مقاله انرژی خورشیدی، ظرفیت حرارتی

گلخانه یک فضای (اتاق) شیشه ای است که بطور مجزا عمل کرده و در دیواره جنوبی ساختمان با کشیدگی شرقی، غربی قرار می گیرد. بطور کلی گلخانه در ایجاد فضایی دلپذیر برای ساکنین و برای رشد گیاهان طراحی می گردد. همچنین باعث ایجاد حد فاصلی بین هوای بیرون با درون برای حفاظت پوستۀ خارجی ساختمان از اختلاف دمای بسیار بالا در طول شبانه روز و همچنین ایجاد گرمای اضافی و انتقال آن به اتاقهای مجاور گلخانه مؤثر است.
شیشه های دوجداره و یا پلاستیک شفاف جهت گلخانه مناسب هستند دیوار بین گلخانه و فضای اتاق باید با ظرفیت حرارتی بالا باشد. با طراحی خوب تمامی تشعشعات وارده به گلخانه به حرارت تبدیل خواهد شد و در این صورت بازدهی حرارتی 60 الی 75 درصد در زمستان است و مقدار حرارت منتق شده به اتاقها 10 الی 30 درصد انرژی تابشی است. که با اضافه کردن سیستم انباشت کننده این مقدار بیشتر می شود.
توموسیفون
این سامانه نیز بطور مجزا عمل جذب و دفع انرژی را انجام می دهد و در آن به جای فضای آفتابگیر و مخزنی از مایع, توده سنگی وجود دارد که جذب کننده و ذخیره کننده سامانه است و معمولاً در زیر فضای اصلی داخلی قرار دارد و توسط کانالهایی با سطح دریافت کننده و فضای داخلی ارتباط دارد.
مزایای شیوه های غیرفعال خورشیدی
مزایای شیوه های غیر فعال خورشیدی به شرح زیر می باشد:
الف) این شیوه باعث صرفه جویی زیاد در هزینه گرمایش خانه شده و به راحتی قابل تطبیق با ساختمان می باشد و جزئی از سفت کاری بنا محسوب می شود. این سیستم اجزاء مکانیکی و الکتریکی توأم با استهلاک را ندارد و دارای عمری دراز می باشد. از جمله عدم ایجاد صدا، دود و عدم نیاز به لوله کشی از موارد آن است.
ب) دیگر مزیت این سیستم، نگهداری حرارت در سطح کف اتاق است در حالیکه در دیگر سیستم های غیر طبیعی اختلاف زیادی بین هوای کف و هوای بالای اتاق وجود دارد.
ب-2 . سامانه های پویا
از سامانه های پویای خورشیدی می توان آب گرمکنهای خورشیدی، لوله های خلأ و پانل تخت را نام برد.
آب گرمکن خورشیدی
آب گرمکن های خورشیدی خانگی از یک, دو یا سه کلکتور برای دریافت انرژی خورشیدی و یک منبع ذخیره آن تشکیل شده است. آب سرد شهر وارد یک منبع دوجداره (در برخی موارد آب شهر بصورت مستقیم توسط تابش خورشید گرم می شود) شده که در جداره دوم آن آب با سیال دیگری که در کلکتور گرم شده جریان دارد. در این منبع تبادل حرارتی اتفاق افتاده و آب گرم تولید می شود. معمولاً در اغلب سیستم های خورشیدی جریان سیال از کلکتور به منبع توسط خاصیت ترموسیفون (حرکت طبیعی سیال گرم به بالا) اتفاق می افتد. در این سیستم ها نیازی به پمپ نبوده و سیستم بدون انرژی برق یا گاز عمل می کند. لازم به توضیح است که این آب گرمکنها قابل استفاده در ادارات و ساختمانهای عمومی در مقیاسهای متناسب می باشند آب گرمکن خورشیدی عمومی بر اساس مقدار نیاز آبگرم مصرفی طراحی می شود و معمولاً شامل تعدادی کلکتور می باشد که به صورت سری یا موازی به هم متصل شده اند. این کلکتورها آب یک یا چند منبع را گرم می کنند تا برای استفاده در حمام یا مصارف عمومی دیگر صرف شود.
لوله های خلأ
عامل جذب کننده داخل لوله خلأ تشعشع خورشید را جذب و مایع داخل آن را گرم می کند. این عمل مانند عمل پانل خورشیدی است. تشعشات اضافی از صفحه انعکاس نور واقع در پشت لوله ها جذب می شود. زاویه تابش خورشید در هر جهت باشد, شکل مدور لوله خلأ باعث می شود نور خورشید به طور مستقیم به عامل جذب کننده برسد. حتی در روزهای ابری وقتی که نور خورشید از زاویه های مختلف می آید، کلکتور لوله خلأ می تواند بسیار فعال باشد.
کلکتور خورشیدی با پانل تخت
این کلکتور شامل جعبه هایی با پوشش شیشه ای است که مانند پنجره سقفی روی سقف نصب می شود. در این جعبه, تعدادی لوله مسی با بال های مسی متصل به آن وجود دارد و سطح آن با ماده ای سیاهرنگ که برای جذب اشعه خورشید طراحی شده است، پوشش داده می شود. اشعه خورشید مخلوطی از آب و ضدیخ را گرم می کند که از کلکتور به آبگرمکن موجود در زیر زمین در گردش است.
راههای بهره گیری بیشتر از انرژی خورشیدی
راههای بهره گیری بیشتر از انرژی خورشیدی در ساختمانهای طراحی شده به شرح زیر می باشد:
محل قرارگیری ساختمان
آفتابگیری مناسب، منظره اطراف و سایت در محل قرارگیری بنا بسیار مؤثر است. بنا باید در زمستان قادر باشد نور خورشید را از ساعت 9 صبح تا 3 بعدازظهر دریافت کند. این میزان طی ساعات فوق 90 درصد از انرژی خورشیدی است ساختمان باید در شمال زمین بوده و از موانعی که باعث جلوگیری از آفتاب و تابش آن شده پرهیز شود.
فرم و جهت گیری بنا
حجم بنا باید قادر به جذب و نفوذ پذیری آفتاب باشد. در طراحی بنا باید به فکر تسهیل تشعشعات خورشیدی به داخل بنا بوده و بهتر است حجم و کشیدگی بنا شرقی غربی باشد. این فرم عاملی کلی بوده و در هر اقلیم بهترین نتیجه را دارد، ولی برای بعضی دیگر از اقالیم بدین شکل مطلوبتر است.
الف) اقلیم های سرد یا گرم و خشک: فرم های فشرده بهتر است چون سطح تماس با محیط خشن را کم می کند.
ب) اقلیم های معتدل آزادی عمل بیشتری دارد.

                                                    .