Sonnenenergie - Using Solar in Ihrem Haus Die vier Hauptanwendungen der Sonnenenergie in den Häusern sind Tagesbeleuchtung, passive Solarheizung, Solarheißwassersysteme und photo-voltaische Systeme. Tagesbeleuchtung und passive Solarheizung sind die kosteneffektivsten Gebräuche von Sonnenenergie in den Häusern. Tagesbeleuchtungsabschnitt und passiven Solarheizungsabschnitt sehen. Obgleich es am besten ist, diese Eigenschaften in neue Hauptentwürfe zu enthalten, sollten sie bei der Umgestaltung oder dem Hinzufügen auch betrachtet werden Ihrem Haus.
Solarheißwasser und photo-voltaische Systeme können hohe Anfangskosten haben, aber viele Haupteigentümer beschließen, sie anzubringen, weil sie zuverlässig sind, haben niedrige Umweltauswirkungen und können Unabhängigkeit von den Dienstprogrammen und von anderen Energieversorgern zur Verfügung stellen. Etwas Dienstprogramme bieten auch Rabatte oder Beihilfe an, um eigentümer automatisch anzusteuern, die diese Systeme auf ihre Dächer anbringen.  | | Tabelle 121 |
Solarspitzen * Alles south-facing Glas halten säubern.
* Überprüfen, ob Gegenstände nicht das Tageslicht blockieren, das auf Betonplattefußböden oder heat-absorbing Wänden glänzt.
* Erwägen, isolierende Vorhänge zu verwenden, um den übermäßigen Wärmeverlust von den großen fenster nachts zu verringern. Festsetzen des Klimas, um Solarentwurf zu verbessern Zusammenfassung: Dieser Abschnitt versieht Sie mit einem Überblick über wie und warum lokale Klimata im Entwurf der solar energy Systeme betrachtet werden. Tageslicht, Wettergeschehen und Mikroklimas (das Klima eines kleinen Bereichs) beeinflussen die Leistung der solar energy Systeme. Das direktere Tageslicht, das empfängt ein System, mehr die Elektrizität oder erhitzt es produziert. Demgegenüber verringert Wolken, Nebel, Frost, Regen und fallender Schnee die Menge von Energie, die von der Sonne vorgespannt werden kann. Wasser und Vegetation können eine solar energy Systemsarbeit besser oder schlechter bilden, abhängig von, wo sie lokalisiert werden. Solarentwerfer setzen Klima fest, um herauszufinden, wie man mit spezifischen Umweltbedingungen arbeitet, um die Leistung der solar energy Systeme zu erhöhen.
Entwerfen für Klima: Die Berücksichtigung der Eigenschaften des Tageslichtes an einer gegebenen Position kann Solarentwurf groß erhöhen. Die Menge des Tageslichtes oder die Solarstrahlung, einen spezifischen Aufstellungsort erreichend hängt von der Breite, von der Uhrzeit und von der Jahreszeit ab. Im Allgemeinen empfangen Positionen nahe der Äquator mehr Tageslicht während des Jahres als Plätze an den höheren Breiten. In den Vereinigten Staaten z.B. empfangen die südlichen Staaten Solarstrahlung als die Nordzustände.
Zwei Städte an der gleichen Breite können in die Menge des Tageslichtes schwanken, das sie während des Jahres empfangen. Eine Stadt, die häufig bewölkt ist, oder regnerisch weniger Tageslicht empfängt, als eins, wo die Sonne fast tägliches scheint. Wolken zerstreuen und saugen die Solarstrahlung auf und verursachen verbreitetes Tageslicht. Staub, Rauch, Blütenstaub und verschobene Wassertröpfchen in der Atmosphäre auch zerstreuen und saugen die Strahlen der Sonne auf.
Verbreitetes Tageslicht enthält weniger Energie als direktes Tageslicht, das ungehindert durch die Atmosphäre reist. An den bewölkten Tagen ist die meisten oder alle Solarstrahlung verbreitet.
An einem vollen Tag ist ungefähr 85 Prozent des Tageslichtes, welches die Masse schlägt, energiereiche, direkte Strahlung. Positionen, die klar genießen, sonnige Tage während des Jahres haben die besten Solarbetriebsmittel.
In den Vereinigten Staaten ist der Südwesten einer der besten Bereiche der Welt für Tageslicht. Diese Region empfängt fast zweimal so viel Tageslicht in einem Jahr wie andere Bereiche des Landes. Andere Teile der Welt mit Losen Tageslicht umfassen Wüste und hohe Ebenenregionen von Asien, von Afrika und von Lateinamerika.
Sie können eine allgemeine Idee über die Qualität des Tageslichtes in Ihrer Gemeinschaft von den Solarstrahlungsdiagrammen erhalten. Jedoch dass die Menge des Tageslichtes vorhanden für ein solar energy System von auch anderen Faktoren abhängt, wie dem Winkel des Sonnensystemkollektors bedenken in Bezug auf ankommendes Tageslicht.
Sich erinnern auch dass Tageslicht durch das Wetter, Mikroklimas wie ein nebeliger River Valley und nahe gelegene hohe Gebäude, Bäume oder Sträuche, Hügel und Zäune beeinflußt wird, die ankommendes Tageslicht blockieren. Sogar können Gebäudestrukturen wie Überhänge einen Sonnenkollektor (oder Blendenöffnung) schattieren. Guter Entwurf betrachtet alle diese Faktoren.
Solarstrahlungs-Grundlagen: Die Auswertung des Solarhilfsmittels für ein Sonderprojekt erfordert das Verständnis der Grundprinzipien der Solarstrahlung. Jede Position auf Masse empfängt Tageslicht, mindestens Teil des Jahres. Jedoch schwankt die Menge des Tageslichtes die Masse erreichend entsprechend geographischer Position, Uhrzeit und Jahreszeit.
Drei Faktoren sind für Schwankungen der Menge und der Qualität des Tageslichtes die Masse schlagend verantwortlich: (1) ist die Masse um, (2) rotiert die Masse um die Sonne in einer elliptischen Bahn, und (3) dreht sich die Masse auf einen gekippten Schwerpunkt.
Weil die Masse um ist, schlägt die Sonne die Oberfläche in den verschiedenen Winkeln, die von 0° reichen (gerade über dem Horizont) bis 90° (direkt obenliegend). Wenn die Strahlen der Sonne vertikal sind, erhält die Oberfläche der Masse die ganze Energie möglich. Den Strahlen der Sonne schräg gelegen sind, länger sie durch die Atmosphäre reisen und werden zerstreut und diffundieren. Weil die Masse um ist, erhalten die kalten Polargebiete nie eine hohe Sonne. Wegen gekippten Rotationsachse, erhalten diese Bereiche keine Sonne an ganz während des Teils des Jahres.
Weil die Masse um die Sonne in einer elliptischen Bahn rotiert, ist sie die Sonne während des Teils des Jahres näher. Wenn die Sonne die Masse näher ist, empfängt die Oberfläche der Masse ein wenig mehr Sonnenenergie. Die Masse ist die Sonne näher, wenn es Sommer in der südlichen Hemisphäre und im Winter in der Nordhalbkugel ist. Jedoch moderiert das Vorhandensein von beträchtlichen Ozeanen die heißeren Sommer und kältere Winter man würden erwarten, in die südliche Hemisphäre resultierend aus diesem Unterschied zu sehen.
Die Neigung 23.5° in der Masse Rotationsachse ist ein bedeutenderer Faktor, wenn sie die Menge des Tageslichtes die Masse an einer bestimmten Position schlagend feststellt. Das Kippen ergibt längere Tage in der Nordhalbkugel aus dem (frühlingshaften) Äquinoktikum des Frühlinges zum (herbstlichen) Äquinoktikum des Falles und längere Tage in der südlichen Hemisphäre während der anderen 6 Monate. Tage und Nächte sind beide genau 12 Stunden lang auf den Äquinoktiken, denen auf oder um 23. März und 22. September jedes Jahr auftreten.
Länder mögen die Vereinigten Staaten, die in den mittleren Breiten liegen, empfangen mehr Sonnenenergie am Sommer, nicht nur weil Tage länger sind, aber auch, weil die Sonne fast obenliegend ist. Die Strahlen der Sonne werden weit mehr während der kürzeren Tage der Wintermonate schräg gelegen. Das Resultat ist ein grosser Unterschied bezüglich der Menge des direkten Tageslichtes vorhanden für ein solar energy System. Städte wie Denver (nahe 40° N Breite) empfangen fast dreimal mehr Sonnenenergie als sie im Juni im Dezember tun. Das ist, warum Winter soviel kälter als Sommer ist.
Die Umdrehung der Masse ist für stündliche Veränderungen im Sonnenlicht verantwortlich. Im frühen Morgen und im späten Nachmittag ist die Sonne im Himmel niedrig. Seine Strahlen reisen weiter durch die Atmosphäre als am Mittag, wenn die Sonne an seinem Höhepunkt ist. An einem vollen Tag erreicht die größte Menge von Sonnenenergie einen Kollektor um Solarmittag.
Die Menge des Tageslichtes zu berechnen vorhanden für ein solar energy System ist kompliziert und schwierig. Atmosphärische Zustände, die ändernde Position der Sonne und lokales Gelände wechselwirkend die Solarbetriebsmittel und Platz zu gegebener Zeit moderieren. Solaringenieure bauen auf historische Daten über Wetter, Klima und Luftverschmutzung, um ein solar energy System für einen spezifischen Aufstellungsort zu entwerfen. Sie müssen die Position der Sonne während des Jahres betrachten. Sie müssen zu Gebrauch erschienenen Informationen über Solarstrahlung mach's gut, die auf die gekippten zutrifft, south-facing Kollektoren. Und sie müssen verstehen, nicht nur wie SaisonWettergeschehen Tageslicht beeinflußt, aber auch, wie sie solar energy Systemsanforderungen beeinflussen.
Ob Tageslicht direkt oder verbreitet ist, können solar energy Systemsleistung erheblich beeinflussen. Solarstromsysteme erfordern direktes Tageslicht. Kollektoren für Solarheizsysteme, einschließlich passive Solargebäude, nehmen verweisen und zerstreuen Solarstrahlung gefangen. In etwas Bereichen nehmen solar energy Systeme die bedeutenden Mengen Tageslicht reflektiert von den nahe gelegenen weißen Oberflächen wie Schnee, hellfarbigem Sand oder Salzebenen gefangen. Solarentwerfer müssen solche Oberflächenreflexionseffekte erklären, in denen sie existieren.
Wissenschaftler messen die Menge des Tageslichtes fallend auf spezifische Positionen zu den verschiedenen Zeiten des Jahres, und schätzen dann die Menge des Tageslichtes fallend auf Regionen an der gleichen Breite mit ähnlichen Klimata. Maße der Sonnenenergie werden gewöhnlich als Gesamtstrahlung auf einer horizontalen Oberfläche ausgedrückt. Strahlungsdaten für photo-voltaische (PV) Systeme, die Elektrizität produzieren, werden häufig als Kilowattstunden pro Quadratmeter (kWh/m2) dargestellt. Direkte Schätzungen der Sonnenenergie können als Watt pro Quadratmeter (W/m2) auch ausgedrückt werden. Strahlungsdaten für die aktiven und passiven solar energy Systeme, die Hitze produzieren, werden normalerweise in den britischen thermischen Maßeinheiten pro Quadratfuß (Btu/ft2) dargestellt. Die folgende Gleichung erlaubt Ihnen, von einem System Maß in das andere umzuwandeln: 317 Btu/ft2 = 1 kWh/m2.
Sie können Basisdaten über das Solarhilfsmittel der Nation vom nationalen Energieen-Labor in Goldenem, in Kolorado oder im nationalen klimatischen Rechenzentrum in Asheville, Nord-Carolina einholen. Das nationale Energieen-Labor liefert auch Solarstrahlungs-Hilfsmitteldiagramme der Vereinigten Staaten. Die Diagramme sind für die horizontalen und gekippten Oberflächen für jeden Monat des Jahres vorhanden. („Betriebsmittel“ an der DAMHIRSCHKUH-Web site für mehr Info auf, wie man sehen Diagramme. erreicht)
Systems-Anforderungen und Klima: Das Festsetzen des Klimas kann Ihnen besser, helfen Systemsanforderungen für Solarheizung und Solarstromsysteme zu definieren. SaisonWettergeschehen beeinflußt Heizung und abkühlende Anforderungen sowie das Solarhilfsmittel. Im Winter wird der Wärmeverlust durch das im Freien beeinflußt, oder das umgebend, Temperatur. Er draußen das kälter ist, schneller ein Sonnenkollektor die Hitze verliert und wird weniger leistungsfähig. Niedrige Temperaturen erhöhen auch den Wärmeverlust von den Gebäuden. Das niedriger die im Freientemperaturen des täglichen Durchschnittes, sind die Heizungsanforderungen das grösser.
Winterheizungsanforderungen erhöhen normalerweise, sich wenn es weniger vorhandene Sonnenenergie gibt. Aus diesem Grund entwerfen Ingenieure häufig Solarheizsysteme, um die maximale Menge von Energie von der Wintersonne gefangenzunehmen. Dann können sie die Grundregeln des klimatischen Entwurfs anwenden, um das System vom Produzieren zu vieler Hitze im Sommer zu halten. Z.B. kann ein Dachüberhang entworfen werden, um south-facing fenster am Sommer zu schattieren.
Leute verwenden mehr Elektrizität im Winter, als Tage kürzer sind. Solarstromsysteme produzieren mehr Elektrizität am Sommer, als Tage länger sind und es mehr direktes Tageslicht gibt. Ausführliche Information über Ihr Klima kann Ihnen helfen, herauszufinden, ob ein Solarstromsystem sinnvoll für Sie ist. Wenn Sie in den südwestlichen Vereinigten Staaten z.B. wohnen kann die Antwort gut ja sein „.“ Diese Region genießt eine bedeutende Menge direktes Tageslicht während des ganzen Jahres, und seine Winterzeitheizungsanforderungen sind gemäßigt.
Ihre Antwort kann auch „ja“ sein, wenn Sie Elektrizität für eine Sommerkabine in Montana wünschen, das Meilen von der nächsten Stromleitung ist. Indem Sie sorgfältig Ihre Reihe Solar Zellen (PV) in Position bringen, sollten Sie in der Lage sein, genug gefangenzunehmen direktes Tageslicht, um Ihre Lichter und einen kleinen Kühlraum laufen zu lassen.
Eine ausführliche Diskussion über Solarhilfsmittel, Heizung und Elektrischsystem Anforderungen ist über dem Bereich dieses Buches hinaus. Diese Anforderungen schwanken in den Vereinigten Staaten und sind zu einem bestimmten Projekt spezifisch. Ausgezeichnete Software für die Bestimmung der solar energy Systemskapazitätsanforderungen ist auf dem Internet vorhanden.
Mikroklimas: Das Mikroklima einer Baustelle kann ein Solarprojekt bilden oder brechen. Die Schatten, die durch nahe gelegene Gebäude, Bäume oder Hügel geworfen werden, sind wichtige Betrachtungen in dem Orientieren eines Sonnenkollektors oder ein passives Solargebäude entwerfend. So sind auch lokale Bedingungen, die einen Aufstellungsort vorbereiten, um einzunebeln oder eine ungewöhnliche Menge Schnee.
Zum Beispiel können tief liegend Bereiche nahe Flüssen und Seen einen Nebel des frühen Morgens haben, der vor Mittag aufbraucht. In solch einer Position konnte ein Solarentwerfer einen Kollektor orientieren wünschen, um den freien Nachmittagshimmel zu nutzen. Ähnlich kann lokales Wettergeschehen die häufigen und größeren Schneefälle in bestimmten Bereichen, in zunehmenheizungsanforderungen und in der Verringerung der Menge von Sonnenenergie ergeben vorhanden in den Wintermonaten. Der Solarentwerfer, der in solchen Betrachtungen verwaltet, erntet Dividenden in verbesserter Systemsleistung ausgedrückt.
Winde können beeinflussen, wie ein Sonnensystem durchführt. Zu analysieren, in ist wichtig ob nahe gelegene Hügel, Bäume und Gebäude Winde oder weg von einem bestimmten Aufstellungsort konzentrieren. Im Winter können kalte Winde den Wärmeverlust von einem Gebäude beschleunigen und Solarheizungsanforderungen erhöhen. Am Sommer können kühle Brisen helfen, Hitze von einem gut entworfenen Gebäude zu zerstreuen, sie bequemer bilden und abkühlende Anforderungen verringern.
Using Klima bezieht Einschätzungen im Entwurf mehr als mit ein, ein Gebäude oder ein Sonnensystem innerhalb des Zusammenhangs einer spezifischen Umwelt verursachend. Solaringenieure können Landschaftsentwurf und Gebäudestrukturen selbst, um Sonnensystemleistung zu erhöhen oder Gebäudewärmer im Winter und Kühlvorrichtung zu halten im Sommer benutzen. Zum Beispiel können Überhänge und Dachgesimse fenster schattieren, wenn Solarheizung nicht gewünscht wird. Landschaftsentwerfer können Laubbäume und Sträuche strategisch draußen setzen, um zu helfen, Gebäudekühlvorrichtung zu halten und bequemer während der wärmeren Monate. Die Höfe, die mit Bäumen, blühenden Reben, Sträuchen und einem großen Brunnen gefüllt werden, können eine kühle Oase sogar im heißesten Wüstenklima herstellen. | Tabelle 122 | 
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Entwurfs-Unterstützung: Klimata können eine wichtige Rolle bei vier Stadien spielen im solar energy Systemsentwurfsprozeß: 1) die Auswertung des Solarhilfsmittels, 2) die Definition der Systemsanforderungen, einschließlich die Auswirkung der Klima-in Verbindung stehenden Faktoren auf Systemsentwurf, 3) die Analyse der bestehenden Aufstellungsort-spezifischen Mikroklimas und 4) der Entwurf der Systeme, der Gebäude und der Landschaften, Leistung zu maximieren.
Bis vor kurzem mussten Solarentwerfer eine Reihe komplizierte Berechnungen durchführen, um die Größe des Solarhilfsmittels festzustellen, die heraus erhitzenund abkühlenden Anforderungen in den verschiedenen Teilen des Landes zu den verschiedenen Zeiten des Jahres darzustellen, und die optimale Größe und die Lagebestimmung einer Solarheizung oder des Stromsystems zu entscheiden. Sobald diese Informationen eingeholt wurden, integrierten Entwerfer dann sie in Pläne für ein neues System oder ein Gebäude und in die Landschaft, die es umgibt.
Heute wird der Entwurfsprozeß einfacher wegen der Zahl den Betriebsmitteln gebildet, die auf dem Internet oder auf CD-ROM vorhanden sind. Internet Informationsquellen bieten etwas für jeder, vom laienhaften Haupterbauer dem erfahrenen Solarentwerfer an. Einige Programme können Sie mit einer ausführlichen Analyse Ihres lokalen Solarhilfsmittels zusammen mit Informationen auf langfristigem Wettergeschehen versehen. Alles, das Sie tun müssen, ist, Ihre genaue Position auszufüllen (Breite und Länge).
Andere Betriebsmittel für Klima und Entwurf auf dem Internet umfassen:
* Lernen der Werkzeuge, damit Neulinge Entwurf grünen
* Grüne Entwurfschecklisten
* Strategien für das Finden der besten Positionen für neue solar energy Systeme
* Strategien für die Verringerung der Zeit und der Kosten von Durchführbarkeitsstudien
* Eine bedienungsfreundliche Methode für die Schätzung der Leistung der PV-Systeme schloß an das US-Energienrasterfeld an
* Ein Programm, das die Position der Sonne im Himmel berechnet: irgendein Platz, irgendein Tag und jederzeit.
* Laufende Bemühungen in den Ländern um die Welt, neue Entwurfsunterstützungsbetriebsmittel zu entwickeln und weiter zu entwickeln fahren fort, den Gebrauch von Klimaeinschätzung im Entwurf und andere Verbesserungen zum solar energy Systemsentwurf zu stützen. |
