Panells d'energia
solar fotovoltaica

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Principis de transferència d'energia solar passiva

Principis de transferència d'energia solar passiva

L' energia solar passiva es fonamenta en l'aprofitament de l'energia solar sense la necessitat d'utilitzar mecanismes de suport externs. Per aquests mecanismes ens referim a la utilització de motors elèctrics per orientar panells solars o sistemes similars.

L'objectiu és obtenir un confort tèrmic personal. El confort tèrmic personal és una funció dels factors de salut personal (metges, psicològics, sociològics i situacionals), la temperatura de l'aire ambient, la temperatura mitjana radiant, el moviment de l'aire (sensació tèrmica, turbulència) i la humitat relativa (que afecta el refredament evaporatiu humà).

Per utilitzar l' energia solar passiva es requereix realitzar una sèrie d'intercanvis d'energia, de transferir energia d'un sistema a un altre. Per exemple, transferir l'energia de la radiació solar a un dipòsit d'aigua per escalfar-la i obtenir aigua calenta sanitària.

Aquesta transferència d' energia tèrmica es realitza bàsicament mitjançant tres processos termodinàmics. En els edificis l'intercanvi termodinàmic es produeix a través de la convecció tèrmica, la conducció tèrmica i la radiació tèrmica a través del sostre, parets, pisos i finestres.

Transferència de calor per conducció

La transferència de calor per conducció es basa en el transport de calor d'un cos a un altre a través d'un tercer element. Aquest tercer element conductor pot ser l'aire o l'aigua. En el camp de l' energia solar passiva el transport d'energia a través de l'aire és molt important.

En termes d' energia solar passiva, la transferència de calor per conducció tèrmica pot ser beneficiosa o perjudicial i sol anar molt relacionada amb la transferència de calor per convecció.

La infiltració d'aire no controlada causa de la mala climatització / impermeabilització / impermeabilització de l'aire pot contribuir fins al 40% de la pèrdua de calor durant l'hivern. No obstant això, la col·locació estratègica de finestres o ventilacions operables pot millorar la convecció, la ventilació creuada i el refredament a l'estiu quan l'aire exterior té una temperatura i humitat relativa còmodes.

Els sistemes de ventilació amb recuperació d'energia filtrada poden ser útils per eliminar la humitat, la pols, el pol·len i els microorganismes no desitjats en l'aire de ventilació sense filtrar.

La convecció natural que provoca la pujada de l'aire calent i la baixada de l'aire més fred pot provocar una estratificació desigual de la calor. Això pot causar variacions incòmodes en la temperatura en l'espai condicionat superior i inferior, servir com a mètode per ventilar l'aire calent o dissenyar-se com un circuit de flux d'aire per convecció natural per a la distribució passiva de la calor solar i l'equalització de la temperatura.

El refredament natural per la transpiració i l'evaporació humana pot facilitar mitjançant el moviment d'aire convectiu natural o forçat pels ventiladors, però els ventiladors de sostre poden pertorbar les capes d'aire aïllant estratificat a la part superior de l'habitació i accelerar la transferència de calor des d'un àtic calent o per les finestres properes. A més, alta humitat relativa. Inhibeix el refredament per evaporació dels humans.

Transferència de calor per convecció

La transmissió tèrmica per convecció es basa en l' intercanvi de calor entre dos cossos que estan en contacte i que cada un d'ells té una temperatura diferent. Aquest procés termodinàmic ho observem quan toquem un radiador amb la mà, en aquest moment, el radiador (més calent) ens transfereix energia tèrmica a la nostra mà (més freda) per convecció.

En edificis construïts seguint els paràmetres de l'arquitectura passiva és molt important utilitzar elements constructius amb una gran capacitat d'aïllament tèrmic. Convé evitar els ponts tèrmics en els revestiments de portes i vendes exteriors.

La transferència de calor per radiació

La transferència de calor per radiació es produeix a través d'ones electromagnètiques sense que hi hagi cap element pel mig. D'aquesta manera l'energia solar pot viatjar des del Sol fins a la Terra a través d'un espai buit.

La principal font de transferència de calor és l'energia radiant, i la font principal és el Sol. La radiació solar passa predominantment a través del sostre i les finestres (però també a través de les parets). La radiació tèrmica es mou des d'una superfície més càlida a una més freda. Els sostres reben la major part de la radiació solar lliurada a una casa. Un sostre fresc, o un sostre verd, a més d'una barrera radiant, pot ajudar a evitar que el seu àtic s'escalfi més que la temperatura màxima de l'aire exterior a l'estiu.

Les finestres són un lloc a punt i predictible per a la radiació tèrmica. L'energia de la radiació es pot moure cap a una finestra durant el dia i sortir per la mateixa finestra durant la nit. La radiació utilitza fotons per transmetre ones electromagnètiques a través d'un buit o mig translúcid.

L'aprofitament de la radiació solar també és important en dies freds i clars. Si es vol reduir la calor que entra a través de les finestres es pot reduir mitjançant el vidre aïllat, l'ombrejat i l'orientació de les finestres. Les finestres són particularment difícils d'aïllar en comparació amb el sostre i les parets. La transferència de calor per convecció a través i al voltant de les cobertes de les finestres també degraden les seves propietats d'aïllament. Quan es ombregen les finestres, l'ombrejat extern és més efectiu per reduir el guany de calor que les cobertes internes de les finestres.

El sol occidental y oriental puede proporcionar calor e iluminación, pero es vulnerable al sobrecalentamiento en verano si no está a la sombra. En contraste, el sol del mediodía bajo admite fácilmente la luz y el calor durante el invierno, pero puede ser fácilmente sombreado con salientes apropiados o persianas angulosas durante el verano y árboles de sombra de verano que arrojan sus hojas en el otoño. La cantidad de calor radiante recibido se relaciona con la latitud de la ubicación, la altitud, la cubierta de nubes y el ángulo de incidencia estacional / por hora.

Un altre principi de disseny solar passiu és que l' energia tèrmica pot emmagatzemar-se en certs materials de construcció i alliberar-se novament quan el guany de calor facilita l'estabilització de les variacions de temperatura diürnes (dia / nit). La interacció complexa dels principis termodinàmics pot ser contradictòria per als dissenyadors novells. El modelatge precís per ordinador pot ajudar a evitar experiments de construcció costosos.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 6 de febrer de 2019