גם ימים בהם אין רוח ואין‬ ‫שמש ואז צריך למצוא פתרון אחר. למשל המוסד‬ ‫מחקר שנערך על ידי גרין פיס הבינלאומי,‬ ‫לאספקת טכנולוגיה של אנרגיה סולרית של‬ ‫התאחדות הארופית של חשמל תרמי סולרי‬ ‫אוניברסיטת קאסל ניסתה מתקני כוח משולבים‬ ‫וסוכנות האנרגיה הסולרית הבינלאומית חקרו‬‫שמש, רוח, ביו גז, ואחסון הידראולי על מנת לספק‬ ‫את הפוטנציאל והעתיד של מערכות כוח סולרי‬‫אספקה שוטפת סביב השעון, רק ממקורות אנרגיה‬ ‫מרוכז. המחקר מצא שהכוח הסולרי המרוכז‬ ‫מתחדשת.‬ ‫יכול להגיע ל %52 מצריכת האנרגיה העולמית‬ ‫ניתן לאחסן אנרגיה סולרית בטמפרטורות גבוהות‬ ‫עד לשנת 0502 . העליה בהשקעה תעלה מ 2‬ ‫תוך שימוש במלחים מותכים. מלחים הינם אמצעי‬ ‫.‬ ‫מיליארד יורו ל 5.29 יורו בתקופת זמן זו‬ ‫יעיל לאחסון בשל מחירם הנמוך, יש להם יכולת‬ ‫ספרד מובילה בתחום הטכנולוגי הזה עם‬ ‫חום גבוהה והם יכולים להעביר חום בטמפרטורה‬ ‫מספר רב של פרויקטים בתחום. מאחר‬‫תואמת מערכת חשמל. מערכות מנותקות מהרשת‬ ‫שמטבע הטכנולוגיה היא זקוקה לאזורי מדבר‬ ‫משתמשות באופן מסורתי במצברים נטענים על‬
  13. 13. ‫מנת לאחסן עודף חשמל. במערכות מחוברות‬‫לרשת ניתן להעביר את עודף האנרגיה לרשת‬ ‫ולהזדכות מחודש לחודש או בסוף השנה.‬
  14. 14. ‫מבחירת האתר, יצירת הסכימה, בחירת החומרים‬ ‫–‬ ‫אדריכלות בת קיימא‬ ‫הבעיה הנדונה –‬ ‫עד לביצוע הפרוייקט.‬ ‫מהי? אדריכלות סולרית, פסיבית ואקטיבית:‬ ‫תכנון אדריכלי בר קיימא חושב על חיים ברי‬ ‫תכנון הבניין ביחס לכיוון השמש, פתחים‬ ‫קיימות. תכנון ירוק בר קיימא הוא האתגר שתכנון‬ ‫הצללה ושילוב חומרים להקטנת צריכת‬ ‫לא רק משקף תהליכים ושימושים בריאים אלא‬ ‫האנרגיה של הבניין למינימום, שילוב‬ ‫משתמש גם באנרגיה מתחדשת ומקורות‬ ‫פאנלים סולרים תרמיים ופוטוולטאים בבנייה‬‫שנמצאים באתר עצמו. מבחן לתכנון בר קיימא הוא‬ ‫ליצירת אנרגיה, לחימום ולחשמל: דוגמאות‬ ‫האם התכנון מתפקד למטרתו מבלי לצרוך דלק.‬ ‫של בניינים עצמאיים מבחינה אנרגטית‬ ‫אתגר זה מציע למתכננים ולאדריכלים פתרונות‬ ‫תכנוניים שיכולים לתפקד מבלי לזהם ולא רק‬ ‫ובניינים שמייצרים יותר אנרגיה ממה שהם‬ ‫להקטין את הזיהום. ככל שהטכנולוגיה מתקדמת‬ ‫צורכים‬ ‫בתאורית האדריכלות והתכנון ודוגמאות נבנות‬ ‫ומתנסות, אדריכלים יכולים ליצור לא רק בניינים‬ ‫אדריכלות בת קיימא‬ ‫פאסיבים שלא מזהמים אלא גם לשלב את כל‬ ‫הינו מושג כללי המתאר טכניקות מודעות של תכנון‬ ‫מערכת הכוח לתוך תכנון הבניין כפי שנראה‬ ‫סביבתי בתחום האדריכלות. אדריכלות בת קיימא‬ ‫‪(The‬‬ ‫בדוגמאות של "ההתיישבות הסולרית",‬ ‫מנסה להפחית את השפעות הסביבה השליליות‬‫)‪"Solar Settlement‬ספינת השמש" ‪The Sun‬‬ ‫של הבניינים באמצעות שיפור היעילות וצימצום‬‫)‪ )Ship‬שהושלמו על ידי האדריכל רולף דיש ‪Rolf‬‬ ‫בחומרים, אנרגיה והתפתחות החלל. בפשטות‬‫‪ ,Disch‬בפיירבורג גרמניה. ההתיישבות הסולרית‬ ‫רעיון הקיימות או התכנון האקולוגי נועד להבטיח‬ ‫מהווה את קהילת הבנייה הראשונה בכל העולם‬ ‫שהפעולות וההחלטות שלנו היום לא יעצרו את‬‫שבה כל בית, כל 95 הבתים מייצרים איזון אנרגטי‬ ‫האפשרויות של דורות העתיד. מושג זה יכול להיות‬ ‫חיובי.‬ ‫בשימוש על מנת לתאר גישות מודעות אנרגטיות‬ ‫ואקולוגיות לתכנון הסביבה הבנויה.‬ ‫שימושי אנרגיה ברי קיימות‬ ‫אדריכלות בת קיימא מהווה תכנון של בניינים ברי‬ ‫יעילות אנרגטית לאורך כל תקופת החיים של‬ ‫קיימות. אדריכלות בת קיימא מנסה להפחית את‬ ‫הבניין היא המטרה החשובה ביותר של אדריכלות‬ ‫השפעות הסביבה הקולקטיביות במהלך הייצור של‬ ‫בת קיימא. אדריכלים משתמשים בטכניקות רבות‬ ‫רכיבי הבניין, במהלך תהליך הבנייה כמו גם‬ ‫על מנת להפחית את דרישות האנרגיה של‬ ‫במהלך מחזור החיים של הבניין (חימום, שימושי‬ ‫הבניינים ולהעלות את היכולת שלהם ללכוד או‬ ‫חשמל וכדומה) פרקטיקת התכנון הזו מדגישה את‬‫לייצר את האנרגיה שלהם. האלמנט החשוב ביותר‬ ‫יעילות מערכות החימום והקירור, מקורות אנרגיה‬ ‫והמשמעותי מבחינת עלויות לחימום, אוורור וקירור‬ ‫חלופית, מיקום נכון של הבניין, מיחזור חומרי‬ ‫יעילים ומערכת מיזוג הוא בידוד הבניין. בניין יעיל‬ ‫– טכנולוגיה‬ ‫בנייה, יצירת כוח במקום עצמו‬ ‫יותר דורש פחות יצירת חימום אך יכול לדרוש‬ ‫סולרית, משאבות חום, טורבינות רוח, ניצול מי‬ ‫יכולת אוורור על מנת לפלוט זיהום אוויר פנימי.‬ ‫גשם לגינון, טיפול בפסולת במקום עצמו. דבר‬ ‫כמות משמעותית של אנרגיה נשטפת אל מחוץ‬ ‫המצריך עבודה משולבת של צוות התכנון,‬ ‫לבניין במים, באויר וזרימת הזבל. טכנולוגיות‬ ‫האדריכלים, המהנדסים והלקוח, בכל שלבי התכנון‬ ‫מיחזור אנרגיה באתר עצמו יכולים ללכוד ביעילות‬
  15. 15. ‫סולרית בצורת חימום בחורף ולדחות חימום סולרי‬ ‫מפסולת של מים חמים ואויר לא טרי ולהעביר‬‫בקיץ. אנו מכנים זאת תכנון סולרי פאסיבי או תכנון‬ ‫אנרגיה זו למים קרים טריים או אויר טרי הנכנסים‬ ‫אקלימי, משום שלא כמו מערכות חימום סולריות‬ ‫לבניין. למיקום ולכיוון הבניין ישנם השפעה‬ ‫אקטיביות, תכנון זה לא מערב שימוש של יחידות‬ ‫משמעותית על יעילות מערכת מיזוג האויר.‬ ‫מכניות או חשמליות. המפתח לתכנון בניין סולרי‬ ‫הנגישות, הפוטנציאל והישימות של מקורות‬ ‫פאסיבי הוא להתייחס ליתרונות האקלים המקומי.‬ ‫ראשוניים של אנרגיה מתחדשת צריכים להבחן‬ ‫האלמנטים שצריך לקחת בחשבון כוללים מיקום‬ ‫מוקדם בתהליך התכנון כחלק מתוכנית האנרגיה‬ ‫החלונות וסוג הזיגוג, בידוד תרמי, מסה תרמית‬ ‫הכוללת. התוכנית צריכה להצדיק את דרישות‬ ‫והצללה. טכניקות של תכנון סולרי פאסיבי ניתן‬ ‫ואספקת האנרגיה ולהעריך את העלות והיתרונות‬ ‫ליישם על בניינים חדשים ולהתאים גם לבניינים‬ ‫האמתיים לסביבה המקומית, אזורית וגלובלית.‬ ‫קיימים. הבסיס המדעי לתכנון בניינים סולרים‬ ‫שימושי אנרגיה אחראיים הם פונדמנטליים‬ ‫פאסיביים התפתח משילוב של לימודי אקלים,‬ ‫להתפתחות ולעתיד ברי קיימות. ניהול אנרגטי‬ ‫תרמודינמיקה (בעיקר מעבר חום) ואי נוחות‬ ‫צריך לאזן דרישות אנרגיה מוצדקות עם אספקת‬ ‫תרמית אנושית. תשומת לב מיוחדת ניתנה לאתר‬ ‫אנרגיה הולמת. התהליך משלב מודעות אנרגטית,‬ ‫ולמיקום של הבניין, שכיחות הגשם, תכנון‬ ‫שימור אנרגטי ויעילות אנרגטית עם שימוש‬‫וקונסטרוקציה, כוון השמש, מיקום הקירות והכללת‬ ‫במקורות אנרגיה מתחדשת.‬ ‫ביומסה. בזמן ששיקולים אלו ניתן לכוון לכל בניין,‬ ‫הגעה לפתרון אידאלי דורש שילוב קפדני של‬ ‫אדריכלות סולרית‬ ‫עקרונות אלו. שיכלולים מודרניים באמצעות מידול‬ ‫אור השמש השפיע על תכנון הבניין מאז תחילת‬‫ממוחשב ויישום של טכנולוגיות אחרות יכול להשיג‬ ‫תולדות האדריכלות. שיטות מתקדמות של‬ ‫חיסכון משמעותי באנרגיה מבלי בהכרח להקריב‬ ‫אדריכלות ותכנון ערים סולריים הופעלו תחילה על‬ ‫את הפונקציונליות או הפן האסתטי. למעשה‬ ‫ידי היוונים והסינים, שמיקמו את הבניינים שלהם‬‫מסיבה זו מושג חדש זה שידוע כמדעי האדריכלות‬ ‫לכיוון דרום על מנת לספק אור וחום. המאפיין‬ ‫או טכנולוגית אדריכלות הפך לנושא לימוד בבתי‬ ‫הבולט של אדריכלות סולרית פסיבית היא המיקום‬ ‫ספר לאדריכלות.‬ ‫ביחס לשמש, פרופורציות קומפקטיות (שטח פנים‬‫תכנון בניין סולרי פאסיבי אופייני מאגד חומרים עם‬ ‫נמוך ביחס לנפח) הצללה סלקטיבית (מובלטת)‬ ‫מסה תרמית גבוהה ששומרת את החום ביעילות‬ ‫ומסה תרמית. כאשר מאפיינים אלו נתפרים‬ ‫ובידוד חזק שפועל על מנת למנוע מהחום לצאת.‬ ‫לאקלים ולסביבה המקומיים הם יכולים לייצר‬ ‫מסה תרמית היא כל חומר שניתן להשתמש בו‬ ‫חללים מוארים היטב שנשארים בטווח טמפרטורות‬‫לאגירת חום שמש. חומרים שכיחים לאגירת מסה‬ ‫נוחות. הגישות האחרונות לתכנון סולרי משתמשות‬‫תרמית הם אבן, צמנט ומים. באופן היסטורי נעשה‬ ‫במידול ממוחשב שמשלב יחד תאורת שמש,‬ ‫בהם שימוש באקלים צחיח או באזורים בעלי חום‬ ‫מערכות חימום ואוורור בחבילה משולבת של תכנון‬ ‫מתון על מנת לשמור על קירור הבניין באמצעות‬ ‫סולרי.‬‫קליטת אנרגית השמש במשך היום והקרנת החום‬‫שנאגר לאטמוספירה הקרה בלילה. ניתן להשתמש‬ ‫אדריכלות סולרית פאסיבית‬ ‫במסה התרמית באזורים בעלי קור מתון כדי‬ ‫בתכנון בניין סולרי פאסיבי החלונות, הקירות‬ ‫לשמור על החום. הגודל והמיקום של המסה‬ ‫והרצפה נועדו לאסוף, לאחסן ולפזר אנרגיה‬
  16. 16. ‫ההבדל של 74 המעלות בקו הרוחב של השמש‬ ‫התרמית תלויים במספר גורמים כמו אקלים, תנאי‬ ‫בצהרי היום בין החורף לבין הקיץ מהווה את‬ ‫תאורת יום והצללה. כאשר היא משולבת נכון‬ ‫הבסיס לתכנון סולרי פאסיבי. מידע זה משלב עם‬ ‫המסה התרמית שומרת על טמפרטורת החלל‬ ‫נתוני האקלים המקומי, דרישות החימום והקירור‬ ‫בטווח נוח ומפחיתה את הצורך בשימוש בציוד‬ ‫כדי לקבוע באיזה זמן בשנה העומס הסולרי יהווה‬ ‫חימום או קירור. גם צבע המבנה משפיע על‬ ‫יתרון לנוחות תרמית ומתי הוא אמור להחסם‬ ‫קליטת הקרינה או הקרנתה לסביבה. ניתן‬ ‫באמצעות הצללה. סידור קפדני של החדרים‬ ‫להשתמש בארובה סולרית או תרמית שמהווה‬ ‫משלים את התכנון הסולרי הפאסיבי. המלצה‬ ‫מערכת לאוורור פאסיבי המורכבת מפיר אנכי‬‫נפוצה לבנייני מגורים היא למקם את חדר המגורים‬ ‫המחבר את פנים וחוץ הבניין. כאשר הארובה‬‫לכיוון שמש הצהריים ואת אזורי השינה למקם בכיוון‬ ‫מתחממת, האויר הנמצא בה מתחמם וגורם‬ ‫הנגדי.‬ ‫לתנועה כלפי מעלה שמושך אויר לאורך הבניין.‬ ‫הביצוע יכול להשתפר על ידי שימוש בזיגוג‬ ‫הצללה‬ ‫וחומרים בעלי מסה תרמית באופן שמחקה חממה.‬‫תכנון אנרגטי נמוך דורש גם את השימוש בהצללה‬‫באמצעות גגונים, וילונות או תריסים על מנת להקל‬ ‫מסלול השמש בתכנון פאסיבי‬ ‫על עומס החום בקיץ ולהפחית בצורך בקירור‬ ‫היכולות להשיג את המטרות של התכנון הפאסיבי‬ ‫מלאכותי. בנוסף לבניינים אופייניים בעלי צריכת‬ ‫בו זמנית תלוי באופן פונדמנטלי בשינויים העונתיים‬ ‫אנרגיה נמוכה יש שטח פנים מאוד נמוך ביחס‬ ‫במסלול השמש לאורך היום. דבר זה קורה‬ ‫לנפח על מנת לצמצם אובדן חום. משמע שיש‬ ‫כתוצאה מהשיפוע של ציר הסיבוב של כדור הארץ‬ ‫להמנע מתכנון בניינים רחבי איברים (שנחשבים‬ ‫ביחס למסלולו. מסלול השמש הוא ייחודי עבור כל‬ ‫ליותר אורגניים) עבור מבנים יותר ריכוזיים. מיקום‬ ‫קו רוחב נתון. בחצי הכדור הצפוני הלא טרופי בקו‬ ‫החלונות נועד למקסם את העוצמה של יצירת‬ ‫רוחב רחוק יותר מ 5.32 מעלות מקו המשווה:‬‫החום והתאורה ולהקטין למינימום את אובדן החום‬ ‫השמש תגיע לנקודה הגבוהה ביותר‬ ‫‪‬‬ ‫מבעד לזכוכית. בחצי הכדור הצפוני דבר זה כרוך‬ ‫שלה לכיוון דרום (בכיוון קו המשווה)‬ ‫בדרך כלל בהצבה של מספר גדול של חלונות‬ ‫לקראת היום הקצר ביותר בשנה‬ ‫‪‬‬ ‫הפונים לכיוון דרום על מנת לאסוף קרינת שמש‬ ‫הזוית בה השמש זורחת ונקבעת‬ ‫ישירה, ולהקטין בצורה משמעותית את מספר‬ ‫זזה בהדרגתיות לכיוון דרום ושעות‬‫החלונות הפונים לכיוון צפון. סוגי חלונות מסויימים,‬ ‫האור מתקצרות.‬‫בעלי זכוכית כפולה או משולשלת עם בידוד של גז‬ ‫ההפך מזה קורה בקיץ כאשר השמש‬ ‫‪‬‬ ‫ושכבת מוליכות נמוכה, מספקים בידוד טוב יותר‬ ‫תזרח ותקבע לכיוון צפון ושעות האור‬ ‫מחלון בעל שכבת זכוכית אחת. המנעות מעומס‬ ‫מתארכות.‬ ‫סולרי באמצעות יחידות הצללה בחודשי הקיץ‬ ‫בחצי הכדור הדרומי קורה ההיפך מזה ובאזורי קו‬ ‫חשוב מאוד על מנת להפחית את דרישת הקירור.‬ ‫5.32 מעלות מיקום השמש‬ ‫המשווה בפחות מ‬‫עצים נשירים וצמחים יכולים לשמש כאמצעי לויסות‬ ‫בצהרי היום ינוע מצפון לדרום לאורך השנה. באזורי‬‫חימום או קירור. כאשר נוטעים עצים נשירים בצידו‬ ‫הקוטב במהלך הקיץ השמש תיצור מעגל שלם‬‫הדרומי של הבניין העלים שלהם מספקים צל בזמן‬ ‫בשמים מבלי לשקוע ושישה חודשים אחר כך היא‬ ‫הקיץ, בעוד שבחורף הענפים החשופים שלהם‬ ‫לא תעלה מעל קו האופק במהלך החורף.‬
  17. 17. ‫קרור פאסיבי‬ ‫מאפשרים מעבר של אור. מאחר שעצים חשופים‬ ‫מתייחס לטכנולוגיות או למאפייני תכנון שמשמשים‬ ‫2/1 מקרינת‬ ‫3/1 עד‬ ‫חסרי עלים מצלילים כ‬ ‫לקרר את הבניין מבלי לצרוך חשמל. שיטה זו‬ ‫השמש, קיים איזון בין היתרונות של ההצללה בקיץ‬ ‫מנסה לשלב עקרונות של פיסיקה לתוך המעטפת‬ ‫ואובדן החום בחורף. באקלים עם עומסי חום‬ ‫החיצונית של הבניין: להאט את מעבר החום אל‬ ‫ניכרים עצים נשירים לא צריכים להשתל בצידו‬ ‫הבניין ולהסיר חום בלתי רצוי מהבניין.‬ ‫הדרומי של הבניין משום שהם משפיעים על‬ ‫זמינות השמש בחורף, הם יכולים לחילופין להיות‬ ‫תאורת שמש‬ ‫בשימוש בצדדים המזרחים והמערביים על מנת‬‫מערכות תאורת יום אוספות ומפזרות אור שמש על‬ ‫לספק מידה מסויימת של הצללה בקיץ מבלי‬ ‫מנת לספק תאורת פנים. טכנולוגיה פאסיבית זו‬ ‫להשפיע על קרינת השמש בחורף. עצים נשירים‬ ‫מפצה ישירות שימושי אנרגיה על ידי החלפה של‬ ‫נטעים לרוב מול חלונות על מנת לחסום עודף‬ ‫אור מלאכותי, ובאופן בלתי ישיר מפצה על שימושי‬ ‫שמש בקיץ באמצעות העלים שלהם, אך מאפשרים‬ ‫אנרגיה לא סולרית על ידי הפחתה בצורך למיזוג‬ ‫כניסת אור בחורף כאשר עליהם נושרים. עצי מחט‬ ‫אויר. גם אם קשה לכמת את השימוש בתאורה‬ ‫או ירוקי עד ניטעים לרוב לצידו הצפוני של הבניין‬ ‫טבעית היא מציעה בנוסף יתרונות פיסיולוגים‬ ‫על מנת להגן עליו מרוחות הצפון הקרות.‬ ‫ופסיכולוגים בהשוואה לתאורה מלאכותית. תכנון‬ ‫תאורת יום מרמזת על בחירה זהירה של סוגי‬ ‫חימום קירור ומיזוג‬ ‫חלונות, גדלים וכיוונים, צריך לקחת בחשבון גם‬ ‫באקלים קר, מערכות חימום הינן מוקד מרכזי‬ ‫יחידת הצללה חיצונית. מאפיינים יחודיים כוללים‬ ‫לאדריכלות בת קיימא מאחר שהן מנקזי האנרגיה‬‫גגות בולטים, סקיי לייט, וצינורות אור ‪.light tubes‬‬ ‫העיקריים בבניינים. באקלים חם כשהקירור הוא‬ ‫הם יכולים להכלל אל תוך מבנה קיים, אך הינם‬ ‫הדאגה המרכזית, תכנון סולרי פאסיבי יכול להיות‬ ‫יותר יעילים אם הם נכללים לתוך חבילת תכנון‬ ‫מאוד משמעותי. חומרי בנייה בעלי מסה תרמית‬ ‫סולרי שלוקח בחשבון גורמים כמו אור מסנוור,‬ ‫גבוהה הינם בעלי ערך רב על מנת לשמור על‬ ‫זרמי חום, וזמני שימוש. כאשר מאפייני תאורת יום‬ ‫הטמפרטורות הקרות של הלילה לאורך היום.‬ ‫מיושמים נכון הם יכולים להפחית דרישת אנרגיה‬ ‫בנוסף ישנה נטייה להעדיף בנייה מתפשטת של‬‫הקשורה לתאורה ב %52. תאורת שמש היברידית‬ ‫קומה אחת על מנת למקסם את שטח הפנים ואת‬ ‫היא שיטה סולרית אקטיבית של הספקת תאורת‬ ‫אובדן החום. הבניינים מתוכננים לרוב על מנת‬ ‫פנים. שיטה זו אוספת אור שמש תוך שימוש‬ ‫ללכוד ולנתב רוחות קיימות, במיוחד רוחות קרות‬ ‫במראות ממקדות שעוקבות אחר השמש‬ ‫המגיעות ממקורות מים. ברוב האסטרטגיות‬ ‫ומשתמשת בסיבים אופטיים על מנת להעביר‬ ‫החיוניות האלו נעשה שימוש באדריכלות‬ ‫אותה אל תוך הבניין על מנת לספק תאורה‬ ‫המסורתית של אזורים חמים.‬ ‫קונבנציונלית. ביישומים של קומה אחת שיטה זו‬ ‫באקלים בו ארבע עונות שנה מערכת אנרגיה‬ ‫מאפשרת להעביר %05 מתוך אור השמש הישיר‬ ‫משולבת תעלה את היעילות: כאשר הבניין מבודד‬ ‫המתקבל. תאורת שמש שנטענת לאורך היום‬ ‫היטב, כשהוא ממקום על מנת לפעול יחד עם‬ ‫ומאירה בשעות בין הערביים הינה מראה נפוץ‬ ‫כוחות הטבע, כאשר משתמשים שוב בחום וכאשר‬ ‫בקרב שבילי הליכה, טיילת.‬ ‫משתמשים באנרגיה מתחדשת.‬
  18. 18. ‫הוא הבניין השני בגובהו בעיר ניו יורק, לאחר ה‬ ‫חימום מים סולרי‬ ‫‪ Empire State Building‬והרביעי בגובהו בכל‬ ‫מערכות סולריות לחימום מים משתמשות בתאורת‬‫9002. תכנון הבניין‬ ‫ארה"ב. הבנייה הושלמה ב‬ ‫שמש על מנת לחמם את המים. בקו רוחב גאוגרפי‬ ‫הופך אותו לידידותי לסביבה בכך שהוא משתמש‬ ‫%06 ל %07‬ ‫04 מעלות) מ‬ ‫נמוך (מתחת ל‬‫בטכנולוגיות כגון זכוכית מבודדת מרצפה לתיקרה‬ ‫משימוש המים החמים הביתי עד ל 06 מעלות ניתן‬ ‫על מנת לשמור על החום ולמקסם את התאורה‬ ‫לספק ממערכות של חימום סולרי. מחממי מים‬‫הטבעית, ומערכת אוטומטית לעימעום תאורת יום.‬ ‫– יכולות‬ ‫סולריים – מערכות ביתיות לחימום מים‬ ‫למגדל גם מערכת לטיפול במים אפורים שלוכדת‬ ‫להיות יעילות מבחינת עלויות על מנת לייצר מים‬ ‫מי גשם ומשתמשת בהם שוב. הבניין נבנה‬ ‫חמים עבור הבית. ניתן להשתמש בהם בכל תנאי‬ ‫מחומרים ממוחזרים ושניתנים למיחזור. האויר‬ ‫אקלים. ישנם שני סוגים של מערכות מים סולריות‬‫הנכנס לבניין עובר סינון וגם האויר הנפלט מהבניין‬ ‫– אקטיבית ופאסיבית. קולטן סולרי אקטיבי יעלה‬ ‫הינו נקי. מגדל הבנק של אמריקה הוא גורד‬ ‫08 ל‬ ‫בקירוב בין 0052 ל 0053 דולר וייצר בין‬ ‫השחקים הראשון שתוכנן על מנת לקבל אישור‬ ‫001 גלונים של מים חמים ליום. מערכת פאסיבית‬ ‫פלטינום של ‪ .LEED‬מגדל הבנק של אמריקה‬ ‫תעלה בין 0001 ל 0002 דולר ותהיה לה יכולת‬ ‫נבנה באמצעות בטון שיוצר עם סיגים, תוצר לואי‬ ‫נמוכה יותר. ישנם גם שני סוגים של מחזורים,‬ ‫של התפוצצות בכור/ כבשן. תערובת הבטון‬ ‫מערכת מחזור ישיר ומערכת של מחזור לא ישיר.‬‫מורכבת מ %55 צמנט ו %54 סיגים. השימוש‬ ‫מערכת של מחזור ישיר קושרת את המים הביתיים‬ ‫בבטון סיגי מפחית את הנזק לסביבה בכך שהוא‬ ‫דרך הפאנלים. לא ניתן להשתמש במערכת זו‬ ‫מפחית את כמות הצמנט שנדרש לבניין דבר‬ ‫במקומות שהטמפרטורה היא מתחת לאפס. מחזור‬ ‫שמפחית את כמות דו תחמוצת הפחמן וגזי‬ ‫לא ישיר קושר גליקול (נוזל צמיג המשמש לקירור)‬‫החממה שנוצרים ביצירת צמנט רגיל. טון אחד של‬ ‫או נוזל אחר דרך הפאנלים הסולרים ומשתמש‬ ‫צמנט פולט טון של דו תחמוצת הפחמן‬ ‫בחילופי חום על מנת לחמם את המים הביתיים.‬ ‫לאטמוספירה.‬ ‫שני הסוגים הנפוצים ביותר של פאנלים הם‬ ‫%44 ולוחות מזוגגים שטוחים -‬ ‫צינורות פינוי -‬ ‫%43. שני הסוגים פועלים בצורה דומה רק‬ ‫שצינורות הפינוי לא מאבדים חום בהולכה מה‬ ‫שמשפר בצורה ניכרת את היעילות שלהם (בין %5‬ ‫ל %52 יותר יעילים). כך שהם יכולים לייצר‬ ‫טמפרטורות גבוהות יותר לחימום החלל.‬ ‫דוגמה למבנה אקולוגי:‬ ‫‪Bank of America Tower at One Bryant‬‬ ‫‪ – Park‬נמצא במחוז מידטאון במנהטן ניו יורק,‬ ‫ארה"ב. גובהו 663 מטרים. העלות מיליארד דולר‬ ‫והתכנון של האדריכלים קוק ופוקס. הבניין נחשב‬ ‫ליעיל ולידידותי ביותר מבחינה אקולוגית בעולם.‬
  19. 19. ‫השמש ביעילות המקסימלית. עבור כל פאנל סולרי‬‫פניה לכיוון הקוטב הדרומי נותן תפוקה מקסימלית.‬ ‫אם כיוון זה אינו אפשרי פאנלים סולרים יכולים‬‫ליצר אנרגיה הולמת אם הם מונחים בזוית של 03‬‫מעלות מהדרום. בכל אופן בקוי רוחב גבוהים יותר,‬ ‫תפוקה של אנרגית חורף תופחת בצורה‬ ‫משמעותית בכיוונים שאינם פונים לדרום. על מנת‬ ‫למקסם את היעילות בחורף הקולטן צריך להיות‬‫מופנה בזוית מעל קו הרוחב האופקי + 51 מעלות.‬ ‫על מנת למקסם יעילות בקיץ הזוית צריכה להיות‬ ‫קו הרוחב – 51 מעלות. בכל אופן ליצור מקסימלי‬ ‫שנתי, הזוית של הפאנלים מעל קו האופק צריך‬ ‫להיות שווה לקו הרוחב שלו.‬ ‫‪E‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪o‬‬ ‫בניינים משולבים פאנלים פוטוולטאים‬‫באופן כזה הפאנלים הפוטוולטאים מחליפים חומרי‬ ‫חיפוי אחרים למעטפת הבניין כמו גגות וחזיתות,‬ ‫הם משולבים לתוך הקונסטרוקציה של בניין חדש‬ ‫ופועלים כמקור חשמל נוסף, ניתן לשלב פאנלים‬ ‫פוטוולטאים גם לבניין קיים. היתרון בפאנלים‬ ‫פוטוולטאים משולבים בבנייה לעומת פאנלים‬ ‫שאינם משולבים הוא בכך שהעלות ההתקנה‬ ‫הראשונית היא נמוכה יותר בכך שאין הוצאות על‬ ‫יצירת אנרגית שמש מתחדשת‬ ‫חומרי הבנייה שהפאנלים הפוטוולטאים מחליפים‬ ‫אותם, דבר זה הופך אותם למבוקשים יותר‬ ‫פאנלים סולרים‬ ‫לבנייה.‬ ‫יחידות סולריות אקטיביות כמו פאנלים פוטוולטאים‬ ‫עוזרים לספק חשמל בר קיימא לכל שימוש. תפוקה‬ ‫האופנים בהם ניתן לשלב פאנלים פוטוולטאים‬ ‫חשמלית של פאנלים סולרים תלויים בכיוון, יעילות,‬ ‫בבנייה:‬ ‫קו הרוחב ובאקלים. הרווח הסולרי משתנה גם‬ ‫– סרט דק של תאים סולרים‬ ‫גגות שטוחים‬ ‫באותו קו הרוחב. יעילות אופיינית לפאנלים‬ ‫משולבים יחד עם ממברנה לקירוי גגות מפולימר‬ ‫%82.‬ ‫%4 עד ל‬ ‫פוטוולטאים מסחריים נע מ‬ ‫גמיש.‬ ‫היעילות הנמוכה של חלק מהפאנלים הפוטוולטאים‬‫גגות משופעים – מודולים בצורת רעפים שמשלבים‬ ‫יכולים להשפיע באופן משמעותי על תקופת‬ ‫תאים גמישים של סרט דק, מאריכים את חיי הגג‬ ‫התגמול החוזר של ההתקנה שלהם. יחס נכון של‬ ‫בכך שהם מגנים על הבידוד ומסננים קרניים‬ ‫עלויות צריך להיות בסביבות ה 03.4 דולר לוואט.‬ ‫אולטרא סגולות ומונעים חדירת מים בכך שמונעים‬ ‫גגות לרוב מוטים בזוית הפונה לשמש על מנת‬ ‫עיבוי.‬ ‫לאפשר לפאנלים פוטוולטאים לאסוף את קרני‬
  20. 20. ‫המוזאיקה בנוסף לשיקולי האקלים. העלות של‬ ‫חזיתות – ניתן להתקין חזיתות על בניינים קיימים‬ ‫5.5 מליון והפאנלים‬ ‫החיפוי הסולרי עומדת על‬ ‫ובכך לתת להם מראה חדש.‬ ‫החלו לספק חשמל לרשת הלאומית בנובמבר‬ ‫זיגוג – ניתן להשתמש במודולים חצי שקופים על‬ ‫5002.‬ ‫מנת להחליף אלמנטים אדריכליים עשויים זכוכית‬ ‫כגון חלונות וסקיילייט.‬ ‫‪ – Googleplex‬הקומפלקס הראשי של גוגל,‬ ‫ממוקם במחוז סנטה קלרה ליד סאן חוזה‬ ‫פאנלים פוטוולטאים שקופים‬‫בקליפורניה ארה"ב. הבניין של 830,74 מ"ר נבנה‬ ‫פאנלים סולרים שקופים משתמשים בשכבת‬‫‪ SGI‬הפרויקט החל‬ ‫תחילה עבור סיליקון גרפיקס‬ ‫תחמוצת דקה על פני שטח הפנים של לוחות‬ ‫בשנת 4991. אחד ממפתחות התכנון היה לשלב‬ ‫הזכוכית על מנת להוליך זרם אל מחוץ לתאים.‬ ‫0002 מקומות חניה תת קרקעיים ולשלב מאפייני‬ ‫התא מכיל תחמוצת טיטניום שמצופה בצבע‬ ‫מים בקומת הקרקע כגון בריכות רדודות, מזרקות,‬ ‫פוטואלקטרי. התאים הסולרים המקובלים‬‫7991.‬ ‫שבילים וכיכרות. הפרוייקט הושלם ב‬ ‫משתמשים באור הנראה לעין ותאורה אינפרא‬‫3002. ב‬ ‫המקום הוחכר על ידי גוגל בתחילת‬ ‫אדומה על מנת לייצר חשמל. לחילופין התאים‬ ‫6002 גוגל רכשה כמה מהמתקנים של סיליקון‬ ‫הסולרים החדשניים משתמשים גם בקרינה‬ ‫913 מיליון דולר.‬ ‫גרפיקס כולל גוגלפלקס עבור‬ ‫אולטרא סגולה. משתמשים בהם על מנת להחליף‬ ‫הבניינים בעלי גובה נמוך ומשתרעים על פני שטח‬ ‫חלונות זכוכית רגילים או שהם מותקנים על גבי‬ ‫נרחב של אדמה. המתקנים כוללים חדר כושר,‬ ‫הזכוכית. שטח ההתקנה יכול להיות גדול ומוביל‬ ‫חדר כביסה, שתי בריכות שחיה קטנות, חצר כדור‬ ‫לשימוש פוטנציאלי שמנצל את שילוב הפונקציות‬‫7002 הותקנו‬ ‫עף ו 81 קפיטריות שונות. מאז‬ ‫של יצירת חשמל, תאורה ובקרת טמפרטורה.‬ ‫באתר פאנלים סולרים שמחפים גגות של שמונה‬‫בניינים ושני חניונים ויכולים לייצר 6.1 מגה ואט של‬ ‫דוגמה למבנים שמשלבים פאנלים סולרים‬ ‫חשמל. בזמן ההתקנה היה זה המתקן הגדול‬ ‫בבנייה:‬ ‫ביותר בארה"ב בקרב תאגידים. הפאנלים סיפקו‬ ‫%03 מדרישת השיא.‬ ‫‪– Co-operative Insurance Tower - CIS‬‬ ‫811 מטרים, במנצסטר,‬ ‫הבניין השני בגובהו -‬ ‫2691, אדריכלים גורדון טייט‬ ‫אנגליה נבנה ב‬ ‫וגי.אס היי. לאחרונה עבר מתיחת פנים והוא חופה‬ ‫בפאנלים פוטוולטאים, פרוייקט הכוח הסולרי‬ ‫הגדול ביותר באנגליה נכון להיום שמייצר‬ ‫12 ‪kW‬‬ ‫000,081 ‪ kWh‬לשנה או בממוצע‬ ‫כשהצריכה הממוצעת לנפש באנגליה עומדת על‬ ‫‪ .kWh‬הבניין היה תחילה מחופה‬ ‫0005‬ ‫במוזאיקה בהשראת מגדל סגראם בניו יורק, אבל‬ ‫זיהום אויר ותיקונים רבים נתנו לו חזות אפורה‬ ‫במקום חזות כסופה, דבר זה הוביל את ההנהלה‬ ‫לחפות את הבניין בפאנלים סולרים במקום‬
  21. 21. ‫‪Error‬‬ ‫‪ – Pearl River Tower‬הינו גורד שחקים‬ ‫בטכנולוגיה נקיה. בצומת של כביש גינסוי/ שדרת‬ ‫צוגיאנג המערבית במחוז טיאן, גואנגצו, סין.‬ ‫האדריכלות וההנדסה של הבניין בוצעו על ידי‬ ‫סקידמור אווינג ומריל יחד עם גורדון גיל בראש‬ ‫הפרויקט שכעת עובד ממשרד משלו. תחילת‬ ‫הבנייה ב 6002 וסופה מתעתד להסתיים ב 1102.‬ ‫הוא נועד למשרדים ובחלקו יהיה שייך לאיגוד‬ ‫טורבינות רוח‬ ‫הטבק הלאומי הסיני.‬ ‫טורבינות קטנות מהמידה הרגילה (טורבינות‬ ‫אדריכלות ותיכנון – התכנון של פרל ריבר טאואר‬‫67 מטרים) קודמו‬ ‫רגילות הן בדרך כלל מעל ל‬ ‫נועד לקבוע סטנדרטים חדשים עבור גורדי שחקים‬‫בצורה מוגזמת ולא תמיד הן מספקות את התגמול‬ ‫– תכנון הרמוני של המבנה בביצוע כה גבוה עם‬ ‫המובטח, ביחוד עבור משקי בית צפון אמריקאים.‬ ‫סביבתו כך שהוא מחסיר אנרגיה מהכוחות‬‫השימוש בטורבינות קטנות ליצירת אנרגיה במבנים‬ ‫הטבעיים והפאסיבים שמקיפים את הבניין.‬ ‫ברי קיימא דורש התחשבות בגורמים רבים.‬ ‫קיימות – הבניין תוכנן מתוך מחשבה על שימור‬ ‫בהתחשב בעלות מערכות רוח קטנות בדרך כלל‬ ‫אנרגיה הכוללת טורבינות רוח, קולטי שמש, תאים‬ ‫יותר יקרות מטורבינות רוח גדולות ביחס לכמות‬ ‫פוטווולטאים, איוורור מפלסי ותיקרה מקרינה חום‬‫האנרגיה שהן מייצרות. עבור טורבינות רוח קטנות‬ ‫וקור. הוא יהיה אחד מהבניינים היותר ידידותיים‬‫עלויות התחזוקה יכולות להיות גורם מכריע במקום‬ ‫לסביבה בעולם כולו: בניין המשרדים המקרין קרור‬ ‫בו יכולות רוח שוליות. באתרי מעוטי רוחות‬ ‫הגדול בעולם, הבניין הגבוה בעולם היעיל ביותר‬ ‫תחזוקה יכולה לצרוך את רוב ההכנסה מטורבינת‬ ‫מבחינה אנרגטית, נועד להפחית את רמת פליטת‬ ‫רוח קטנה. טורבינת רוח מתחילה לפעול כאשר‬ ‫דו תחמוצת הפחמן ב %04 עד %54 בשנת 0202‬‫31 ק"מ‬ ‫8 מייל לשעה, (כמעט‬ ‫הרוח מגיעה ל‬ ‫בהשוואה לרמה בשנת 5002.‬ ‫לשעה) ומגיעה ליכולת ליכולת יצירת אנרגיה‬
  22. 22. ‫מתוכננים כבניינים סולרים פאסיביים וישתמשו‬ ‫במהירות של 73-23 מייל לשעה (בערך 65 ק"מ‬ ‫בטכנולוגיות סולריות אקטיביות, הקונסטרוקציה‬ ‫לשעה) ומפסיקה לפעול על מנת למנוע נזק‬ ‫תהיה כזו שתמנע מגשרים תרמיים וגם התאורה‬ ‫55 מייל לשעה (בערך‬ ‫במהירות העוברת את ה‬‫ט או‬ ‫תהיה חסכונית כמו שימוש בנורות פלורוסנ‬ ‫5.88 ק"מ לשעה). הפוטנציאל האנרגטי של‬ ‫לד.‬ ‫טורבינת רוח הוא פרופורציונלי לאורך בחזקת‬ ‫שתיים של הלהבים שלה ולמהירות בחזקת שלוש‬ ‫בניינים בעלי צריכת אנרגיה אפס ושל פלוס‬ ‫בה הלהבים מסתובבים. למרות שטורבינות רוח הן‬‫אנרגיה – ‪Zero energy and plus energy‬‬ ‫נגישות ויכולות להוסיף כוח לבניין יחיד, היעילות‬ ‫‪building‬‬ ‫של טורבינת רוח תלויה מאוד בתנאי הרוח באזור‬ ‫ישנם בניינים שלא צורכים אנרגיה כלל או‬ ‫הבניין, על כן טורבינת רוח צריכה להיות מותקנת‬ ‫שמייצרים אנרגיה עודפת. ניתן להגיע לכך משילוב‬ ‫באזור שידוע שהוא מקבל כמות קבועה של רוח‬ ‫של טכנולוגיות לשימור אנרגיה ובשימוש במקורות‬ ‫51 מייל לשעה ( 42‬ ‫עם ממוצע מהירות רוח של‬ ‫של אנרגיה מתחדשת. ישנם בניינים עם דרישות‬ ‫ק"מ לשעה). ניתן להתקין טורבינת רוח קטנה על‬ ‫מועטות מאוד לחימום ולכן דורשים רמות נמוכות‬ ‫גג, על כן הגג צריך להיות חזק. טורבינת רוח‬‫של אנרגיה מיובאת, בניינים שמגיעים כמעט לרמה‬ ‫%01 ל‬ ‫קטנה שמותקנת על גג יכולה לספק בין‬ ‫של בניינים עצמאיים.‬ ‫%52 מהחשמל הנדרש למשק בית ממוצע. הן‬ ‫2 עד 8 מטרים ומייצרות‬ ‫בדרך כלל בקוטר של‬‫‪Zero‬‬ ‫–‬ ‫בניינים בעלי צריכת אנרגיה אפס‬ ‫000,01 וואט.‬ ‫009 ל‬ ‫אנרגיה בשיעור שבין‬ ‫‪energy building‬‬ ‫בארה"ב טורבינת רוח למגורים עם תפוקה של -2‬‫מושג המתאר בניין עם צריכת אנרגיה אפס ופליטת‬ ‫000,21 ל 000,55‬ ‫01 ‪ KW‬עולה בדרך כלל בין‬ ‫פחמן שנתית אפס. בניין כזה יכול לתפקד באופן‬ ‫דולר (חישוב של 6 דולר לוואט) , וישנם תמריצים‬ ‫– ניתן לייצר‬ ‫עצמאי מרשת אספקת החשמל‬ ‫והנחות ב 91 מדינות שיכולים להפחית את עלות‬‫אנרגיה באתר עצמו בשילוב של טכנולוגיות ליצירת‬ ‫הרכישה לבעלי בתים עד ל %05.‬ ‫אנרגיה כמו סולרית או רוח ובמקביל להפחית את‬ ‫השימוש באנרגיה למיזוג, קירור וחימום ולתאורה.‬ ‫–– ‪Low‬‬ ‫בניין בעל צריכת אנרגיה נמוכה‬‫בניינים מסורתיים צורכים %04 מסך הכל הדלקים‬ ‫‪energy house‬‬ ‫הפוסילים בארה"ב ובאירופה. ניתן למדוד שימושי‬ ‫באירופה מושג זה מתייחס לבניין שמשתמש‬ ‫אנרגיה בדרכים שונות (ביחס לעלות או פליטת‬ ‫י, בטווח‬ ‫במחצית מהסטנדרט הגרמני והשוויצר‬‫הפחמן) ונלקחות בחשבון נקודות מבט שונות לגבי‬ ‫שנע בין ‪ 30kWh/m²a‬לבין ‪ .20kWh/m²a‬מתחת‬ ‫החשיבות היחסית של התוצר האנרגטי ושמירת‬ ‫‪Ultra-low‬‬ ‫לסטנדרט הזה משתמשים במושג‬ ‫האנרגיה על מנת להשיג איזון אנרגטי. לגישה של‬ ‫‪ . energy house‬באירופה ובארה"ב ישנם תקנים‬ ‫בניינים בעלי צריכת אנרגיה אפס יש פוטנציאל‬ ‫שונים המתייחסים לצריכת האנרגיה של הבניין‬ ‫להפחתת פליטת הפחמן ולעצמאות מדלקים‬ ‫לפיו נקבע הסטנדרט שנחשב לצריכה נמוכה. בניין‬ ‫פוסילים.‬ ‫כזה משתמש ברמת בידוד גבוהה מאוד, חלונות‬ ‫ישנן מספר הגדרות:‬ ‫בעלי יעילות אנרגטית, רמות נמוכות של חדירת‬ ‫– הכוונה שכמות‬ ‫צריכת אנרגיה אפס באתר‬ ‫אוויר ואוורור להשבת חום על מנת להפחית‬ ‫האנרגיה המסופקת לאתר באמצעות מקורות‬ ‫אנרגיה לחימום ולקרור. בניינים כאלו לרוב יהיו‬
  23. 23. ‫בניינים שהם עצמאיים ל׀

×