Активні та комбіновані сонячні будівлі

1.1  Сучасний стан активних та комбінованих сонячних будівель.

Активна сонячна будівля – це енергоефективна будівля, яка завдяки використанню сонячної енергії отримує її у кількості що перевищує власні потреби, але не  менше 50% своїх потреб.

До  активних сонячних будівель (геліобудівель) відносять будівлі, які для отримання та накопичення сонячної енергії  використовують спеціальне обладнання, яке складається із геліоприймаючих колекторів, теплового акумулятора, теплового дублера (додаткове чи резервне джерело енергії), теплообмінники для передачі тепла від колектора в акумулятор і із акумулятора до споживача, насосів чи вентиляторів,  розподільчих трубопроводів, системи автоматики і контролю. Переваги – широкий діапазон застосування: опалення геліобудівель, гаряче водозабезпечення, холодозабезпечення, вироблення електроенергії, значно менше споживання первинної енергії ( у порівнянні з пасивним будинком) , яка може на 100%,а то і більше, забезпечити свої потреби в теплі. . Недоліки – значна вартість геліосистеми.

Основні характеристики геліобудівлі:

  • високоефективна теплоізоляція будівлі;
  • вікна та двері з низьким коефіцієнтом теплопередачі;
  • акумулятор ємкістю 7500 – 40000 літрів;
  • геліоприймальні колектори площею 25 – 75 м²;
  • забезпечення потреби в тепловій енергії за допомогою сонця – не менше 50%;
  • резервне джерело енергії;

При цьому річна потреба в тепловій енергії повинна знаходитися в межах  15 – 45 кВт/м² на рік з наступними значеннями коефіцієнтів теплопередачі: для огороджуючих конструкцій 0,20 Вт/м².К – 0.15 Вт/м².К;   для вікон – 1 Вт/м².К .

Для досягнення максимальної енергоефективності активної геліобудівлі повинні поєднувати у собі як активне так і пасивне використання сонячної енергії прикладом може послужити комбінований сонячний будинок  будинок приведений на рисунку.

Колектори  суміщені з покрівлею будинку. Покрівля має південну орієнтацію та  ухил до горизонту в 45  ̊. Другий поверх має верхне світло. Частина  південної стіни має віконні прорізи на всю висоту поверху, що разом із верхнім світлом другого поверху працює як пасивна система. При цьому південна стіна втоплена в середину будівлі на 70 см, що захищає від перегріву у літній період.