بخشی از مقاله
چکیده
انرژی خورشید یکی از راهکارها برای یهره گیری از این منبع بی زوال می باشد ،با توجه به پیشرفت معماری و نیاز انسان به رویکردهای جدید ،معماری خورشیدی می تواند انسانها را به دنیایی جدید رهنمون سازد . معماری خورشیدی مسیری است میانبر برای رسیدن به معماری پایدار و استفاده بهینه از ابزارها و امکانات فعلی بدون آنکه نیاز آیندگان به خطر بیافتد . بهینه سازی استفاده از انرژی خورشیدی به هندسه شهری و دسترس پذیری محیط شهری به سلولهای فتوولتاییک بستگی دارد. هندسه شهری شامل عاملهای کلیدی طراحی شهری نظیر:
- تراکم توسعه
- جهت گیری
- محدودیت ارتفاعی
- بازتابش و .... این متغیرها دسترس پذیری به فتوولتاییک را به وسیله پارامترهای غیر فیزیکی مشخص میکنند.
- برنامه ریزی و ساختار سنتی برای ساختمانهای حال و آینده
- ارزشهای فرهنگی و تاریخی
- برنامه ریزی مقررات و محدودیت ها به وسیله کشف روابط بین متغیرهای طراحی شهری و پتانسیلهای نصب فتوولتاییک، میتوان به طراحی برنامه ریزان ومعماران برای استفاده از سلولهای خورشیدی چه در بافتهای شهری جدید و چه در بافتهای موجود کمک کرد.
کلمات کلیدی : انرژی خورشیدی ، سیستمهای خورشیدی ، طراحی پایدار ، فتوولتاییک ، معماری
مقدمه
انرژی برای جوامع بشری از دیرباز دارای اهمیت ویژهای بوده است. در سالهای اخیر به دلیل این که تکنولوژی و پیشرفت صنعتی جایگاه نخست را در زندگی انسانها پیدا کرده است، این اهمیت به شکل بسیار بارزتری تجلی میکند. نفت، یکی از منابع انرژی همچون خون در شاهرگ حیات اقتصادی کشورهای مختلف به شمار میآید. فزونی و ارزانی انرژی حاصل از سوختهای فسیلی طی سالها، بشر را از توجه به انواع دیگر انرژی بازداشته است بروز بحران کمبود نفت در سالهای اخیر و شروع نگرانیهای مربوط به مسائل آلودگی محیط زیست، کشورهای جهان به ویژه کشورهای صنعتی توسعه یافته را بر آن داشت که با مسائل مربوط به انرژی برخوردی متفاوت کنند.
در این خصوص موسسههای کوچک و بزرگی پا به عرصه وجود گذاشتند که هدفهای اصلی آنها، کاهش و صرفهجویی در مصرف انرژی، کنترل عرضه و تقاضای انرژی و کاهش انتشار گازهای آلاینده بود. یکی دیگر از سیاست هایی که کشورهای توسعه یافته به ویژه در دو دهه اخیر به شدت دنبال کرده اند، سیاست جایگزینی انرژی توسط انرژیهای تجدید پذیر یا پایان پذیر است. این نوع انرژیها به آن دستهای اطلاق میشود که یا ذخیره آنها به اندازهای بالاست که در مدت هزاران یا میلیونها سال تمام نمی شود و یا تجدید پذیر هستند. این نوع انرژیها که به آنها انرژیهای نو نیز گفته میشود، شامل انرژی خورشیدی، باد، زمین گرمایی، هیدروژن و امواج دریاست. لازم به ذکر است که فقط انرژی خورشیدی در حال تابش بر سطح ایران، بیش از دو برابر انرژی مصرفی کل جهان است و فقط نیرویی لازم است تا آن را مهار کند، بسیاری از بخشهای دولتی و خصوصی به طور مستقل، اهمیت این مقوله را دریافتهاند و نخستین گامهای جدی در تولید و بهرهگیری از وسایل به دست آوردن انرژیهای نو را آغاز کردهاند.
تاریخچه استفاده از انرژی خورشیدی شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف، به زمان ما قبل تاریخ باز میگردد، شاید به دوران سفالگری؛ در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جامهای بزرگ طلائی صیقل داده شده و اشعه خورشید، برای روشن کردن آتشدانهای محراب استفاده میکردند. مهمترین روایتی که در رابطه با استفاده از تابش نور خورشید بیان شده داستان ارشمیدس دانشمند و مخترع بزرگ یونان - سالهای 287 - 212 ق-م - میباشد که ناوگان روم را با استفاده از انرژی حرارتی خورشید به آتش کشید. - حاج سقطی ، 137 - 20 : تکنولوژی فتوولتاییک در آمریکا در سال 1954 هنگامی که چاپین، فولر و پیرسون سلولهای فتوولتاییک سیلیکونی را در لابراتور بل ارتقاء دادند، گسترش پیدا کرد. لابراتور تلفن گراهام بل یک سلول سیلیکونی خورشیدی با بازدهی %4 تولید کرد که بعدها این عدد به % 11 رسید.
تا این که در سال 1955 کمپانی western electic برای فروش مجوز تجاری تکنولوژی سلولهای فتوولتاییک سیلیکونی اقدام کرد. در قرن بیستم - قرن حاضر - استفاده از کلکتورها جهت تولید بخار در نیروگاههای برقی مورد توجه زیاد قرار گرفته است. گرم کردن ساختمانها با استفاده از انرژی خورشیدی، ایده تازهای بود که در سالهای 1930 مطرح و در یک دهه به پیشرفتهای قابل توجهی نائل آمد. اولین خانه خورشیدی در انستیتو تکنولوژی ماساچوست آمریکا - MIT - در سال 1938 ساخته شد. پیشرفت در طراحی و ساخت خانههای خورشیدی و آب گرم کنها آن چنان سریع بود که تصور میشد تا سال 1970 گرمایش میلیونها خانه در کشورهای مختلف به وسیله انرژی خورشید تامین خواهد شد اما نه تنها چنین نشد آمار نشان میدهد که گرمایش خورشیدی در سالهای 1970 نسبت به 1955 کمتر هم شده بود.
علت این امر، بالا بودن هزینه اولیه چنین سیستمها، و در عین حال عرضه نفت و گاز ارزان، سد راه پیشرفت این سیستمها شده بود. اما بحران انرژی در سال 1974 و از طرفی پیشرفت تکنیک ساخت کلکتورهای مختلف خورشیدی ، و احتمال کاهش و یا اتمام بعضی از منابع زیر زمینی، بار دیگر توجه جهانیان را به انرژی خورشیدی جلب کرده و تلاشهای زیادی در اکثر کشورهای مختلف جهان، در جهت تکامل و پیشرفت این تکنیک صورت میگیرد. - حاج سقطی ، - 27 : 1370 سیاستهای کشورهای جهان در ارتباط با استفاده از انرژی خورشیدی در کشورهای اروپایی تلاش زیادی جهت کاستن از آلودگیهای هوا انجام میگیرد. به طوری که 600 شهر اروپایی برای مقابله با اثرات مخرب گازهای گلخانهای و حفاظت از محیط زیست متفقا تصمیم گرفتهاند تا با کمک کارشناسان یکدیگر از آلودگیهای محیط زیست بکاهند.
روی این اصل و با توجه به مزایای انرژیهای تجدید پذیر بهترین روش را استفاده از انرژی خورشید تشخیص داده اند. این شهرها متعهد شدهاند با مصرف نکردن سوختهای فسیلی و چوبهای جنگلی در منازل از انتشار گاز دی اکسید کربن در جو کاسته شود. در اغلب شهرهای آلمان مانند فرانکفورت، برلین و مونیخ بهره گیری از انرژی خورشیدی را سر لوحه برنامه انرژی قرار دادهاند و اغلب منازل از آن استفاده میکنند. مردم شهر مونیخ با استفاده از تکنیک عایق بندی مدرن در ساختمانها از تلفات انرژی گرمایی جلوگیری نموده و به این وسیله بهره وری انرژی در منازل را بالا بردهاند آنها در 7 سال گذشته حدود 7 میلیون مارک برای حفاظت از محیط زیست هزینه نمودهاند به گفته آنان اگر چه این شروع خوبی است ولی هنوز تلاشهای زیادی لازم است تا تنها نیمی از آلودگیهای دی اکسید کربن هوا کاسته شود. در هیدلبرگ برای کاستن از اثرات گازهای
