سیستم انرژی تجدیدپذیر خورشیدی در صنعت ساخت و ساز
با توجه به این که صنعت ساخت و ساز ۴۰ درصد از تقاضای انرژی اولیه را به خود اختصاص می دهد، اجرای دستورالعمل عملکرد انرژی ساختمان ها (EPBD)، توسعه جایگزین های مناسب برای انرژی های موجود در ساختمان ها را امری ضروری می داند.
این دستورالعمل ها بر نقش فزاینده انرژی های تجدیدپذیر که امکان تولید آن ها از طریق سیستم های حرارتی خورشیدی (STS) و فتوولتائیک ها (PV) وجود دارد، تأکید می کند. چرا که انرژی تولیدی حاصل از این سیستم ها هم به طور مستقیم در سیستم گرمایش و سرمایش ساختمان ها قابل استفاده بوده و هم امکان تأمین برق و آب گرم خانگی را فراهم می آورد.
برآورده کردن بارهای الکتریکی و حرارتی ساختمان در درجه اول از طریق استفاده گسترده از انرژی های تجدیدپذیر و به دنبال آن اقدامات استاندارد صرفه جویی در مصرف انرژی ساختمان، مانند عایق بندی خوب حاصل می شود. پنل های خورشیدی معمولاً بر روی سقف های ساختمان نصب می شوند و به راحتی انرژی موجود در نور خورشید را جذب می کنند. برای آشنایی با مفهوم پایه این سازه، ال اس اف چیست؟ را ببینید.
در بین منابع انرژی تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی به دلیل فراگیر بودن، فراوانی و پایداری آن، ضروری ترین و ارزشمندترین منبع انرژی پایدار است. معمولاً سیستم هایی که برای تبدیل انرژی خورشیدی در ساختمان ها به کار می روند فتوولتائیک ها (پنل های خورشیدی) و کلکتورهای حرارتی خورشیدی هستند.
پیش از این معمولاً از کلکتورهای حرارتی خورشیدی جهت تأمین انرژی برای یک منبع (شبکه) تغذیه، استفاده می شد. دلیل این امر آن است که این سیستم برای ذخیره انرژی به باتری نیاز ندارد، امکان تولید برق بیشتر را دارد و درآمد حاصل از فروش برق تولید شده آن رقم چشمگیری می باشد. PVها می توانند به راحتی برق مورد نیاز یک ساختمان را تأمین کنند.
به همین خاطر، استفاده از پنل های خورشیدی در صنعت ساخت و ساز با هدف کاهش آسیب به محیط زیست و مصرف انرژی های موجود، بسیار پرطرفدار می باشد. از طرفی دیگر، یک سیستم STS نیز می تواند انرژی حرارتی را برای ایجاد یک سامانه گرمایش و سرمایش و همچنین، تولید آب گرم مورد نیاز یک خانه یا ساختمان، تأمین کند. استفاده از پنل خورشیدی به دلیل اثرات زاویه تابش نور بر تولید انرژی، بر اساس عرض جغرافیایی منطقه متفاوت خواهد بود.
طراحی ساختمان بر اساس استفاده از انرژی خورشیدی
بهبود استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی حرارتی خورشیدی در طی چرخه عمر ساختمان ها، برای ایجاد یک محیط پایدارتر، بسیار حائز اهمیت می باشد. به دلیل روند رو به رشد مشکلات مربوط به افزایش گرمایش جهانی، تخریب محیط زیست و کمبود منابع انرژی، کاهش مصرف انرژی و تحقق توسعه پایداری ساختمان ها، به یک دغدغه کلیدی در زمینه تحقیقات معماری تبدیل شده است.
امروزه، انرژی خورشیدی به عنوان نوعی انرژی تجدیدپذیر پاک و بدون آلودگی، برتری خود را به طور کامل نشان داده و بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. استفاده معقول از انرژی تجدیدپذیر خورشیدی می تواند سبب شود تا در به کارگیری انرژی های تجدید ناپذیر به طور قابل توجهی صرفه جویی شود. این امر سبب می شود تا سرعت افزایش گرمایش آب و هوای جهانی و نیز آلودگی محیط زیست کاهش یابد.
روش LSF به عنوان یک شیوه نوین در صنعت ساخت و ساز با تکیه بر رویکرد جهانی پایداری محیط زیست، با استفاده از تولید انرژی به کمک سیستم پنل های خورشیدی، ساختمان هایی خودکفا به بازار عرضه داشته اند. این سیستم ساخت و ساز صنعتی، قابلیت و توان تحمل وزن پنل های خورشیدی را بر روی سقف خود داشته و به راحتی می تواند به تولید انرژی از طریق آن بپردازد. برای مطالعه بیشتر درباره این ویژگی، دوست دار محیط زیست را ببینید.
نقش انرژی خورشیدی در ساختمان های LSF
فلسفه سازه های ال اس اف از درک این موضوع نشأت می گیرد که ساختمان های ساخته شده می تواند به دو صورت مثبت و منفی بر محیط زیست اثرگذار باشد. سیستم LSF روشی است که سعی در افزایش اثرات مثبت و در عین حال کاهش اثرات منفی بر محیط دارد. این امر شامل کل چرخه عمر ساختمان می شود.
روند نگران کننده افزایش گرمای جهانی و نیز اثرات منفی صنعت ساخت و ساز بر محیط زیست، عواملی هستند که تمایل به ساخت و سازهای سازگار با محیط زیست و کارآمدتر در مصرف انرژی مانند سیستم LSF را ایجاد کردند. اگرچه تعاریف زیادی در رابطه با ساختمان های ال اس اف وجود دارد اما، اصول اساسی مربوط به این سیستم حول برنامه ریزی، طراحی، ساخت و بهره برداری ساختمان ها با در نظر گرفتن مواردی همچون: مصرف آب، مصرف انرژی، انتخاب مصالح، کیفیت محیط داخلی و تأثیر ساختمان بر محیط اطراف آن، انجام می گیرد.
ساختمان های ال اس اف از شیوه های مختلفی برای کاهش و در نهایت حذف تأثیر ساختمان ها بر محیط زیست استفاده می کنند. یکی از این روش ها بر استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی با استفاده از نصب پانل های خورشیدی بر روی سقف ساختمان تمرکز دارد.
اهمیت انرژی خورشیدی در ساختمان های ال اس اف
با توجه به تمرکز روش ال اس اف بر پایداری ساختمان و مصرف انرژی و نیز افزایش تمایل افراد جهت استفاده از انرژی تجدیدپذیر، جای تعجب نیست که استفاده از سیستم های انرژی خورشیدی در سازه های LSF امکان پذیر است. خورشید منبع نامحدودی است که می توان از انرژی آن برای تولید برق، آب گرم و نیز ایجاد سیستم سرمایش و گرمایش در ساختمان بهره برد. ساختمان های LSF با استفاده از پانل های خورشیدی و جذب انرژی های تجدیدپذیر تا حد امکان از این مزیت به طور کامل استفاده می کنند.
استفاده از انرژی حاصل از نور خورشید می تواند به دو صورت فعال و غیرفعال انجام پذیرد. انرژی خورشیدی غیرفعال به جذب نور روز بر اساس جهت قرارگیری ساختمان، برای تأمین گرما و نور، بدون هیچ فناوری دیگری متکی است. این روش بر پایه قرارگیری پنجره ها، نورگیرها و سایر موارد این چنینی تأکید دارد. بر اساس قرارگیری پنجره ها در جای درست، نور خورشید در طی روز به خوبی وارد محیط شده و اجزای ساختمان آن را ذخیره می کنند و سپس به تدریج در طول شب انرژی ذخیره شده آزاد خواهد شد.
این در حالی است که یک سیستم فعال انرژی خورشیدی (پانل های خورشیدی)، چه روی پشت بام یا بر روی زمین، نیروی خورشیدی جذب و آن را به برق تبدیل می کنند. پانل های خورشیدی با تولید انرژی به صورت مستقل سبب می شوند تا ساختمان همواره در طول چرخه عمر خود یک انرژی پاک و تجدیدپذیر را تأمین نموده و از آن بهره مند شود. برای مطالعه بیشتر درباره این سیستم، ساختمان سبز را ببینید.
مقاوم سازی ساختمان های LSF با انرژی خورشیدی
بهره وری انرژی و به کارگیری انرژی تجدیدپذیر عوامل کلیدی در کاهش انتشار کربن و نیز اثرات آن در تغییرات آب و هوایی هستند. با توجه به این که تمام جنبه های زندگی انسان وابسته به مصرف انرژی بوده و این امر غیرقابل اجتناب می باشد، ما قادر نخواهیم بود انتشار کربن را بهبود ببخشیم و به سمت پایداری حرکت کنیم. به همین خاطر بهتر است که ساختمان های موجود را با انرژی خورشیدی مقاوم سازی نماییم.
مقاوم سازی ساختمان های موجود با انرژی خورشیدی به اندازه ساختن و خرید بناهای جدید که به صورت خودکفا در تولید انرژی ساخته شده اند، مهم است. صاحبان ساختمان هایی که نمی خواهند خانه جدید بسازند یا به یک محل دیگر نقل مکان کنند، می توانند با ایجاد تغییرات در ساختمان فعلی خود، مصرف انرژی را به حداقل برسانند.
روش ال اس اف، این توانایی را دارد که با ایجاد تغییرات در ساختمان های موجود، توانایی آن ها در تولید انرژی را بهبود بخشد. استفاده از سیستم LSF به شما این امکان را می دهد تا ساختمان خود را برای بهبود عملکرد در مصرف انرژی تجهیز نمایید. مرمت و ایجاد تغییر در ساختار ساختمان های قدیمی، یکی از مزایای روش ال اس اف می باشد. به کمک این روش شما قادر خواهید بود با صرف هزینه و زمان کم تر ساختمان خود را جهت بهره مندی از سیستم تولید انرژی خورشیدی، آماده نمایید.
در حقیقت، بازسازی یک ساختمان موجود می تواند نسبت به ساخت یک خانه جدید، با محیط زیست سازگارتر باشد. به این معنا که ساخت یک خانه جدید، حتی یک ساختمان با صرف انرژی نزدیک به صفر، نیاز به مصرف انرژی و مواد خواهد داشت. این در حالی است که بازسازی خانه ای که از قبل ساخته شده، به دلیل این که برای ساخت آن از قبل انرژی مصرف شده است، هزینه کم تری برای تجهیز آن به سیستم انرژی خورشیدی نیاز خواهد بود.
جدول مقایسه هزینه و بازگشت سرمایه پنل خورشیدی در ایران
| ظرفیت نیروگاه | هزینه تقریبی احداث | درآمد سالانه تقریبی | دوره بازگشت سرمایه |
|---|---|---|---|
| ۵ کیلووات | ۳۵۰ تا ۴۰۰ میلیون تومان | ۳۶ تا ۴۲ میلیون تومان | ۴.۵ تا ۵ سال |
| ۱۰ کیلووات | ۷۰۰ تا ۸۰۰ میلیون تومان | ۷۲ تا ۸۵ میلیون تومان | ۴.۵ تا ۵ سال |
بر اساس گزارش های منتشرشده، هزینه احداث یک نیروگاه خورشیدی پنج کیلوواتی در ایران حدود ۳۵۰ تا ۴۰۰ میلیون تومان است و دوره بازگشت سرمایه آن حدود چهار و نیم تا پنج سال برآورد می شود. نرخ خرید تضمینی برق از این نیروگاه ها نیز ۳۸۲۰ تومان به ازای هر کیلووات ساعت اعلام شده است. همچنین، دولت تسهیلاتی تا سقف ۳۰۰ میلیون تومان با نرخ سود ۴ درصد برای نصب پنل های خورشیدی خانگی در نظر گرفته است.
برای تجهیز ساختمان به سیستم انرژی خورشیدی چه شرایطی لازم است؟
اگر قصد دارید ساختمان خود را به سیستم انرژی خورشیدی تجهیز کنید، بایستی عوامل زیر را در نظر داشته باشید:
آیا فضای کافی وجود دارد؟ سیستم های انرژی خورشیدی به فضا نیاز دارند. این که ساختمان شما چقدر توان تولید انرژی دارد، به تعداد پانل هایی که برای آن نصب می کنید، وابسته است. در بیشتر موارد، قرار گرفتن پانل خورشیدی در جهت مناسب برای تولید انرژی خورشیدی نکته کلیدی است. به همین خاطر بهتر است که سقف ساختمان رو به جهت جنوب و یا غرب آن باشد. به خاطر داشته باشید که اوج تولید انرژی زمانی اتفاق می افتد که خورشید در بالاترین سطح آسمان قرار دارد.
چقدر نیرو نیاز دارید؟ هر زمان که تصمیم گرفتید یک سیستم انرژی خورشیدی برای ساختمان خود نصب کنید، باید تعیین نمایید که به چه مقدار برق نیاز دارید. تعیین میزان برق مصرفی، فضای مورد نیاز برای نصب پانل های خورشیدی را مشخص می کند. اگر سقف خانه شما فضای کافی جهت نصب پانل ها برای تولید انرژی مورد نیاز را ندارد، می توانید از تعداد مشخصی پانل خورشیدی برای تولید بخشی از انرژی مورد نیاز خود استفاده نمایید. هرچند، در مواردی دیده شده است که افراد از زمین های موجود و متعلق به ساختمان برای نصب پانل های خورشیدی بر روی زمین استفاده نموده و به تولید انرژی پرداخته اند.
سیستم انرژی خورشیدی خود را مقاوم کنید! نیاز شما به مصرف انرژی ممکن است در طول زمان تغییر کند. به همین خاطر بهتر است که به هنگام تهیه و نصب پانل های خورشیدی این موضوع را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، ممکن است در خانه نوجوانی داشته باشید که از وسایل الکترونیکی زیاد استفاده می کند. یا این که وسایل و ابزاری در ساختمان داشته باشید که نیاز به مصرف انرژی بیشتری داشته باشد. به همین خاطر، وقتی به مصرف انرژی خود فکر می کنید، بایستی هم این عوامل را در نظر بگیرید. این امر به شما کمک می کند تا در مورد تعداد پانل های مورد نیاز انرژی خود تصمیم بگیرید.
آنچه ترکیب LSF و پنل خورشیدی را به یک انتخاب راهبردی تبدیل می کند
نجات سیاره برای نسل های آینده! بهترین رویکرد برای کاهش انتشار کربن، مقاوم سازی ساختمان های موجود از خانه های قدیمی گرفته تا ساخت و ساز به روش LSF، با سیستم انرژی خورشیدی می باشد. این عمل سه مزیت دارد: کاهش انتشار کربن، کاهش مواد مورد استفاده در صورت امکان و جلوگیری از استفاده تهاجمی بیش از حد از منابع زمین.
به کمک ساخت و ساز به روش ال اس اف و نیز استفاده از پانل های خورشیدی برای تولید انرژی، ممکن است مدتی طول بکشد اما، ما بتوانیم به عنوان یک کشور پیشرفته در مسیر درستی حرکت کنیم. بنابراین، بهتر است تا هرچه بیشتر با این سیستم آشنا شده و ساختمان هایی خودکفا در تولید انرژی را برای آیندگان به جا بگذاریم.
پرسش های پرتکرار
آیا می توان روی سقف LSF پنل خورشیدی نصب کرد؟ بله، سازه LSF به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا، توانایی تحمل وزن پنل های خورشیدی را دارد. این ترکیب در پروژه های ساختمان انرژی صفر در ایران نیز به کار رفته است.
هزینه نصب پنل خورشیدی چقدر است؟ هزینه احداث یک نیروگاه خورشیدی پنج کیلوواتی در ایران حدود ۳۵۰ تا ۴۰۰ میلیون تومان است که با تسهیلات دولتی قابل کاهش است.
دوره بازگشت سرمایه پنل خورشیدی چقدر است؟ بر اساس گزارش های رسمی، دوره بازگشت سرمایه نیروگاه های خورشیدی خانگی حدود ۴.۵ تا ۵ سال است.
