Energia solare - Using solare nella vostra casa Le quattro applicazioni principali di energia solare nelle case sono daylighting, riscaldamento solare passivo, sistemi a acqua caldi solari e sistemi fotovoltaici. Il Daylighting ed il riscaldamento solare passivo sono gli usi più redditizi di energia solare nelle case. Vedere la sezione di Daylighting e la sezione passiva del riscaldamento solare. Anche se è meglio da comprendere queste caratteristiche nei nuovi disegni domestici, dovrebbero anche essere considerate quando ritocca o aggiungendo alla vostra casa.
L'acqua calda solare ed i sistemi fotovoltaici possono avere alti costi iniziali, ma molti proprietari domestici scelgono di installarli perché sono certi, hanno impatto ambientale basso e possono fornire l'indipendenza dai programmi di utilità e da altri fornitori di energia. Alcuni programmi di utilità inoltre stanno offrendo gli abbuoni o le sovvenzioni per dirigersi i proprietari che installano questi sistemi sui loro tetti.  | | Figura 121 |
Punte solari * Mantenere tutto il di vetro orientato a Sud puliscono.
* Assicurar che gli oggetti non ostruiscano la luce solare che lucida sui pavimenti della lastra di cemento armato o sulle pareti heat-absorbing.
* Studiare la possibilità di per mezzo delle tende d'isolamento per diminuire la perdita di eccessivo calore dalle grandi finestre alla notte. Valutazione del clima per migliorare disegno solare Sommario: Questa sezione gli fornirà una descrizione di come e di perché i climi locali sono considerati nel disegno dei sistemi a energia solare. La luce solare, i modelli di tempo ed i microclimi (il clima di piccola zona) pregiudicano la prestazione dei sistemi a energia solare. La luce solare che più diretta un sistema riceve, più l'elettricità o lo riscaldano produce. In opposizione, le nubi, la nebbia, il gelo, la pioggia e la neve di caduta diminuiscono la quantità di energia che può essere sfruttata dal sole. L'acqua e la vegetazione possono rendere un lavoro a energia solare del sistema migliore o più difettoso, secondo dove sono individuate. I progettisti solari valutano il clima per calcolare fuori come lavorare con le condizioni ambientali specifiche per aumentare la prestazione dei sistemi a energia solare.
Progettando per il clima: Considerare le caratteristiche di luce solare ad una posizione data può notevolmente aumentare il disegno solare. La quantità di luce solare, o la radiazione solare, raggiungente un luogo specifico dipende dalla latitudine, dall'ora e dall'epoca dell'anno. In linea generale, le posizioni più vicino l'Equatore ricevono più luce solare durante l'anno che i posti alle più alte latitudini. Negli Stati Uniti, per esempio, gli stati meridionali ricevono la radiazione più solare che le condizioni nordiche.
Due città alla stessa latitudine possono variare nella quantità di luce solare che ricevono durante l'anno. Una città che è spesso nuvolosa o piovoso riceverà meno luce solare che una dove il sole lucida quasi giornaliere. Le nubi spargono ed assorbono la radiazione solare, generante la luce solare diffusa. La polvere, il fumo, il polline e le goccioline di acqua sospese nell'atmosfera inoltre spargono ed assorbono i raggi del sole.
La luce solare diffusa contiene meno energia che la luce solare diretta, che viaggia senza impedimenti attraverso l'atmosfera. I giorni nuvolosi, la maggior parte o tutta la radiazione solare è diffusa.
Un giorno libero, circa 85 per cento della luce solare che colpisce la terra sono radiazione ad alta energia e diretta. Le posizioni che godono di chiaramente, i giorni pieni di sole durante l'anno dispongono di migliori mezzi solari.
Negli Stati Uniti, il sud-ovest è una di migliori zone del mondo per luce solare. Questa regione riceve quasi il doppio luce solare durante un anno quanto altre zone del paese. Altre parti del mondo con i lotti di luce solare comprendono il deserto e le alte regioni delle pianure di Asia, di Africa e di America Latina.
Potete ottenere un'idea generale circa la qualità di luce solare nella vostra comunità dai programmi di radiazione solare. Considerare, tuttavia, che la quantità di luce solare disponibile per un sistema a energia solare inoltre dipende da altri fattori, quale l'angolo del collettore del sistema solare riguardo a luce solare ricevuta.
Ricordar, anche, che la luce solare è influenzata dal tempo, microclimi quale un River Valley nebbioso e edifici alti, alberi o arbusti, colline e recinti vicini che ostruiscono la luce solare ricevuta. Anche le strutture di bene immobile quali le sporgenze possono proteggere un collettore solare (o apertura). Il buon disegno considera tutti questi fattori.
Principi fondamentali di radiazione solare: La valutazione della risorsa solare per un progetto specifico richiede la comprensione dei principi di base di radiazione solare. Ogni posizione su terra riceve la luce solare, almeno parte dell'anno. Tuttavia, la quantità di luce solare che raggiunge la terra varia secondo posizione geografica, l'ora e la stagione.
Tre fattori sono responsabili delle variazioni nella quantità e nella qualità di luce solare che colpiscono la terra: (1) la terra è in tondo, (2) la terra gira intorno al sole in un'orbita ellittica e (3) la terra gira su un asse inclinato.
Poiché la terra è in tondo, il sole colpisce la superficie agli angoli differenti che variano da 0° (appena sopra l'orizzonte) a 90° (direttamente lassù). Quando i raggi del sole sono verticali, la superficie della terra ottiene tutta l'energia possibile. Fatti pendere i raggi del sole sono, più lungamente attraversano through l'atmosfera, essendo sparsi e si diffondono. Poiché la terra è in tondo, le regioni polari frigide non ottengono mai un alto sole. A causa dell'asse di rotazione inclinato, queste zone non ottengono sole affatto durante la parte dell'anno.
Poiché la terra gira intorno al sole in un'orbita ellittica, è più vicina il sole durante la parte dell'anno. Quando il sole è più vicino la terra, la superficie della terra riceve un poco più energia solare. La terra è più vicina il sole quando è l'estate in emisfero del sud ed inverno nell'emisfero nord. Tuttavia, la presenza di oceani ampi modera le estati più calde e gli inverni più freddi uno penserebbero vedere nell'emisfero del sud come conseguenza di questa differenza.
L'inclinazione 23.5° nell'asse della terra di rotazione è un fattore più significativo nella determinazione della quantità di luce solare che colpisce la terra ad una posizione particolare. La inclinazione provoca i giorni più lunghi nell'emisfero nord a partire dall'equinozio (primaverile) della molla all'equinozio (d'autunno) di caduta ed i giorni più lunghi nell'emisfero del sud durante gli altri 6 mesi. I giorni e le notti sono entrambe le esattamente 12 ore di lunghezza sugli equinozi, où presentar ogni anno o intorno al 23 marzo ed al 22 settembre.
I paesi gradicono gli Stati Uniti, che si trovano nelle latitudini centrali, ricevono più energia solare in estate non solo perché i giorni sono più lunghi, ma anche perché il sole è quasi ambientale. I raggi del sole molto di più sono fatti pendere durante i più brevi giorni dei periodi invernali. Il risultato è una grande differenza nella quantità di luce solare diretta disponibile per un sistema a energia solare. Le città come Denver (vicino alla latitudine di 40° N) ricevono loro quasi tre volte che più energia solare in giugno fare loro in dicembre. Ecco perchè l'inverno è così tanto più freddo dell'estate.
La rotazione della terra è responsabile delle variazioni orare al sole. Nel primo mattino e nella sera, il sole è basso nel cielo. I relativi raggi attraversano più ulteriormente through l'atmosfera che a mezzogiorno quando il sole è al relativo più alto punto. Un giorno libero, la più grande quantità di energia solare raggiunge un collettore intorno a mezzogiorno solare.
La calcolazione della quantità di luce solare disponibile per un sistema a energia solare è complessa e provocatoria. Stati atmosferici, la posizione cambiante del sole e terreno locale interattivo moderare in un dato momento le risorse solari e posto. Gli assistenti tecnici solari contano sui dati storici circa tempo, il clima e l'inquinamento atmosferico per progettare un sistema a energia solare per un luogo specifico. Devono considerare la posizione del sole durante l'anno. Devono ciao ad informazioni pubblicate uso su radiazione solare che si applica ai collettori inclinati e orientati a Sud. E devono capire non solo come i modelli di tempo stagionali pregiudicano la luce solare, ma anche come pregiudicano i requisiti di sistema a energia solare.
Se la luce solare è diretta o diffusa può pregiudicare significativamente la prestazione di sistema a energia solare. I sistemi elettrico-solari richiedono la luce solare diretta. I collettori per i sistemi del riscaldamento solare, compreso i beni immobili solari passivi, bloccano sia dirigono che diffondono la radiazione solare. In alcune zone, i sistemi a energia solare bloccheranno le quantità significative di luce solare riflesse dalle superfici bianche vicine quali neve, la sabbia di colore chiaro, o gli appartamenti del sale. I progettisti solari devono rappresentare tali effetti di superficie di riflessione dove esistono.
Gli scienziati misurano la quantità di luce solare che cade sulle posizioni specifiche ai tempi differenti dell'anno ed allora valutano la quantità di luce solare che cade sulle regioni alla stessa latitudine con i simili climi. Le misure di energia solare sono espresse tipicamente come radiazione totale su una superficie orizzontale. I dati di radiazione per i sistemi (PV) fotovoltaici, che producono l'elettricità, sono rappresentati spesso come chilowattore per metro quadro (kWh/m2). I preventivi diretti di energia solare possono anche essere espressi come watt per metro quadro (W/m2). I dati di radiazione per i sistemi a energia solare attivi e passivi, che producono il calore, sono rappresentati solitamente nelle unità termiche britanniche per piede quadrato (BTU/pi2). La seguente equazione permette che convertiate da un sistema della misura in altro: 317 BTU/pi2 = 1 kWh/m2.
Potete ottenere le informazioni di base sulla risorsa solare della nazione dal laboratorio nazionale di energia rinnovabile in dorato, in Colorado, o nel centro dati climatico nazionale a Asheville, North Carolina. Il laboratorio nazionale di energia rinnovabile inoltre fornisce i programmi delle risorse di radiazione solare degli Stati Uniti. I programmi sono disponibili per sia le superfici orizzontali che inclinate per ogni mese dell'anno. (Vedere “le risorse„ al Web site della DAINA per più Info su come ottenere i programmi.)
Requisiti e clima di sistema: La valutazione del clima può aiutarla più meglio a definire i requisiti di sistema del riscaldamento solare e dei sistemi elettrico-solari. I modelli di tempo stagionali pregiudicano il riscaldamento ed il fabbisogno di raffreddamento così come la risorsa solare. In inverno, la perdita di calore è influenzata dall'esterno, o ambientale, la temperatura. Più fredda è all'esterno, più velocemente un collettore solare perderà il calore, diventante meno efficiente. Le temperature insufficienti inoltre aumentano la perdita di calore dai beni immobili. Più basse temperature esterne di media quotidiana, maggiori i requisiti di riscaldamento saranno.
I requisiti di riscaldamento di inverno aumentano solitamente quando ci è meno energia solare disponibile. Per l$questo l$motivo, gli assistenti tecnici progettano spesso i sistemi del riscaldamento solare per bloccare la quantità massima di energia proveniente dal sole di inverno. Allora possono applicare i principi di progettazione climatica per mantenere il sistema dalla produzione del troppo calore in estate. Per esempio, una sporgenza del tetto può essere destinata per proteggere le finestre orientate a Sud in estate.
La gente utilizza la più elettricità nell'inverno in cui i giorni sono più brevi. I sistemi elettrico-solari producono la più elettricità in estate in cui i giorni sono più lungamente e ci sono più luce solare diretta. Le informazioni dettagliate circa il vostro clima possono aiutarle a calcolare fuori se un sistema elettrico-solare gli ha significato per. Se vivete negli Stati Uniti del sud-ovest, per esempio, la risposta può bene essere “sì.„ Questa regione gode di una quantità significativa di luce solare diretta annuale ed i relativi requisiti di riscaldamento di orario invernale sono moderati.
La vostra risposta può anche essere “sì„ se volete l'elettricità per una baracca di estate nel Montana che è miglia dalla linea elettrica più vicina. Con attenzione posizionando il vostro allineamento delle cellule solari (PV), dovreste potere bloccare abbastanza luce solare diretta per fare funzionare le vostre luci e un piccolo frigorifero.
Una discussione dettagliata sulla risorsa, sul riscaldamento e sui requisiti solari del elettrico-sistema è oltre la portata di questo libro. Questi requisiti variano durante gli Stati Uniti e sono specifici ad un progetto particolare. Il software eccellente per la determinazione dei requisiti a energia solare di capienza di sistema è disponibile sul Internet.
Microclimi: Il microclima di un cantiere può fare o rompere un progetto solare. Le ombre fuse dai beni immobili, dagli alberi, o dalle colline vicini sono considerazioni importanti nell'orientazione del collettore solare o nella progettazione del bene immobile solare passivo. Così, anche, sono le circostanze locali che predispongono un luogo per annebbiare o una quantità insolita di neve.
Per esempio, le zone basse vicino ai fiumi ed ai laghi possono avere una nebbia di primo mattino che si dissipa prima di mezzogiorno. In una tal posizione, un progettista solare potrebbe volere orientare un collettore per approfittare del cielo libero di pomeriggio. Similmente, i modelli di tempo locali possono provocare le frequenti e più grandi precipitazioni nevose in determinate zone, nei requisiti di riscaldamento aumentanti e nella diminuzione della quantità di energia solare disponibile in periodi invernali. Il progettista solare che scompone in tali considerazioni raccoglierà i dividendi in termini di prestazione di sistema migliore.
I venti possono pregiudicare come un sistema solare effettua. È importante da analizzare in se le colline, gli alberi ed i beni immobili vicini versano i venti con un imbuto o a partire da un luogo particolare. In inverno, i venti freddi possono accelerare la perdita di calore da un bene immobile, aumentante i requisiti del riscaldamento solare. In estate, le brezze fredde possono contribuire a disperdere il calore da un bene immobile ben progettato, rendente lo più comodo e diminuente il fabbisogno di raffreddamento.
Using il clima le valutazioni nel disegno coinvolge più del generando un bene immobile o un sistema solare all'interno del contesto di un ambiente specifico. Gli assistenti tecnici solari possono utilizzare l'architettura del pæsaggio e le strutture di bene immobile essi stessi per aumentare la prestazione di sistema solare o per mantenere lo scaldino dei beni immobili in inverno ed il dispositivo di raffreddamento nell'estate. Per esempio, le sporgenze ed i eaves possono proteggere le finestre quando il riscaldamento solare non è voluto. I progettisti di paesaggio possono collocare strategico gli alberi a foglie caduche e gli arbusti all'esterno per contribuire a mantenere il dispositivo di raffreddamento dei beni immobili e più comodo durante i mesi più caldi. I cortili riempiti di alberi, di viti flowering, di arbusti e di grande fontana possono generare un'oasi fredda anche nel clima del deserto più caldo. | Figura 122 | 
|
Assistenza di disegno: I climi possono svolgere un ruolo importante in quattro fasi nel processo a energia solare di progettazione di sistema: 1) la valutazione della risorsa solare, 2) definizione dei requisiti di sistema, compreso l'effetto dei fattori clima-relativi sulla progettazione di sistema, 3) analisi dei microclimi luogo-specifici esistenti e 4) il disegno dei sistemi, dei beni immobili e dei paesaggi elevare prestazione.
Fino a poco tempo fa, i progettisti solari hanno dovuto effettuare una serie di calcoli complessi per determinare il formato della risorsa solare, per calcolare il fabbisogno di raffreddamento fuori di riscaldamento e nelle parti differenti del paese ai tempi differenti dell'anno e per decidere il formato e l'orientamento ottimali di un riscaldamento solare o di un sistema elettrico. Una volta che questi informazioni fossero ottenute, i progettisti quindi le hanno integrate nelle pianificazioni per un nuovo sistema o bene immobile e nel paesaggio che lo circonda.
Oggi, il processo di disegno è reso più facile a causa del numero delle risorse disponibili sul Internet o sul CD-ROM. Le risorse di Internet offrono qualcosa per tutto, dal costruttore domestico dilettante al progettista solare con esperienza. Parecchi programmi possono fornirgli un'analisi dettagliata della vostra risorsa solare locale con informazioni sui modelli di tempo a lungo termine. Tutto che dobbiate fare è di riempire la vostra posizione esatta (latitudine e longitudine).
Altre risorse per il clima ed il disegno sul Internet includono:
* Apprendimento degli attrezzi affinchè nuovi venuti si inverdicano disegno
* Liste di controllo verdi di disegno
* Strategie per l'individuazione delle posizioni migliori per i nuovi sistemi a energia solare
* Strategie per la diminuzione il periodo e del costo degli studi di pre-feasibility
* Un metodo di facile impiego per la valutazione della prestazione dei sistemi di PV si è collegato alla griglia di potere degli Stati Uniti
* Un programma che calcola la posizione del sole nel cielo: qualsiasi posto, qualsiasi giorno ed in qualunque momento.
* Gli sforzi continui in paesi intorno al mondo per sviluppare e raffinare le nuove risorse di assistenza di disegno continueranno a sostenere l'uso della valutazione di clima nel disegno ed altri miglioramenti alla progettazione di sistema a energia solare. |
