بخشی از مقاله
چکیده
آثار زیان بار تکنولوژی مدرن بر روی محیط زیست نوعی آگاهی نو نسبت به مسائل زیست محیطی در مردم به وجود آورد، که این عامل باعث رویکرد تازه ای به معماری شد که همانا معماری پایدار نام گرفت. تأثیرات عصر ارتباطات و صنعتی شدن جوامع بر فضاهای معماریکاملاً مشهود است ، لذا با توجه به رشد روز افزون تکنولوژی و شهرنشینی هر روز شاهد به وجود آمدن سبک ها و موج های جدیدی در معماری هستیم نیازهای عملکردی ما از معماری باید به سوی تعریف نوینی از خلق بناها با عنوان - معماری پایدار - باشد. از جمله راهکار های پیش بینی شده در معماری پایدار، استفاده از روش های نو در فناوری ساخت با تولید مصالح جدید است که می توان پیشرفت قابل توجهی در عرصه ساختمان سازی ایجاد کرد .
از این میان یک سری از مصالح دارای برتری هایی نسبت به سایر مولفه ها است ، تایل های فتوولتائیکٌ از جمله این مصالح مباشند که چندین عملکرد را با هم ایفا می کنند تکنولوژی فتوولتاییک امروزه به عنوان بخش رایجی از واژه شناسی ساختمان با امکان کاربرد در ساختمان های موجود و نو مطرح شده است. استفاده از این سیستم در پوشش ساختمان بسیار متنوع بوده و راه های نوینی به سوی طراحان خلاق می گشاید.
بعنوان نمونه در فوتو ولتائیک های نیمه شفاف، مدولها می توانند در کنار ذخیره انرژی سایر عملکردهای پوششی بنا را نیز به خوبی انجام دهند. درصورتی که تاثیرات و کاربردهای جامع فتوولتاییک ها در ساختمان به دقت درک و در کل طراحی و مفاهیم انرژی ساختمان در نظر گرفته شود، می تواند در اجزای ساختمان کارکردی چند منظوره یافته و علاوه بر تولید الکتریسیته کاربردهای دیگری نیز در پوشش ساختمان ایجاد شود.
مقدمه
در قرن حاضر آگاهی انسان ها در خصوص تخریب عوامل زیست محیطی و توجه درباره کیفیت محیط مصنوع وجود داردکه این عامل منجر به تغییر خصوصیات و نیازمندی های ساختمان و طراحی آن شده است. در مرکز این توجهات، نما و پوشش ساختمان قرار دارد. بطوریکه پیشرفت های تکنولوژیکی جدید، رویکردهای مختلفی از سقف و نماهای ساختمان ایجاد می کند. در این میان در رابطه با چند منظورگی پوشش ساختمان، استفاده از تکنیک های فعال و غیر فعال خورشیدی بسیار ضروری است. یکی از این فنون خورشیدی که به طور قابل توجهی به عنوان بخش مهمی از فرهنگ ساختمان مطرح می شود، فتوولتائیک یا - - PV است.
یک واحد یا مدول فتوولتائیک اساساً پوششی است که می تواند در دوره های مشخصی از روز الکتریسیته تولید کند که این تولید، شاید به عنوان حق امتیاز این محصول بی نظیر ساختمان مطرح گردد. بطوریکه این فتوولتائیک حتی قادر به شرکت در تامین نیروی برق سراسری است. اگرچه هنوز نیروی برق تولیدی آنها، پنج برابر از نیروی برق شبکه گران تر است اما فتوولتائیک های یکپارچه ساختمان یا - BIPV - با ارائه مزایای هزینه ای ویژه، برای مناطق شهری نظیر هلند و آلمان که زمین خالی و کافی برای تجهیزات نیروگاه در اختیار ندارند، عامل ویژه ای در این مورد می باشند.
ساخت و ساز پایدار
»مدیریت یک محیط پاک و سالم براساس بهره برداری مؤثر از منابع طبیعی و اصول اکولوژیکی… را ساخت و سازی پایدار نامند که هدف از طراحی ساختمانهای پایدار کاهش آسیب آن بر روی محیط و منابع انرژی و طبیعت است، که شامل قوانین زیر می باشد:
▪ کاهش مصرف منابع غیر قابل تجدید
▪ توسعه محیط طبیعی
▪ حذف یا کاهش مصرف مواد سمی و یا آسیب رسان بر طبیعت در صنعت ساختمان سازی
بنابراین بطور خلاصه ساختمان پایدار را می توان این چنین تعریف نمود :ساختمانی که کمترین ناسازگاری و مغایرت را با محیط طبیعی پیرامون خود و در پهنه وسیع تر با منطقه و جهان دارد. تکنیک های ساختمان سازی در یک پهنه وسیع در جهت تأمین کیفیت یکپارچه از نظر اقتصادی، اجتماعی و محیطی می کوشند،بنابراین استفاده معقول از منابع طبیعی و مدیریت مناسب ساختمان سازی به حفظ منابع طبیعی محدود و کاهش مصرف انرژی کمک نموده - محافظت انرژی - و باعث بهبود کیفیت محیطی می شود .بطور کلی اهداف ساختمان های پایدار عبارتند از:
▪ بهره برداری مناسب از منابع و انرژی
▪ جلوگیری از آلودگی هوا
▪ مطابقت با محیط
انرژی و تاریخچه آن
خورشید منبع عمده تولید انواع گوناگون انرژی در سطح کره زمین است، انسان ابتدا انرژی خورشید را جهت تولید آتش، پختن غذا و گرم کردن خود دراختیار گرفت و پس از آن با رشد کشاورزی، از نیروی حیوانات بهره مند گردید و توانست درپی آن ازنیروی آب و باد که ارزان تر بود، استفاده کرده و آنها را جهت توسعه تجارت، کشاورزی و حمل و نقل بکار برد .پس از آن با اختراع موتور بخار توسط" جیمز وات "جهش بلندی در توسعه انرژی برداشته شد و سوختهای فسیلی به شدت رواج یافت، تا سال 1838 ، بزرگترین منبع تولید انرژی زغال سنگ بود، سپس نفت خام در سال 1859 کشف شد و توانست بسرعت مراحل پیشرفت و تکامل را طی کند و با فرآورده هایی نظیر بنزین، گازوئیل، نفت سفید و ...جایگاه خود را در چرخه انرژی تثبیت کند.
به دنبال آن موتورهای احتراق داخلی و موتور دیزل اختراع شد تا اینکه در سال 1958 ، گاز طبیعی وارد چرخه انرژی سوختهای فسیلی گردید .درنهایت با توجه به اینکه انرژی سوختهای فسیلی دارای منابع محدود و پایان پذیرند، کشورهای پیشرفته دست به کار شدند و توانستند انرژی هسته ای را با استفاده از فرضیه جرم و انرژی انیشتن بدست آورند و آن را جایگزین سوختهای فسیلی کنند و در حال حاضر نیز بدنبال منابع با صرفه تر و بهتری هستند.
انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی تمام نشدنی است. انرژی تمیزی است و هیچ آسیبی به محیط زیست نمی رساند. به دلیل عدم وجود قسمت های متحرک، نگهداری و اتوماسیون آن آسان است. ظرفیت آن را متناسب با نیاز می توان طراحی کرد.
خورشید منبع عمده تولید انواع گوناگون انرژی در سطح کره زمین است .میزان سالیانه انرژی خورشیدی برخورد کننده به زمین حدود 13 هزار برابر، بیشتر از مصرف سالیانه انرژی سوختهای فسیلی و هسته ای و انرژی آب در دنیاست .این مقدار انرژیحدوداً 160 برابر ذخایر انرژی سوختهای فسیلی است.
از انرژی خورشیدی برای تأمین گرمایش و آب گرم در محل مسکونی و ساختمانهای تجاری و خدماتی و نیز درجهت خشک کردن میوه ها در کشاورزی و پخت مواد غذایی و همچنین برای تأمین دمای لازم در برخی فرآیندهای تولیدی میتوان استفاده کرد .درکشور ما اگر فقط یک درصد از وسعت کویرهای ایران برای نصب تجهیزات کاربری انرژی خورشیدی اختصاص یابد، انرژی قابل حصول در هر لحظه بیش از صد هزار مگاوات خواهد بود.
-از معایب و محاسن این نوع انرژی می توان به موارد زیر اشاره نمود :معایب -1: پایین بودن ضریب قابلیت استفاده از آن -2 توزیع نامتناسب تابش آن در نقاط مختلف دنیا .محاسن -1: تمام ناشدنی است.-2 بدون آلودگی زیست محیطی است.-3 هزینه استفاده از آن پایین است.-4 تبدیل آن به سایر انرژی ها میسر است.
روش های تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی
با استفاده از تکنولوژی های خاص، انرژی حاصل از نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند این تکنولوژی ها را به دو دسته می توان تقسیم کرد:
▪ سیستم فتوولتائیک - PV - :که عموماً تجهیزاتی جامد و بی حرکت هستند - جز در مورد انواع مجهز به سیستم ردیابی خورشید -
▪ سیستم های گرمایی خورشیدی: که از نور متمرکز شده خورشید برای گرم کردن مایعی که بخار آن یک، توربین را به حرکت در می آورد، استفاده می کند.
