Lenergia solar passiva és un tipus denergia que aprofita la llum del sol de manera directa, sense recórrer a fonts externes denergia. El seu objectiu principal és optimitzar els recursos solars naturals per regular la temperatura als edificis, reduint la necessitat de sistemes mecànics o elèctrics.
Als edificis dissenyats amb principis solars passius, els elements arquitectònics compleixen dues funcions essencials:
- Recollir, emmagatzemar i distribuir calor solar a l'hivern , per mantenir una temperatura confortable.
- Rebutjar la calor solar a l'estiu , prevenint el sobreescalfament i garantint un ambient fresc.
Aquest enfocament, conegut com a disseny solar passiu, es basa en una anàlisi detallada del clima local i les característiques del lloc. Si bé les tècniques són més fàcils d'aplicar a noves construccions, els edificis existents també poden ser adaptats per incorporar aquests principis.
Elements clau en el disseny solar passiu
L'èxit d'un edifici solar passiu depèn de diversos factors:
- Ubicació i mida de les finestres: Aprofitar al màxim la radiació solar a l'hivern i minimitzar-la a l'estiu.
- Tipus de vidre: Millorar l'aïllament i el control tèrmic.
- Aïllament tèrmic: Reduir pèrdues o guanys de calor a través de les parets, sostres i terres.
- Massa tèrmica: Materials que absorbeixen, emmagatzemen i alliberen calor de manera gradual.
- Ombrejat: Ús d'elements com ràfecs, pèrgoles o vegetació per controlar l'exposició al sol.
La termodinàmica és el fonament daquesta tècnica, ja que regula la transferència de calor i les temperatures internes, maximitzant leficiència energètica de ledifici.
4 Exemples denergia solar passiva
L'energia solar passiva ha estat utilitzada durant segles a l'arquitectura, molt abans de l'arribada de l'electricitat, aprofitant principis simples però efectius per regular la temperatura dels espais habitables. Aquestes tècniques, encara vigents, destaquen per la seva funcionalitat i sostenibilitat.
1. Parets gruixudes i aïllades
Les construccions tradicionals, com les cases de tova o pedra, feien servir parets gruixudes que actuaven com una barrera tèrmica natural. A l'hivern, aquestes parets emmagatzemaven la calor del sol durant el dia i ho alliberaven lentament a la nit, mantenint els interiors càlids. A l'estiu, la massa tèrmica de les parets evitava que la calor externa penetrés ràpidament, mantenint els espais frescos. Aquest enfocament és un exemple clar de com l'arquitectura pot regular el clima interior sense necessitat de sistemes mecànics.
2. Sostres amb ventilació externa
En climes càlids, els sostres solen rebre una gran quantitat de radiació solar. Els sostres amb sistemes de ventilació externa, com ara teulades inclinades amb cambres d'aire o ventilacions estratègiques, permetien dissipar la calor acumulada abans que arribés a l'interior de l'edifici. Aquest principi s'observa a moltes construccions tradicionals mediterrànies i tropicals, on les teulades ventilades asseguren espais més confortables.
3. Orientació al sol
L'orientació dels habitatges cap al sud (a l'hemisferi nord) o cap al nord (a l'hemisferi sud) és una tècnica clau de disseny passiu. Aquest posicionament permet maximitzar la captació de calor solar a l'hivern, quan el sol és més baix a l'horitzó. A més, la disposició de finestres i obertures estratègiques a aquestes façanes ajuda a regular la llum i la calor natural durant l'any, reduint la dependència de calefacció i electricitat.
4. Vegetació i ombres naturals
L'ús d'arbres, plantes enfiladisses i pèrgoles és un altre exemple clàssic d'energia solar passiva. A l'estiu, la vegetació crea ombres que redueixen la radiació solar directa sobre l'habitatge i disminueixen les temperatures interiors. A l'hivern, en perdre les fulles, els arbres caducifolis permeten que el sol arribi a les façanes i contribueixi a l'escalfament natural. Aquest equilibri entre ombra i llum solar fa de la vegetació un aliat estratègic en el disseny passiu.
Arquitectura solar passiva
L'arquitectura solar passiva és un enfocament de disseny que aprofita els recursos naturals del sol per optimitzar l'eficiència energètica dels edificis sense recórrer a sistemes mecànics o elèctrics.
Aquest tipus d'arquitectura se centra a integrar elements com l'orientació de l'edifici, la mida i la ubicació de les finestres, l'aïllament tèrmic i l'ús de materials amb massa tèrmica alta. Aquests components treballen junts per capturar i emmagatzemar calor solar a l'hivern i minimitzar-ne l'entrada a l'estiu, garantint un confort tèrmic durant tot l'any amb un baix consum energètic.
Aquest disseny també considera l'ombreig estratègic mitjançant ràfecs, pèrgoles o vegetació, que ajuden a controlar la radiació solar estacional. A més, l'arquitectura solar passiva promou la sostenibilitat en reduir la dependència de fonts d'energia externes i minimitzar les emissions de carboni associades a la climatització.
Tot i que és més senzill implementar-la en construccions noves, els principis solars passius es poden adaptar a edificis existents, transformant-los en espais més eficients, còmodes i respectuosos amb el medi ambient.
Quina és la diferència entre energia solar activa i passiva?
L'energia solar es pot aprofitar de dues maneres:
- Mitjançant lenergia solar activa. Energia solar fotovoltaica i energia solar tèrmica.
- Mitjançant lenergia solar passiva.
La diferència principal és que a l'activa hi ha un procés de transformació energètica. Mitjançant panells fotovoltaics transformem la llum solar en energia elèctrica. Per altra banda, mitjançant panells solars tèrmics transformem la radiació en energia calorífica.
L´energia solar passiva són les tècniques que permeten aprofitar l´energia solar directament sense haver de processar-la. Per exemple, depenent del disseny en la construcció d'edificis es pot millorar força la quantitat d'energia natural que s'aprofita.
Tècniques per a l'aprofitament solar passiu
L'energia solar passiva utilitza components per controlar la calor generada pel sol. Per exemple: la construcció de parets, terres, sostres, finestres, elements de construcció exteriors i paisatgisme.
Els dissenys de calefacció solar intenten atrapar i emmagatzemar lenergia tèrmica de la llum solar directa. El refredament passiu minimitza els efectes de la radiació solar a través d'ombreig o la generació de corrents de convecció d'aire de ventilació.
Un aspecte important en el disseny d'edificis és saber gestionar el flux de corrents d'aire dins l'edifici.
- Crear un ambient agradable.
- Reduir els costos daire condicionat.
- Reduir la quantitat de calor generada per les bombetes i les fonts d'il·luminació artificial.
Avantatges i beneficis
L'energia solar passiva ofereix una sèrie d'avantatges significatius, tant econòmics com mediambientals, que la fan una opció atractiva per a la construcció sostenible.
Baix cost econòmic
Un dels principals avantatges de l'energia solar passiva n'és el baix cost inicial. En molts casos, les estratègies de disseny passiu, com l'orientació de l'edifici, l'elecció de materials o l'ús de vegetació, no requereixen inversions addicionals o poden ésser implementades sense costos significatius. Fins i tot en renovacions, les modificacions necessàries per optimitzar la captació d'energia solar solen ser mínimes, cosa que fa que aquesta sigui una de les més econòmiques en termes de construcció.
Manteniment reduït i amigable amb el medi ambient
El manteniment dels sistemes denergia solar passiva és extremadament baix, ja que no depèn de dispositius mecànics o elèctrics que requereixin reparacions constants. A més, en no emetre gasos amb efecte d'hivernacle, aquesta tècnica no contribueix al canvi climàtic, cosa que la converteix en una solució amigable amb el medi ambient. Aquesta eficiència energètica, que depèn de factors com ara la ubicació i el disseny adequat de l'edifici, es tradueix en un estalvi substancial en consum energètic.
Estalvi i eficiència energètica
Lestalvi en calefacció i refrigeració és un dels beneficis més evidents de lenergia solar passiva. En aprofitar la calor natural del sol i evitar pèrdues tèrmiques, els edificis dissenyats de forma passiva requereixen menys energia per mantenir una temperatura còmoda, cosa que redueix les factures d'energia a llarg termini. A més, quan es combinen amb tecnologies solars actives, com ara l'energia fotovoltaica, els sistemes passius poden contribuir a generar ingressos addicionals, transformant la propietat en una font d'energia renovable.