Przegląd wybranych koncepcji konstrukcji energoaktywnych
Artykuł stanowi przegląd wybranych koncepcji konstrukcji energoaktywnych, przystosowanych do czynnego pozyskiwania, transportu i akumulacji energii cieplnej z promieniowania słonecznego. Z uwagi na efekt cieplarniany, a także kończące się złoża energii nieodnawialnej oraz związany z tym wzrost cen energii elektrycznej temat konstrukcji energoaktywnych jest ważny i stanowi podstawę nowoczesnego i świadomego budownictwa.
Istotą obiektów o konstrukcji energoaktywnej jest kształtowanie ich w taki sposób, aby przy maksymalnie ograniczonej liczbie dodatkowych instalacji czynnie pozyskiwały energię cieplną.
Idea konstrukcji energoaktywnych polega na takim kształtowaniu obiektu, aby przy maksymalnie ograniczonej liczbie dodatkowych instalacji stworzyć konstrukcję przystosowaną do czynnego pozyskiwania, transportu i akumulacji energii cieplnej (EC) z promieniowania słonecznego. Dostęp promieniowania słonecznego padającego na absorbery determinują głównie szerokość geograficzna oraz pogoda. Dla Polski całkowite roczne napromieniowanie na płaszczyznę poziomą waha się od 950 do 1250 kWh/m2. Z kolei średnie roczne nasłonecznienie wynosi około 1600 godzin [1-3], co stanowi niespełna 18,3% w skali roku. Występuje także znaczne zróżnicowanie nasłonecznienia w zależności od pory roku.
Ponieważ dostępność energii słonecznej w miesiącach zimowych jest znacznie mniejsza, istnieje uzasadniona konieczność magazynowania ciepła pozyskanego w sezonie letnim. Pomimo zmiennych warunków heliograficznych, choć takich samych dla wszystkich państw europejskich położonych na tej samej szerokości geograficznej co Polska, możliwa jest budowa energetycznie samowystarczalnych budynków, w których EC pozyskiwana jest z promieniowania słonecznego.
Podstawowe założenia koncepcji konstrukcji energoaktywnych
Konstrukcja energoaktywna, poza funkcjami pełnionymi przez tradycyjne konstrukcje obiektów, jednocześnie ma być absorberem EC. Zatem obudowa musi spełniać określone wymagania pozwalające na pełnienie tej dodatkowej funkcji. Na rys. 1 przedstawiono schemat energoaktywnej obudowy, na którą składają się: przegroda przezroczysta (1), przegroda absorpcyjna (2) oraz konstrukcja nośna obiektu (4).
Przegrodę przezroczystą można wykonać opcjonalnie z tworzyw sztucznych lub ze szkła. Najbardziej istotnymi parametrami, jakie należy uwzględnić przy wyborze pokrycia, są przepuszczalność światła oraz izolacyjność cieplna. Przezroczysta przegroda ze szkła umożliwia wykorzystanie „efektu szklarniowego” polegającego na tym, że szkło pozwala wniknąć krótkofalowemu promieniowaniu słonecznemu do wnętrza kolektora, natomiast absorbuje promieniowanie odbite i emitowane przez absorber w postaci promieniowania długofalowego [3-4]. Jako absorber można wykorzystać blachy fałdowe z dowolnego metalu o wysokiej pojemności cieplnej (np.: stal, miedź, aluminium). W celu podwyższenia efektywności są powlekane dodatkową powłoką.
Powłokę tę charakteryzuje większy współczynnik pochłaniania i emisji fal cieplnych. Płytę absorbera należy zabezpieczyć od spodu przed bezpośrednimi stratami ciepła. W tym celu wykonuje się warstwę termoizolacyjną z materiału odpornego na wysoką temperaturę. Czynnikiem roboczym, czyli medium transportującym ciepło, może być powietrze. Ogrzane powietrze jest odbierane z wewnętrznej przestrzeni akumulacyjnej i przez system pionowych kanałów jest kierowane do magazynów energii cieplnej. Dzięki zastosowaniu pomp wymuszona jest cyrkulacja powietrza. Ciepło oddane w wymienniku zostaje zmagazynowane, a schłodzone powietrze powraca do przestrzeni akumulacyjnej, by tam ponownie się ogrzać.
Wybrane konstrukcje energoaktywne
W artykule [4] przedstawiono możliwości kształtowania hal energoaktywnych na przykładzie obiektu o konstrukcji słupowo-ryglowej. Na przestrzeni lat pierwsze artykuły o tej tematyce datowane są na początek lat 90. XX w.; zostało opracowanych wiele koncepcji konstrukcji, które w sposób czynny mają brać udział w pozyskiwaniu energii ze słońca. Poniżej zostaną przedstawione trzy koncepcje obiektów energoaktywnych.
Przeczytaj również: Innowacyjna konstrukcja PV dla dachów o niskiej nośności
Mogą zainteresować Cię również
Przemysł 4.0: era automatyzacji i robotyzacji produkcji – Konferencja Techniczna w Bydgoszczy
11 kwietnia w City Hotel Bydgoszcz odbędzie się Konferencja Techniczna „Automatyzacja i robotyzacja produkcji – kierunek Przemysł 4.0” organizowana przez Axon Media. Spotkanie skierowane jest do praktyków, którzy poszukują innowacyjnych rozwiązań w zakresie automatyzacji oraz ...
Automatyka zabezpieczająca w instalacjach energetycznych
Z artykułu dowiesz się: jak prawo charakteryzuje konieczne elementy bezpieczeństwa instalacji energetycznej,kto ponosi odpowiedzialność za bezpieczeństwo takiej instalacji,z czym wiąże się scalenie urządzeń ciśnieniowych na ...
Jak właściwie dobrać nitonakrętki?
Czym są nitonakrętki? Gdzie znajdują swoje zastosowanie? Są one niezbędnym elementem konstrukcyjnym, który wykorzystywany jest przede wszystkim w montażu oraz łączeniu elementów. Nitonakrętka to metalowy element konstrukcyjny wykorzy...
Zaskakujący porządek uciskanych stopów
W stopach niklowo-kobaltowo-chromowych atomy niklu układać się mogą pod wpływem nacisku w regularne wzory - pokazały symulacje międzynarodowego zespołu. Do tej pory sądzono, że takie uporządkowania mogą tworzyć się jedynie pod wpływem obróbki termicznej.
ZBUD polski producent urządzeń transportu bliskiego i pozycjonerów spawalniczych
ZBUD to firma, która rozwija się i rośnie w siłę już prawie 40 lat. Obecna w Polsce i za granicą zdobyła renomę, produkując urządzenia dźwignicowe. Ceniona za niezawodną jakość oraz komfort współpracy, celnie odpowiada na potrzeby współczesnego rynku. Produkowane przez firmę...
Dni Otwarte w DIG Świtała! Temat główny: prasy krawędziowe
W firmie DIG Świtała w dniach 4-8 marca 2024 odbyły się kolejne dni otwarte – tym razem tematem wiodącym spotkania były prasy krawędziowe. Co działo się na spotkaniu i czego mogli spodziewać się goście? Odwiedzający mieli mo...
Wybrane maszyny i urządzenia stosowane w procesach gięcia
W niniejszym artykule dokonano przeglądu maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesach gięcia rur, profili, drutu oraz sprężyn. Przedstawiono charakterystykę giętarek wybranych producentów dostępnych na rynku polskim. Urządzenia podzielono na: giętarki trzpieniowe, giętarki b...
Metody łamania wiórów w obróbce skrawaniem – cz. II
Z artykułu dowiesz się: jakie są sposoby łamania wiórów;od czego zależy wybór metody łamania;jakie są wady i zalety poszczególnych metod. Dobór odpowiedniej metody łamania...
1/4 firm w kraju nie wie, że są objęte dyrektywą
– Szacuje się, że około 60 proc. organizacji może nie być jeszcze przygotowanych na spełnienie wymogów unijnej dyrektywy NIS2 – mówi Paweł Śmigielski, country manager Stormshield. Mowa o dyrektywie w sprawie środków na rzecz wysokiego wspólnego poziomu cyberbezpieczeństwa na...
Elementy hali stalowej – charakterystyka
Hale stalowe są jednymi z najbardziej popularnych obiektów budownictwa przemysłowego. Z tego też powodu elementy konstrukcyjne hali stalowej są bardzo dobrze poznane i opisane w wielu źródłach literaturowych, co pozwala na optymalne wykorzystanie ich nośności.
Właściwości warstwy wierzchniej wybranych stopów metali po cięciu laserem
Z artykułu dowiesz się: jakie są wady i zalety technologii cięcia laserowego;od czego zależą właściwości materiału po cięciu;jakie badania przeprowadzono. Proces wytwarzan...
Analiza procesu spawania plazmowego – cz. I
Z artykułu dowiesz się: jaki jest wpływ parametrów spawania na jakość złączy;gdzie stosuje się technologię spawania plazmowego PTA;jak zachodzące w łuku plazmowym zjawiska wpływają na proces cięcia.
Rola węgla kamiennego w zrównoważonej transformacji energetycznej
W idealnym świecie wszyscy mieszkańcy Ziemi zdecydowaliby, że rezygnują z technologii emitujących CO2 do atmosfery i od teraz żyją ekologicznie. Idealny świat jednak nie istnieje. Funkcjonowanie tego, który znamy nadal w dużej mierze uzależnione jest od energii wytwarzanej z...
Logo na elewacji – zmora Kierownika Budowy i GW
W branży budowlanej, zwłaszcza w przypadku budynków przemysłowych, takich jak hale i obiekty wielkopowierzchniowe oznakowania są tak samo istotne jak pozostałe elementy wyposażenia. Jednak, gdy nadchodzi moment umieszczenia logo na ...
Bezpieczeństwo pracy z laserami czyszczącymi
Na czym polega technologia czyszczenia laserowego i jakie są jej zalety? Co wyróżnia lasery czyszczące spośród innych technologii? Uniwersalność procesu czyszczenia laserowego sprawia, że może być z powodzeniem stosowan...
W magazynach widać stabilizację popytu i podaży oraz czynszów
Na rynku przemysłowym i logistycznym widać coraz większą równowagę pomiędzy zapotrzebowaniem na powierzchnię, a nowymi inwestycjami. Obecnie w budowie jest 2,8 mln mkw. nowej przestrzeni, z czego połowa powstaje spekulacyjnie – wynika z raportu „Market Outlook 2024” CBRE. Najw...
Kalendarium wydarzeń
Relacje
„Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szanse dla szarej i zielonej stali”
23 listopada w Centrum Informacji Naukowej i Bibliotece Akademickiej w Katowicach odbyła się konferencja „Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szans...
Sprawdź więcejEMO 2023 – Mazak Go Green
Podczas targów EMO 2023, które odbyły się 18-23 września br. w Hanowerze, firma Yamazaki Mazak zaprezentowała swoją wizję zaawansowanych rozwiązań technologi...
Sprawdź więcejEnergetab 2023
Za nami trzy intensywne dni 36. międzynarodowych targów energetycznych ENERGETAB. Były one niezwykle pracowite dla 433 wystawców, którzy starali się zaprezen...
Sprawdź więcejI Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem
W dniu 22 czerwca br. na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Warszawskiej odbyło się I Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem, współorganizo...
Sprawdź więcej