SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 39
Descargar para leer sin conexión
‫יישום אנרגיה סולרית בבניה‬


‫– קיימות כמנוע‬   ‫בין אקולוגיה לטכנולוגיה‬
                                  ‫צמיחה‬




                    ‫מנחה: תגית כלימור‬

                     ‫מגישה: שרון ברזילי‬




 ‫הפקולטה לאדריכלות ובינוי ערים - טכניון‬
                             ‫אפריל 1102‬
‫תוכן עניינים‬


     ‫1. הקדמה – מהי אנרגיה חלופית – שיטות‬
                       ‫שונות להפקת אנרגיה‬
 ‫2. מבוא – מהן המגמות בעולם בנושא אנרגיה‬
                                ‫מתחדשת?‬
‫3. הצגת הנושא - הפקת חשמל מאנרגית השמש‬
  ‫– הטכנולוגיות המרכזיות: פוטוולטאי מרוכז,‬
‫מערכות פוטוולטאי ות,‬      ‫כוח סולרי מרוכז ו‬
‫סקירת הטכנולוגיות בתחום האנרגיה הסולרית‬
                             ‫ומתן דוגמאות.‬
‫4. הבעיה הנדונה – אדריכלות בת קיימא – מהי?‬
  ‫אדריכלות סולרית, פסיבית ואקטיבית: תכנון‬
    ‫הבניין ביחס לכיוון השמש, פתחים הצללה‬
 ‫ושילוב חומרים להקטנת צריכת האנרגיה של‬
       ‫הבניין למינימום, שילוב פאנלים סולרים‬
  ‫תרמיים ופוטוולטאים בבנייה ליצירת אנרגיה,‬
       ‫לחימום ולחשמל: דוגמאות של בניינים‬
 ‫עצמאיים מבחינה אנרגטית ובניינים שמייצרים‬
             ‫יותר אנרגיה ממה שהם צורכים.‬
                   ‫5. מה המצב בארץ בנושא?‬
      ‫6. דיון ומסקנות – האם הגענו למצב שניתן‬
   ‫למעשה להחליף את השיטות לייצור חשמל‬
       ‫המסורתיות על ידי טכנולוגיית האנרגיה‬
  ‫הסולרית, מהם החסרונות של השיטה והאם‬
                          ‫ניתן לגשר עליהם.‬
                            ‫7. רשימת מקורות‬
‫שמהירות הרוח עולה כך התפוקה גדלה באופן‬       ‫מהי אנרגיה חלופית ? שיטות‬            ‫הקדמה –‬
                                      ‫דרמטי.‬                           ‫שונות להפקת אנרגיה:‬
                                                   ‫אנרגיה חלופית היא למעשה אנרגיה מתחדשת‬
                                                      ‫ממקורות טבעיים כמו רוח, אנרגיה הידראולית,‬
                                                       ‫אנרגיה סולרית, ביומסה, דלק אורגני ואנרגיה‬
                                                                                     ‫גאותרמית.‬
                                                        ‫על פי סוכנות האנרגיה הבינלאומית: אנרגיה‬
                                                          ‫מתחדשת הינה מונעת מתהליכים טבעיים‬
                                                       ‫שמתחדשים באופן קבוע. היא מונעת ישירות‬
                                                ‫מהשמש או מחום שנוצר במעמקי האדמה. כלולים‬
                                                       ‫בהגדרתה החשמל והחום הנוצרים מהשמש,‬
                           ‫אנרגיה הידראולית‬        ‫הרוח, אוקיינוס, כוח הידראולי, ביומסה, מקורות‬
   ‫מתחלקת לאנרגיה ימית ואנרגיה מנהרות. ניתן‬           ‫גאותרמיים, דלק אורגני ומימן שנוצר ממקורות‬
 ‫לרתום ולהשתמש באנרגיה במים. מאחר שהמים‬                                              ‫מתחדשים.‬
  ‫דחוסים פי 008 בערך ביחס לאויר, גם זרם מים‬        ‫אנרגיה מתחדשת מחליפה דלקים קונבנציונלים‬
‫חלש או גלי ים מתונים יכולים להניב כמות מכובדת‬            ‫בארבעה מישורים שונים: יצירת הספק (של‬
   ‫של אנרגיה. ישנן צורות רבות של אנרגיית מים:‬   ‫חשמל), מים חמים/ חימום חללים, דלקי תחבורה,‬
   ‫אנרגיה הידרואלקטרית מתייחסת לרוב לסכרים‬        ‫ושירותי אנרגיה חקלאיים שלא מחוברים לרשת.‬
‫הידרואלקטרים בקנה מידה גדול, לדוגמא ‪Grand‬‬
‫‪ Coulee Dam‬במדינת וושינגטון ו ‪Akosombo‬‬                                              ‫אנרגית רוח‬
                                ‫‪ Dam‬בגאנה.‬      ‫רוח הינה תוצאה של חימום תרמי של הארץ על ידי‬
     ‫מערכות מיקרו הידראוליות הינם מתקנים של‬            ‫השמש, ויש לה דפוס גלובלי של טבע המשכי‬
‫הספק הידרואלקטרי שמייצרים עד 001 ‪ . KW‬הם‬                   ‫למחצה. הרוח מושפעת באופן משמעותי‬
     ‫לרוב בשימוש באזורי מים עמוקים כספק כוח‬               ‫מטופוגרפיה ומזג האויר וחלים בה שינויים‬
        ‫מרוחק. ישנם כמה מתקנים כאלו בעולם.‬            ‫עונתיים, יומיים ולפעמים גם בהפרש של שעות‬
  ‫מערכות הידראוליות חסרות סכר מיצרות אנרגיה‬       ‫ספורות. מקורות לאזורים בהם הרוח היא חזקה‬
   ‫קינטית מנהרות וימים מבלי להשתמש בסכרים.‬      ‫אבל‬       ‫וקבועה הם לאורך החוף ואזורים הרריים.‬
                                                         ‫מקורות משמעותיים נמצאים גם במישורים.‬
                                                         ‫אנרגית רוח ניתנת להמרה לאנרגיה מכנית‬
                                                 ‫באמצעות טורבינות רוח הן באופן מאוזן והן מסוג‬
                                                  ‫ציר אנכי, והיא בשימוש לשאיבת מים או ליצירת‬
                                                ‫חשמל או אפילו לאנרגיה תרמית באמצעות חיכוך.‬
                                                ‫006‬        ‫טורבינות רוח מודרניות נעות בטווח שבין‬
                                                  ‫‪ MW‬של כוח מוערך. טורבינות רוח‬        ‫‪ KW‬ל 5‬
                                                ‫3-5.1 ‪ MW‬הפכו‬          ‫בעלות תפוקה מוערכת של‬
                                                      ‫לשכיחות יותר לצרכים מסחריים, התפוקה של‬
                                                      ‫הטורבינה היא פונקציה של מהירות הרוח, ככל‬
‫אנרגית השמש. באופן כללי ישנן שתי גישות‬                                       ‫אנרגיה סולרית‬
 ‫להשתמש בצמחים ליצירת אנרגיה: לגדל צמחים‬              ‫היא אנרגיה הנובעת מהשמש באמצעות קרינת‬
‫במטרה להשתמש בהם ליצירת אנרגיה או שימוש‬             ‫השמש. השימוש באנרגיה סולרית הוא מגוון וכולל‬
   ‫בשאריות של צמחים ששימשו לדברים אחרים.‬           ‫חימום תרמי (במערכות אקטיביות ופסיביות) יצירת‬
    ‫ניתן ליצור ביומסה גם משפכים, שאריות מזון,‬          ‫כוח חשמלי באמצעות מחזורים תרמו דינמיים‬
‫צמחיה ימית. לכל סוג טכנולוגיה המתאימה לו, רוב‬             ‫והמרה ישירה לאנרגיה חשמלית באמצעות‬
     ‫השיטות מייצרות אנרגיה מועטה אבל צורכות‬           ‫מערכות פוטוולטאיות. ניצול השמש כולל חימום‬
 ‫הרבה מים לכן זוהי טכנולוגיה שקצת קשה ליישם‬        ‫וקירור חללים באמצעים אדריכליים, אור יום, חימום‬
‫מבחינה כלכלית. מצד שני הפיכת פסולת לאנרגיה‬           ‫מים, בישול, ועוד. טכנולוגיות סולריות מאופיינות‬
             ‫מאפשרת שימוש יעיל יותר בפסולת.‬        ‫כפסיביות או אקטיביות תלוי באופן שבו הן לוכדות,‬
                                                    ‫ממירות ומפיצות את האנרגיה הסולרית. טכניקות‬
                             ‫אנרגיה גאותרמית‬              ‫סולריות אקטיביות כוללות בין היתר שימוש‬
     ‫היא אנרגיה הנוצרת מחום כדור הארץ עצמו,‬               ‫בפאנלים פוטוולטאים ודודי חימום סולריים.‬
      ‫מקילומטרים עמוק בקרום האדמה באזורים‬            ‫טכניקות סולריות פאסיביות כוללות בין היתר את‬
      ‫וולקניים אקטיביים של הגלובוס או מעומקים‬         ‫מיקום הבניין ביחס לשמש, בחירת חומרים עם‬
     ‫רדודים כמו במשאבות חום גאותרמיות ברוב‬         ‫מסה תרמית או תכונות מפזרות אור, ותכנון החלל‬
                         ‫המקומות בכדור הארץ.‬       ‫והן מפחיתות‬    ‫כך שהאויר יתחלף בו באופן טבעי‬
  ‫נעשה שימוש בשלושה סוגים של תחנות כוח על‬                 ‫את הצורך בשימוש במקורות חימום וקירור‬
‫מנת ליצר הספק מאנרגיה גאותרמית: קיטור יבש,‬                                                 ‫נוספים.‬
     ‫רשף, ובינארי. תחנות קיטור יבש לוקחות את‬                                                ‫‪Error‬‬
 ‫האדים מבעד סדקים שבאדמה ומשתמשות בהם‬
  ‫על מנת להניע באופן ישיר טורבינות שמסובבות‬
   ‫גנרטור. תחנות רשף לוקחות מים חמים, בדרך‬
‫002 מעלות, מחוץ‬     ‫כלל בטמפרטורה של יותר מ‬
   ‫לאדמה ומאפשרות להם לרתוח כשהם מגיעים‬
‫לפני השטח ואז מפרידות את שלב האדים ומריצות‬
‫את האדים דרך טורבינה. בתחנות בינאריות המים‬
  ‫החמים זורמים דרך מחליפי חום, מרתיחים נוזל‬
 ‫אורגני שמפעיל את הטורבינות. האדים המעובים‬
       ‫והנוזל הגאותרמי שנשאר מכל שלושת סוגי‬
     ‫התחנות מוזרקים חזרה לסלע החם על מנת‬                                                   ‫ביומסה‬
                               ‫שיאספו עוד חום.‬       ‫(חומר צמחי) הינה מקור אנרגיה מתחדש מאחר‬
     ‫מקורות גאותרמיים כאלו קיימים באזורים לא‬               ‫שהאנרגיה שהיא מכילה מגיעה מהשמש.‬
  ‫יציבים מבחינה גאולוגית כמו בצ'ילה, איסלנד, ניו‬     ‫באמצעות תהליך הפוטוסינתזה הצמחים לוכדים‬
              ‫זילנד, ארה"ב, הפיליפינים ואיטליה.‬    ‫את אנרגית השמש. כשהצמח נשרף הוא משחרר‬
                                                        ‫את אנרגית השמש אותה הוא מכיל, בדרך זו‬
                                                   ‫ביומסה מתפקדת כסוג של בטריה שמאחסנת את‬
‫‪Error‬‬




                                   ‫דלק אורגני‬
   ‫דלק אורגני נוזלי הוא בדרך כלל או ביו אלכוהול‬
        ‫כמו ביו אתנול או שהוא שמן כמו ביו דיזל.‬
   ‫ביו אתנול הינו אלכוהול המיוצר על ידי התססת‬
‫רכיב הסוכר של חומר צמחי וזה נעשה לרוב מיבולי‬
      ‫סוכר ועמילן. באמצעות טכנולוגיה מתקדמת‬
      ‫שמתפתחת, גם בביומסה תאית, כמו עצים‬
     ‫ועשבים, נעשה שימוש ליצירת האתנול. ניתן‬
 ‫להשתמש באתנול כדלק לרכב בצורתו הטהורה,‬
  ‫אך לרוב נעשה בו שימוש כתוסף לבנזין על מנת‬
‫להעלות את האוקטן ולשפר את פליטת הרכב. ביו‬
     ‫אתנול הוא בשימוש נרחב בארה"ב ובברזיל.‬
  ‫ביו דיזל נוצר משמני צמחים, שומן חיות או שומן‬
   ‫ממוחזר. ניתן להשתמש בביו דיזל כדלק לרכב‬
‫בצורתו הטהורה אך לרוב נעשה בו שימוש כתוסף‬
       ‫לדיזל על מנת להפחית את המזהמים, חד‬
    ‫תחמוצת הפחמן ופחמימן ברכבים בעלי מנועי‬
  ‫דיזל. ביו דיזל הוא הדלק האורגני השכיח ביותר‬
                                      ‫באירופה.‬
‫051 ‪ MW‬בספרד ותחנות נוספות, תעשיית‬       ‫מבוא – מהן המגמות בעולם בנושא אנרגיה‬
                 ‫האנרגיה הסולרית התרמית גדלה‬                                         ‫מתחדשת?‬
    ‫במהירות,כשבספרד ובארה"ב פרוייקטים רבים‬        ‫במהלך חמש השנים שבין 4002 ל 9002 . היכולת‬
                                       ‫בתחום.‬         ‫של האנרגיה המתחדשת הכלל עולמית צמחה‬
‫בסקטור של המערכות הפוטוולטאיות – מאז 2002‬              ‫06-01 אחוזים שנתיים עבור‬        ‫בשיעור של‬
  ‫%02 לשנה בייצור‬        ‫ישנה עליה ממוצעת של‬        ‫טכנולוגיות רבות. כל צורות האנרגיה הינן יקרות,‬
‫9002 הכמות‬       ‫המערכות הפוטוולטאיות. כשבסוף‬          ‫אך ככל שעובר הזמן אנרגיה מתחדשת לרוב‬
            ‫הגלובלית של אנרגיה סולרית ממערכות‬          ‫נעשית זולה יותר בעוד שדלק נעשה לרוב יקר‬
‫00012 ‪ .MW‬ישנם‬          ‫פוטוולטאיות עברה את ה‬              ‫יותר. אל גור טען שישנן שלוש סיבות בגללן‬
 ‫פארקים גדולים של מערכת פוטוולטאית בגרמניה,‬                      ‫אנרגיה מתחדשת נעשית זולה יותר:‬
   ‫קנדה וספרד. במקרה של מערכות פוטוולטאיות‬            ‫1. כאשר התשתית לאנרגיה המתחדשת‬
   ‫ניתן וחשוב לשלבן בבניינים באופן שבו ישתמשו‬      ‫נבנית האנרגיה עצמה היא חינם לתמיד,‬
   ‫מבנים קיימים וייצרו אנרגיה קרוב למקום בו היא‬     ‫שלא כמו פחם, הרוח, השמש והאדמה‬
                                        ‫נצרכת.‬         ‫מספקות אנרגיה שהיא חינם בכמות‬
 ‫– בברזיל ובארה"ב‬      ‫בסקטור של הדלק האורגני‬                               ‫שאינה נגמרת.‬
    ‫נעשה שימוש באתנול כדלק לכלי הרכב, ברזיל‬         ‫2. בזמן שטכנולוגית הדלק הינן ישנות יותר‬
  ‫מאז 0791 היא היצרנית השניה בגודלה, (אחרי‬                  ‫טכנולוגיות של אנרגיה מתחדשת‬
  ‫ארה"ב) של אתנול והיצואנית הגדולה שלו. ליצור‬     ‫משתפרות במהירות, כך שחדשנות וכושר‬
  ‫האתנול משתמשים בסוכר ובשאריות משתמשים‬             ‫המצאה נותנות לנו את היכולת להעלות‬
   ‫ליצור חום וחשמל. בברזיל לא משתמשים בדלק‬            ‫באופן קבוע את היעילות של האנרגיה‬
  ‫טהור לתדלוק כלי הרכב וגם בארה"ב משתמשים‬         ‫המתחדשת ובהמשך להוריד את העלויות‬
‫‪fossil‬‬      ‫בתערובת בה %01 אתנול משולב עם‬                                           ‫שלה.‬
          ‫‪ .fuels‬ותעשיית כלי הרכב מתכננת רכבים‬    ‫3. ברגע שהעולם נותן הצהרה ברורה לעבור‬
     ‫שיתדלקו על תערובות המורכבות מריכוז גבוה‬      ‫לאנרגיה מתחדשת, נפח היצור עצמו יוריד‬
                                ‫יותר של אתנול.‬             ‫באופן חד את העלויות של החלקים‬
 ‫– האיגוד‬        ‫בסקטור של האנרגיה הגאותרמית‬           ‫במערכות השונות, ובמקביל יש צורך‬
‫51701‬       ‫הגאותרמי הבינלאומי ( ‪ )IGA‬דיווח על‬             ‫להוסיף תמריצים נוספים למחקרים‬
 ‫42 מדינות שייצר‬       ‫‪ MW‬של הספק גאותרמי ב‬        ‫ופיתוח כדי להמשיך במהירות את תהליך‬
‫64276 ‪ GW‬של חשמל ב 0102. שיעור זה מייצג‬                                       ‫ההתחדשות.‬
  ‫עליה של %02 של שימוש באנרגיה גאותרמית‬
 ‫מאז 5002. האיגוד הגאותרמי העולמי צופה שעד‬        ‫9002 חלה‬         ‫בסקטור של אנרגית רוח - בסוף‬
 ‫00581 ‪ .MW‬מובילות‬         ‫5102 תהיה עליה של‬        ‫עליה של %13 ביכולת של חוות הרוח ואנרגית‬
                      ‫בתחום ארה"ב והפיליפינים.‬    ‫הרוח מספקת %3.1 מצריכת החשמל הגלובלית.‬
         ‫בסקטור של אנרגיה הידראולית - בפורטוגל‬    ‫בתחום זה מובילות אנגליה ודנמרק עם 003 ‪MW‬‬
‫נפתחה חוות גלים ב 8002 שמייצרת 52.2 ‪.MW‬‬                                      ‫ו902 ‪ MW‬בהתאמה.‬
  ‫ב7002 הוכרז בסקוטלנד על הקמה של חווה כזו‬        ‫– ישנן‬    ‫בסקטור של יצירת אנרגיה סולרית תרמית‬
                                ‫שתייצר 3 ‪.MW‬‬      ‫תחנות גדולות של 453 ‪ MW‬בארה"ב, תחנה של‬
‫ניתן לראות שבמקומות שונים בעולם מקדמים‬
‫טכנולוגיות רבות של יצור אנרגיה מתחדשת ומגמה‬
‫זו נמצאת בעליה מתמדת. כאמור ככל שהתעשייה‬
 ‫תגדל כך עלויות היצור ירדו והמקורות עצמם הינם‬
 ‫טבעיים ללא עלות, הדבר החשוב ביותר הם עצם‬
  ‫היותה אנרגיה מתחדשת שאינה נגמרת ושאינה‬
                            ‫מזהמת את האויר.‬
‫מערכת מחוברת לרשת: בדרך כלל לרשת החשמל‬                      ‫הצגת הנושא - הפקת חשמל מאנרגית‬
    ‫הכללית ומזינה חשמל אל הרשת. מערכת כזו‬                       ‫השמש – הטכנולוגיות המרכזיות:‬
‫01-2 ‪)KWP‬‬          ‫משתנה בגודל שלה ממגורים (‬          ‫מערכות פוטוולטאי ות, פוטוולטאי מרוכז‬
‫לתחנות כוח סולריות ( ‪ (10s GWp‬זוהי צורה של‬                                       ‫וכוח סולרי מרוכז,‬
    ‫יצירת חשמל מבוזרת. במיקרה של מגורים או‬
                                                             ‫סקירת הטכנולוגיות בתחום האנרגיה‬
 ‫בניינים מצויידים במערכת פוטוולטאית המחוברת‬
                                                                          ‫הסולרית ומתן דוגמאות‬
‫לרשת, הדרישה החשמלית של הבניין מסופקת על‬
‫ידי המערכת הפוטוולטאית ורק העודף מוזן לרשת,‬
                                                           ‫כוח סולרי הוא המרה של אור שמש לחשמל,‬
                                      ‫כאשר קיים.‬
                                                     ‫‪,PV‬‬         ‫ישירות באמצעות מערכת פוטוולטאית‬
                                                     ‫פוטוולטאי מרוכז ‪ CPV‬או באופן עקיף באמצעות‬
     ‫עוקב סולרי יכול לשפר בצורה משמעותית את‬
                                                     ‫כוח סולרי מרוכז ‪ .CSP‬מערכות כוח סולרי מרוכז‬
  ‫כמות הכוח המיוצרת על ידי המערכת באמצעות‬
                                                     ‫משתמשות בעדשות או במראות ובמערכות מעקב‬
     ‫שיפור הביצועים בבוקר ואחר הצהריים. כדאי‬
                                                     ‫על מנת לרכז אזור רחב של אור שמש לחימום נוזל‬
‫להתקין עוקבים עבור יישומים לא מרוכזים באזורים‬
                                                           ‫שפועל ליצירת אנרגיה או לאחסונה. מערכות‬
   ‫בעלי אור שמש ישיר. באור שמש מפוזר (בימים‬
                                                     ‫פוטוולטאיות ממירות את אור השמש לזרם חשמלי‬
     ‫מעוננים או ערפל) לעוקבים אין כל ערך. עבור‬
                                                                       ‫באמצעות האפקט הפוטוולטאי.‬
       ‫מערכות פוטוולטאיות מרוכזות עוקבים הינם‬
   ‫הכרחיים. ציפוי אנטי רפלקטיבי לחיפוי הזכוכית‬
                                                                               ‫מערכת פוטוולטאית:‬
        ‫למערכת הפוטוולטאית יכול לספק את רוב‬
                                                     ‫מערכת פוטוולטאית משתמשת בתאים סולרים על‬
‫היתרונות של מערכת מעקב מבלי להשתמש בכוח‬
                                                           ‫מנת להפוך אור לחשמל. מערכת פוטוולטאית‬
  ‫נוסף או אחזקה. ישנם ציפויים אנטי רפלקטיביים‬
                                                      ‫מורכבת ממספר מרכיבים כולל תאים, בדרך כלל‬
   ‫שמשתמשים בננו טכנולוגיה על מנת לשפר את‬
                                                              ‫עשויים מסיליקון, חיבורים והרכבה מכניים‬
   ‫הביצועים שלהם, ומספקים את אותם הביצועים‬
                                                        ‫וחשמליים ואמצעים לבקרה ו/או שינוי של הזרם‬
                        ‫שמערכת מעקב מספקת.‬
                                                       ‫החשמלי. בשל המתח החשמלי הנמוך של התא‬
                                  ‫ביצועי המערכת‬
                                                     ‫הסולרי – 5.0 ‪ ,V‬מספר תאים מחוברים בסדרות‬
      ‫כוח השמש בצהרי היום ביום נטול עננים בקו‬
                                                        ‫ליצירת לוח. הלוח מחובר למגן מפני מים והופך‬
 ‫²‪ 1 kW/m‬על פני כדור הארץ,‬        ‫המשווה מגיע ל‬
                                                             ‫לרכיב פוטוולטאי. ניתן לחבר מספר רכיבים‬
    ‫למישור שהוא אנכי לקרני השמש. על כן מערך‬
                                                              ‫למערך. את החשמל המיוצר ניתן לאחסן,‬
   ‫פוטוולטאי יכול לעקוב אחרי השמש בכל יום על‬
                                                        ‫להשתמש ישירות או להטעין לרשת החשמלית.‬
    ‫מנת להגביר את איסוף האנרגיה, אולם מתקני‬
      ‫מעקב מוסיפים לעלות ודורשים תחזוקה, לכן‬
                                                           ‫מערכת עצמאית: למערכת עצמאית אין חיבור‬
‫מקובל יותר למערכות פוטוולטאיות להיות מותקנות‬
                                                       ‫לרשת החשמלית המרכזית. מערכת זו משתנה‬
    ‫בצורה קבועה שמטה את המערך ומפנה אותו‬
                                                           ‫מאוד בגודל וביישומים: ממחשבונים לבניינים‬
 ‫לכיוון דרום בחצי הכדור הצפוני או לכיוון צפון בחצי‬
                                                     ‫מרוחקים וחלליות. אם יש צורך לספק את החשמל‬
  ‫הכדור הדרומי. זוית ההטיה יכולה להשתנות לפי‬
                                                       ‫באופן בלתי תלוי מהחשיפה לשמש, הכוח הנוצר‬
   ‫עונה, אבל אם היא קבועה היא צריכה לתת את‬
                                                                                   ‫מאוחסן בבטריות.‬
‫התפוקה האופטימלית למערך למשך דרישת השיא‬
‫ד"ר ברונו לאנג' ( ‪ )Bruno Lange‬פיתח תא פוטו‬                ‫החשמלי לשנה אופיינית. עבור מערכות גדולות‬
  ‫‪ selenide‬כסף במקום‬          ‫על ידי שימוש סלניד‬          ‫האנרגיה המורווחת באמצעות שימוש במערכות‬
  ‫בתחמוצת נחושת. למרות שהפרוטוטייפ של תאי‬                      ‫מעקב מכריעות לעומת הוספת המורכבות‬
‫הסלניום המירו פחות מ %1 של אור לחשמל הכירו‬           ‫%03‬         ‫(העוקבים יכולים להעלות את היעילות ב‬
‫מדענים שונים בחשיבות הגילוי. ב 4591 החוקרים‬          ‫או יותר) מערכות פוטוולטאיות שמגיעות למגה ואט‬
  ‫‪ ,Gerald Pearson‬קלווין פולר‬        ‫ג'רלד פירסון‬         ‫אחד או עוברות אותו משתמשות לרוב בעוקבים‬
‫‪ Daryl Chapin‬יצרו‬      ‫‪ Calvin Fuller‬ודריל שפין‬                                                ‫סולרים.‬
  ‫תא סולרי מסיליקון. התאים הסולרים המוקדמים‬                  ‫עבור האקלים וקו הרוחב של ארה"ב ואירופה‬
‫-5.4‬      ‫עלו 682 דולרים לוואט והגיעו ליעילות של‬     ‫חשיפה טיפוסית לשמש נעה מ /²‪ 4 kWh/m‬ליום‬
‫%6 . כיום ישנם סוגים רבים של תאים פוטוולטאים:‬            ‫/²‪ 6.5 kWh/m‬ליום באזורים‬        ‫בצפון ועולה ל‬
             ‫סרט דק, סיליקון מונוקריסטלין, סיליקון‬        ‫שטופי השמש. לפאנלים סולרים אופייניים יעילות‬
  ‫פוליקריסטלין ותאים אמורפיים. השימוש הראשון‬         ‫של %21 עד ל %02 . מתקן פוטוולטאי בקו הרוחב‬
 ‫המשמעותי בתאים סולרים נעשה כמקור כוח גיבוי‬          ‫הדרומי של אירופה וארה"ב יכול לייצר /²‪1 kWh/m‬‬
 ‫ללווין ‪ Vanguard I‬ב 8591, שאפשרו לו לשדר‬                ‫051 וואט" הוא‬    ‫ליום. פאנל סולרי אופייני של "‬
  ‫למשך שנה לאחר שנגמרה לו הבטריה הכימית,‬             ‫1‬        ‫בגודל של מטר מרובע, פאנל כזה יכול ליצר‬
‫שימוש זה חזר על עצמו בלווינים שונים של ברה"מ‬             ‫‪ kWh‬כל יום בממוצע לאחר שלוקחים בחשבון את‬
  ‫0691 תאים פוטוולטאים‬        ‫וארה"ב ובסוף שנות‬                               ‫מזג האויר ואת קו הרוחב.‬
   ‫הפכו להיות למקור כוח מבוסס עבורם והפכו גם‬               ‫התאים הפוטולטאים רגישים מאוד לצל, גם אם‬
 ‫חיוניים לתשתית התקשורת היום. העלות הגבוהה‬               ‫כמות קטנה של תאים, יחידות או מערך מוצללים‬
  ‫של תאים סולרים הגבילה שימושם בכדור הארץ‬                 ‫והשאר חשופים לקרינת השמש התפוקה יורדת‬
  ‫לאורך שנות 0691. דבר זה השתנה בתחילת‬                    ‫בצורה דרמטית בשל קצר חשמלי (האלקטרונים‬
‫שנות 0791 כשהעלות הגיעה למחירים תחרותיים‬                  ‫משנים את מסלולם). לכן חשוב ביותר שהמתקן‬
  ‫עבור מקומות מרוחקים אליהם רשת החשמל לא‬                 ‫הפוטוולטאי לא יהיה מוצל כלל לא על ידי עצים או‬
‫הגיעה. משבר השמן ב 3791 עודד עליה מהירה‬                      ‫על ידי אלמנטים אדריכליים. אור השמש יכול‬
‫0791‬      ‫ביצור של תאים פוטוולטאים במהלך שנות‬              ‫להספג על ידי אבק או נשורת שנמצאים על פני‬
‫ותחילת שנות 0891 המחירים ירדו מ 001 דולרים‬           ‫השטח של היחידות. דבר זה יכול להוריד את כמות‬
‫5891. ירידת‬       ‫לוואט ל 7 דולרים לוואט בשנת‬                ‫האור שמגיעה לתאים עד לכדי חצי. יש צורך‬
 ‫0891 הובילה‬           ‫מחירי השמן בתחילת שנות‬            ‫לשמור על פני שטח נקיים של היחידות. גם עליה‬
       ‫להפחתה במימון של המערכות הפוטוולטאיות‬          ‫בטמפרטורה עלולה לפגוע בתפוקה ובאורך החיים‬
‫וחוסר המשכיות בהכרה במיסים הקשורים לפעולת‬                    ‫של היחידות. אוורור מעל או מאחורי היחידות‬
  ‫8791. גורמים אלו מיתנו את‬      ‫מיסוי האנרגיה מ‬              ‫הפוטוולטאיות מפחית בעיה זו. חיי היחידות‬
‫הצמיחה כמעט של %51 לשנה מ 4891 עד לשנת‬                     ‫מגיעים ל 52 שנים ויש לקחת בחשבון עלויות‬
 ‫0991 עבר הסקטור‬          ‫6991. מאז אמצע שנות‬                                                 ‫החלפה.‬
   ‫הפוטוולטאי לפעילות מירבית מארה"ב לאירופה‬              ‫‪ PV‬הינו רכיב שממיר אור‬     ‫תא סולרי פוטוולטאי‬
 ‫וליפן. בין השנים 2991 ל 4991 יפן הגדילה את‬          ‫לזרם חשמלי באמצעות האפקט הפוטוולטאי. התא‬
‫המימון, קבעה קוים מנחים והנהיגה תכנית תמיכה‬                      ‫הסולרי הראשון נבנה על ידי צ'רלס פריץ‬
       ‫כספית על מנת לעודד את ההתקנה למערכות‬          ‫(‪ )Charles Fritts‬ב 0881. ב 1391 מהנדס גרמני‬
‫מערכות אלו: נמוכה, בינונית וגבוהה שנמדדות‬     ‫פוטוולטאיות ביתיות. כתוצאה מתקנים פוטוולטאים‬
              ‫ביחידות "שמש" (הכפלה בריבוע).‬      ‫במדינה עלו מ 2.13 ‪ MW‬ב 4991 ל 813 ‪ MW‬ב‬
   ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת נמוכה היא בריכוז‬       ‫%03 בסוף שנות‬     ‫9991 והיצור העולמי צמח ב‬
 ‫שבין 2 ל 001 יחידות "שמש". מסיבות כלכליות‬       ‫0991 . בגרמניה התפוקה של מתקנים פוטוולטאים‬
   ‫משתמשים לרוב בסיליקון קונבנציונלי, בריכוזים‬   ‫מ 001 ‪ MW‬בשנת 0002 ל כמעט 0514 ‪MW‬‬
 ‫אלו זרם החום נמוך דיו כך שלא צריך קרור פעיל.‬        ‫7002 . לאחר מכן ספרד הפכה‬       ‫בסוף שנת‬
   ‫חוקי האופטיקה מכתיבים שקולט עם יחס ריכוז‬      ‫למובילה בשוק הפוטוולטאי לאחר שהתקינה %54‬
  ‫נמוך יכול לקבל זוית קבלה גבוהה והוא לא צריך‬      ‫ממערכות הפוטוולטאיות בעולם. מחקרים שונים‬
     ‫מעקב סולרי פעיל. מרכזים סולרים פולטי אור‬     ‫0102 השוק הפוטוולטאי‬      ‫הראו שלקראת שנת‬
 ‫יכולים להיות בשימוש על מנת לבנות מערכות לא‬      ‫יעבור את ה 61 ‪ .GW‬בשנים האחרונות מתקנים‬
        ‫עוקבות עם ריכוז בטווח של 2 "שמשות".‬        ‫סולרים התרחבו לאזורי מגורים בזכות תמריצים‬
   ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת בינונית בריכוז של‬        ‫ממשלתיים ליצור אנרגיה "ירוקה" בדרכים יותר‬
  ‫001 עד 003 "שמשות", המערכת דורשת שני‬              ‫כלכליות כמו למשל למכור את החשמל המיוצר‬
     ‫צירים עוקבי שמש וקירור, אקטיבי או פאסיבי‬      ‫לרשת. ישנן תחנות סולריות פוטוולטאיות גדולות‬
                 ‫שהופכים אותה ליותר מורכבת.‬                     ‫בין היתר בגרמניה, קנדה וספרד.‬
      ‫מערכת פוטולטאית מרוכזת גבוהה מפעילה‬
‫מרכזים אופטיים המורכבים מצלחות מחזירות אור‬                         ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת‬
 ‫‪ fresnel‬שמרכזות אור שמש‬      ‫או עדשות פרסנל‬       ‫היא אחת הצורות החדשות ביותר של טכנולוגית‬
    ‫003 "שמשות" ויותר. התאים‬       ‫לעוצמה של‬     ‫אנרגיה סולרית. מערכות אלו ממקדות כמות גדולה‬
    ‫הסולרים דורשים קולטי חום ביכולת גבוהה על‬             ‫של אור שמש על גבי שטח קטן של חומר‬
‫מנת לא להרוס הרס תרמי ועל מנת להתמודד עם‬         ‫פוטוולטאי על מנת לייצר חשמל. שלא כמו מערכות‬
    ‫הטמפרטורה הקשורה לאובדן ביצועים. תאים‬         ‫של פאנלים שטוחים מערכת זו הרבה פחות יקרה‬
 ‫‪ multijunction‬כרגע‬        ‫סולרים רבי חיבורים‬     ‫לייצור מאחר שהריכוז מאפשר לייצר שטחי תאים‬
  ‫מועדפים על גבי סיליקון מאחר שהם יותר יעילים‬     ‫סולריים קטנים יותר. מערכת פוטולטאית מרוכזת‬
     ‫ויש להם מקדם טמפרטורה נמוך יותר (פחות‬       ‫פועלת בצורה היעילה ביותר באור שמש מרוכז, כל‬
 ‫אובדן ביעילות עם העליה בטמפרטורה). היעילות‬           ‫זמן שהתא הסולרי נשמר קר תוך כדי שימוש‬
      ‫של שני סוגי התאים עולה עם עליה בריכוז:‬           ‫בקולטי חום. אור מפוזר כמו למשל בתנאים‬
‫‪ multijunction‬עולה‬    ‫היעילות של רבי החיבורים‬       ‫מעוננים וקודרים, לא ניתן לרכז. על מנת להגיע‬
                                    ‫מהר יותר.‬    ‫ליעילות המירבית על מערכות אלו להיות ממוקמות‬
                                                     ‫באזורים בהם מתקבל הרבה מאוד אור שמש‬
           ‫מערכות של כוח סולרי מרוכז ‪: CSP‬‬          ‫ישיר. תכונות הולכה למחצה מאפשרות לתאים‬
  ‫הינן מערכות שמשתמשות בעדשות או במראות‬           ‫הסולרים לפעול ביעילות רבה יותר באור מרוכז כל‬
  ‫ומערכת מעקב על מנת לרכז אזור גדול של אור‬           ‫זמן שטמפרטורת חיבור התאים נשארת קרה‬
‫שמש או אנרגיה סולרית תרמית על גבי שטח קטן.‬        ‫באמצעות שימוש בקולטי חום. כעת המחירים הם‬
   ‫הכוח חשמלי מיוצר כאשר האור המרוכז מומר‬          ‫קרובים לדולר אחד לוואט, בעלות זו סביר להניח‬
    ‫לחום שמפעיל מנוע חום (בדרך כלל טורבינת‬         ‫שהמערכת הפוטוולטאית המרוכזת תגיע למחירי‬
‫קיטור) שמחובר לגנרטור של כוח חשמלי. מערכות‬         ‫1102. ישנם שלושה סוגים של‬     ‫הרשת. כבר ב‬
‫נוזל. היתרון הוא שלמראות שטוחות‬          ‫של כוח סולרי מרוכז שונות ממערכת פוטוולטאי‬
‫זולות יותר ממראות פרבוליות וניתן להציב‬         ‫מרוכזת בכך שהפוטוולטאית המרוכזת ממירה‬
  ‫יותר מחזירי אור בשטח נתון, ובכך ניתן‬           ‫ישירות את האנרגיה הסולרית לחשמל מבלי‬
 ‫להשתמש ביותר אור שמש. במערכת זו‬             ‫להשתמש בטורבינת קיטור. במערכות כוח סולרי‬
  ‫ניתן להשתמש הן בקנה מידה גדול והן‬         ‫מרוכז נעשה שימוש ליצירת חום או קור או חשמל‬
                      ‫בקנה מידה קטן.‬        ‫מתחדשים הנקרא חשמל תרמי שבדרך כלל נוצר‬
                                   ‫‪Error‬‬                                 ‫באמצעות קיטור.‬
                                                    ‫ישנן כמה מערכות של כוח סולרי מרוכז:‬
                                           ‫1. תעלה-שוקת פרבולית שמורכבת ממחזירי‬
                                               ‫אור פרבוליים לינאריים שמרכזים אור‬
                                           ‫לתוך קולטן שממוקם לאורך קו המוקד של‬
                                            ‫מחזיר האור. הקולטן הוא צינור שממוקם‬
                                             ‫ישר מעל מרכז המראה הפרבולית והוא‬
                                           ‫מלא בנוזל. מחזיר האור נועד לעקוב אחרי‬
                                                ‫השמש לאורך שעות היום לאורך ציר‬
                                              ‫– מלח מותך כמו סודיום‬   ‫יחיד. הנוזל‬
    ‫3. צלחת ‪ stirling‬סטירלינג סולרית או‬
                                           ‫ופוטסיום ניטראט – מחומם ל 053-051‬
‫מערכת מנוע של צלחת מורכבת ממחזיר‬
                                              ‫מעלות בזמן שהוא זורם בתוך הקולטן‬
  ‫אור פרבולי בודד שמרכז אור אל קולטן‬
                                             ‫והוא משמש כמקור חום למערכת יצירת‬
‫שמוצב בנקודת המיקוד של מחזיר האור.‬
                                                 ‫כוח. מערכות של תעלות פרבוליות‬
  ‫מחזיר האור עוקב אחרי השמש לאורך‬
                                             ‫מספקות את השימוש הטוב ביותר מכל‬
 ‫שני צירים. הנוזל בתוך הקולטן מתחמם‬
                                                               ‫טכנולוגיה סולרית .‬
‫לטמפרטורות של 007-052 מעלות ואז‬
   ‫נעשה בו שימוש על ידי המנוע ליצירת‬
  ‫כוח. מערכת צלחת פרבולית נותנת את‬
  ‫היעילות המירבית בקרב טכנולוגיות כוח‬
                          ‫סולרי מרוכז.‬
                                   ‫‪Error‬‬




                                           ‫‪ fresnel‬פרסנל לינארי‬   ‫2. מחזירי אור של‬
                                           ‫מרוכז הינם מתקנים של כוח סולרי מרוכז‬
                                                ‫שמשתמשים בפס של מספר רב של‬
                                           ‫מראות במקום במראות פרבוליות על מנת‬
                                            ‫לרכז אור שמש על גבי שני צינורות בהם‬
‫מומחים צופים שהצמיחה המירבית תהיה‬                ‫4. מגדל כוח סולרי "שמש" מורכב ממערך דו‬
  ‫במקומות כמו אפריקה, מקסיקו, דרום מערב‬          ‫צירי של מחזירי אור עוקבים ( ‪)heliostats‬‬
 ‫ארה"ב. מצופה גם ירידה חדה במחירים עד ל‬                    ‫על מנת לרכז אור אל קולטן בקצה‬
‫0502 מ 32-51 יורו לקילו וואט לשעה ל -01‬                ‫המגדל. הקולטן מכיל נוזל שיכול להיות‬
                  ‫41 יורו לקילו וואט לשעה.‬       ‫0001-005‬        ‫גם מי ים. הנוזל מתחמם ל‬
                                                       ‫מעלות ואז נעשה בו שימוש ליצירת כוח‬
           ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת ותרמית‬             ‫או למערכת איחסון אנרגיה. הפיתוח של‬
 ‫מערכת ‪ CPVT‬הינה מערכת שמשלבת חום וכוח‬                 ‫מגדל כוח הינו פחות מתקדם ממערכת‬
  ‫סולרי, טכנולוגיה שמשתמשת בפוטוולטאי מרוכז‬           ‫התעלות אבל יעיל יותר מבחינת עלויות,‬
    ‫שמייצרת חשמל וחום באותו רכיב. החום יופעל‬            ‫מציע יעילות גבוהה יותר ויכולת אחסון‬
   ‫לחימום מים, למזגן, להתפלה או תהליכי חימום.‬        ‫אנרגיה טובה יותר בקרב טכנולוגית הכוח‬
  ‫מערכות אלו הן כעת ביצור באירופה וישנה חברה‬                                ‫הסולרי המרוכז.‬
‫ישראלית ‪ Zenith Solar‬שמפתחת מערכת כזו עם‬
                     ‫הטוענת ליעילות של %27.‬


                         ‫שיטות אחסון אנרגיה‬
   ‫אנרגיה סולרית אינה זמניה בלילה, על כן אחסון‬
 ‫האנרגיה הינו דבר חשוב על מנת לאפשר אספקה‬
   ‫של אנרגיה. גם אנרגית רוח וגם אנרגיה סולרית‬
‫הינן לא רציפות, כך שיש צורך להפיק את האנרגיה‬
 ‫כשניתן ולאחסן אותה על מנת לצרוך אותה בשעת‬
 ‫הצורך או להעביר אותה למקום בו ניתן להשתמש‬
      ‫בה. אנרגית שמש ואנרגית רוח נוטות להיות‬
   ‫משלימות מאחר שבחורף יש יותר רוח ובקיץ יש‬
   ‫יותר שמש, אך ישנם גם ימים בהם אין רוח ואין‬
  ‫שמש ואז צריך למצוא פתרון אחר. למשל המוסד‬
                                                         ‫מחקר שנערך על ידי גרין פיס הבינלאומי,‬
       ‫לאספקת טכנולוגיה של אנרגיה סולרית של‬
                                                       ‫התאחדות הארופית של חשמל תרמי סולרי‬
   ‫אוניברסיטת קאסל ניסתה מתקני כוח משולבים‬
                                                      ‫וסוכנות האנרגיה הסולרית הבינלאומית חקרו‬
‫שמש, רוח, ביו גז, ואחסון הידראולי על מנת לספק‬
                                                     ‫את הפוטנציאל והעתיד של מערכות כוח סולרי‬
‫אספקה שוטפת סביב השעון, רק ממקורות אנרגיה‬
                                                      ‫מרוכז. המחקר מצא שהכוח הסולרי המרוכז‬
                                    ‫מתחדשת.‬
                                                 ‫יכול להגיע ל %52 מצריכת האנרגיה העולמית‬
 ‫ניתן לאחסן אנרגיה סולרית בטמפרטורות גבוהות‬
                                                 ‫עד לשנת 0502 . העליה בהשקעה תעלה מ 2‬
 ‫תוך שימוש במלחים מותכים. מלחים הינם אמצעי‬
                                                 ‫.‬      ‫מיליארד יורו ל 5.29 יורו בתקופת זמן זו‬
   ‫יעיל לאחסון בשל מחירם הנמוך, יש להם יכולת‬
                                                         ‫ספרד מובילה בתחום הטכנולוגי הזה עם‬
 ‫חום גבוהה והם יכולים להעביר חום בטמפרטורה‬
                                                          ‫מספר רב של פרויקטים בתחום. מאחר‬
‫תואמת מערכת חשמל. מערכות מנותקות מהרשת‬
                                                     ‫שמטבע הטכנולוגיה היא זקוקה לאזורי מדבר‬
   ‫משתמשות באופן מסורתי במצברים נטענים על‬
‫מנת לאחסן עודף חשמל. במערכות מחוברות‬
‫לרשת ניתן להעביר את עודף האנרגיה לרשת‬
   ‫ולהזדכות מחודש לחודש או בסוף השנה.‬
‫מבחירת האתר, יצירת הסכימה, בחירת החומרים‬            ‫–‬      ‫אדריכלות בת קיימא‬        ‫הבעיה הנדונה –‬
                             ‫עד לביצוע הפרוייקט.‬     ‫מהי? אדריכלות סולרית, פסיבית ואקטיבית:‬
        ‫תכנון אדריכלי בר קיימא חושב על חיים ברי‬             ‫תכנון הבניין ביחס לכיוון השמש, פתחים‬
  ‫קיימות. תכנון ירוק בר קיימא הוא האתגר שתכנון‬               ‫הצללה ושילוב חומרים להקטנת צריכת‬
    ‫לא רק משקף תהליכים ושימושים בריאים אלא‬
                                                                ‫האנרגיה של הבניין למינימום, שילוב‬
          ‫משתמש גם באנרגיה מתחדשת ומקורות‬
                                                     ‫פאנלים סולרים תרמיים ופוטוולטאים בבנייה‬
‫שנמצאים באתר עצמו. מבחן לתכנון בר קיימא הוא‬
                                                         ‫ליצירת אנרגיה, לחימום ולחשמל: דוגמאות‬
   ‫האם התכנון מתפקד למטרתו מבלי לצרוך דלק.‬
                                                             ‫של בניינים עצמאיים מבחינה אנרגטית‬
   ‫אתגר זה מציע למתכננים ולאדריכלים פתרונות‬
     ‫תכנוניים שיכולים לתפקד מבלי לזהם ולא רק‬             ‫ובניינים שמייצרים יותר אנרגיה ממה שהם‬
  ‫להקטין את הזיהום. ככל שהטכנולוגיה מתקדמת‬                                                     ‫צורכים‬
    ‫בתאורית האדריכלות והתכנון ודוגמאות נבנות‬
   ‫ומתנסות, אדריכלים יכולים ליצור לא רק בניינים‬                                    ‫אדריכלות בת קיימא‬
    ‫פאסיבים שלא מזהמים אלא גם לשלב את כל‬             ‫הינו מושג כללי המתאר טכניקות מודעות של תכנון‬
        ‫מערכת הכוח לתוך תכנון הבניין כפי שנראה‬           ‫סביבתי בתחום האדריכלות. אדריכלות בת קיימא‬
 ‫‪(The‬‬       ‫בדוגמאות של "ההתיישבות הסולרית",‬              ‫מנסה להפחית את השפעות הסביבה השליליות‬
‫)‪"Solar Settlement‬ספינת השמש" ‪The Sun‬‬                      ‫של הבניינים באמצעות שיפור היעילות וצימצום‬
‫)‪ )Ship‬שהושלמו על ידי האדריכל רולף דיש ‪Rolf‬‬                ‫בחומרים, אנרגיה והתפתחות החלל. בפשטות‬
‫‪ ,Disch‬בפיירבורג גרמניה. ההתיישבות הסולרית‬                ‫רעיון הקיימות או התכנון האקולוגי נועד להבטיח‬
   ‫מהווה את קהילת הבנייה הראשונה בכל העולם‬                  ‫שהפעולות וההחלטות שלנו היום לא יעצרו את‬
‫שבה כל בית, כל 95 הבתים מייצרים איזון אנרגטי‬         ‫האפשרויות של דורות העתיד. מושג זה יכול להיות‬
                                            ‫חיובי.‬        ‫בשימוש על מנת לתאר גישות מודעות אנרגטיות‬
                                                                       ‫ואקולוגיות לתכנון הסביבה הבנויה.‬
                     ‫שימושי אנרגיה ברי קיימות‬            ‫אדריכלות בת קיימא מהווה תכנון של בניינים ברי‬
     ‫יעילות אנרגטית לאורך כל תקופת החיים של‬               ‫קיימות. אדריכלות בת קיימא מנסה להפחית את‬
 ‫הבניין היא המטרה החשובה ביותר של אדריכלות‬           ‫השפעות הסביבה הקולקטיביות במהלך הייצור של‬
 ‫בת קיימא. אדריכלים משתמשים בטכניקות רבות‬                     ‫רכיבי הבניין, במהלך תהליך הבנייה כמו גם‬
        ‫על מנת להפחית את דרישות האנרגיה של‬                ‫במהלך מחזור החיים של הבניין (חימום, שימושי‬
    ‫הבניינים ולהעלות את היכולת שלהם ללכוד או‬         ‫חשמל וכדומה) פרקטיקת התכנון הזו מדגישה את‬
‫לייצר את האנרגיה שלהם. האלמנט החשוב ביותר‬                ‫יעילות מערכות החימום והקירור, מקורות אנרגיה‬
 ‫והמשמעותי מבחינת עלויות לחימום, אוורור וקירור‬               ‫חלופית, מיקום נכון של הבניין, מיחזור חומרי‬
  ‫יעילים ומערכת מיזוג הוא בידוד הבניין. בניין יעיל‬       ‫– טכנולוגיה‬       ‫בנייה, יצירת כוח במקום עצמו‬
     ‫יותר דורש פחות יצירת חימום אך יכול לדרוש‬               ‫סולרית, משאבות חום, טורבינות רוח, ניצול מי‬
    ‫יכולת אוורור על מנת לפלוט זיהום אוויר פנימי.‬             ‫גשם לגינון, טיפול בפסולת במקום עצמו. דבר‬
   ‫כמות משמעותית של אנרגיה נשטפת אל מחוץ‬                        ‫המצריך עבודה משולבת של צוות התכנון,‬
      ‫לבניין במים, באויר וזרימת הזבל. טכנולוגיות‬     ‫האדריכלים, המהנדסים והלקוח, בכל שלבי התכנון‬
  ‫מיחזור אנרגיה באתר עצמו יכולים ללכוד ביעילות‬
‫סולרית בצורת חימום בחורף ולדחות חימום סולרי‬           ‫מפסולת של מים חמים ואויר לא טרי ולהעביר‬
‫בקיץ. אנו מכנים זאת תכנון סולרי פאסיבי או תכנון‬     ‫אנרגיה זו למים קרים טריים או אויר טרי הנכנסים‬
  ‫אקלימי, משום שלא כמו מערכות חימום סולריות‬               ‫לבניין. למיקום ולכיוון הבניין ישנם השפעה‬
 ‫אקטיביות, תכנון זה לא מערב שימוש של יחידות‬              ‫משמעותית על יעילות מערכת מיזוג האויר.‬
  ‫מכניות או חשמליות. המפתח לתכנון בניין סולרי‬            ‫הנגישות, הפוטנציאל והישימות של מקורות‬
 ‫פאסיבי הוא להתייחס ליתרונות האקלים המקומי.‬           ‫ראשוניים של אנרגיה מתחדשת צריכים להבחן‬
  ‫האלמנטים שצריך לקחת בחשבון כוללים מיקום‬           ‫מוקדם בתהליך התכנון כחלק מתוכנית האנרגיה‬
   ‫החלונות וסוג הזיגוג, בידוד תרמי, מסה תרמית‬          ‫הכוללת. התוכנית צריכה להצדיק את דרישות‬
    ‫והצללה. טכניקות של תכנון סולרי פאסיבי ניתן‬      ‫ואספקת האנרגיה ולהעריך את העלות והיתרונות‬
   ‫ליישם על בניינים חדשים ולהתאים גם לבניינים‬         ‫האמתיים לסביבה המקומית, אזורית וגלובלית.‬
     ‫קיימים. הבסיס המדעי לתכנון בניינים סולרים‬            ‫שימושי אנרגיה אחראיים הם פונדמנטליים‬
    ‫פאסיביים התפתח משילוב של לימודי אקלים,‬             ‫להתפתחות ולעתיד ברי קיימות. ניהול אנרגטי‬
      ‫תרמודינמיקה (בעיקר מעבר חום) ואי נוחות‬         ‫צריך לאזן דרישות אנרגיה מוצדקות עם אספקת‬
 ‫תרמית אנושית. תשומת לב מיוחדת ניתנה לאתר‬          ‫אנרגיה הולמת. התהליך משלב מודעות אנרגטית,‬
        ‫ולמיקום של הבניין, שכיחות הגשם, תכנון‬             ‫שימור אנרגטי ויעילות אנרגטית עם שימוש‬
‫וקונסטרוקציה, כוון השמש, מיקום הקירות והכללת‬                           ‫במקורות אנרגיה מתחדשת.‬
 ‫ביומסה. בזמן ששיקולים אלו ניתן לכוון לכל בניין,‬
     ‫הגעה לפתרון אידאלי דורש שילוב קפדני של‬                                    ‫אדריכלות סולרית‬
 ‫עקרונות אלו. שיכלולים מודרניים באמצעות מידול‬        ‫אור השמש השפיע על תכנון הבניין מאז תחילת‬
‫ממוחשב ויישום של טכנולוגיות אחרות יכול להשיג‬              ‫תולדות האדריכלות. שיטות מתקדמות של‬
  ‫חיסכון משמעותי באנרגיה מבלי בהכרח להקריב‬          ‫אדריכלות ותכנון ערים סולריים הופעלו תחילה על‬
     ‫את הפונקציונליות או הפן האסתטי. למעשה‬           ‫ידי היוונים והסינים, שמיקמו את הבניינים שלהם‬
‫מסיבה זו מושג חדש זה שידוע כמדעי האדריכלות‬              ‫לכיוון דרום על מנת לספק אור וחום. המאפיין‬
  ‫או טכנולוגית אדריכלות הפך לנושא לימוד בבתי‬       ‫הבולט של אדריכלות סולרית פסיבית היא המיקום‬
                               ‫ספר לאדריכלות.‬       ‫ביחס לשמש, פרופורציות קומפקטיות (שטח פנים‬
‫תכנון בניין סולרי פאסיבי אופייני מאגד חומרים עם‬      ‫נמוך ביחס לנפח) הצללה סלקטיבית (מובלטת)‬
 ‫מסה תרמית גבוהה ששומרת את החום ביעילות‬                  ‫ומסה תרמית. כאשר מאפיינים אלו נתפרים‬
 ‫ובידוד חזק שפועל על מנת למנוע מהחום לצאת.‬              ‫לאקלים ולסביבה המקומיים הם יכולים לייצר‬
   ‫מסה תרמית היא כל חומר שניתן להשתמש בו‬           ‫חללים מוארים היטב שנשארים בטווח טמפרטורות‬
‫לאגירת חום שמש. חומרים שכיחים לאגירת מסה‬           ‫נוחות. הגישות האחרונות לתכנון סולרי משתמשות‬
‫תרמית הם אבן, צמנט ומים. באופן היסטורי נעשה‬             ‫במידול ממוחשב שמשלב יחד תאורת שמש,‬
 ‫בהם שימוש באקלים צחיח או באזורים בעלי חום‬         ‫מערכות חימום ואוורור בחבילה משולבת של תכנון‬
  ‫מתון על מנת לשמור על קירור הבניין באמצעות‬                                                 ‫סולרי.‬
‫קליטת אנרגית השמש במשך היום והקרנת החום‬
‫שנאגר לאטמוספירה הקרה בלילה. ניתן להשתמש‬                              ‫אדריכלות סולרית פאסיבית‬
     ‫במסה התרמית באזורים בעלי קור מתון כדי‬              ‫בתכנון בניין סולרי פאסיבי החלונות, הקירות‬
     ‫לשמור על החום. הגודל והמיקום של המסה‬                ‫והרצפה נועדו לאסוף, לאחסן ולפזר אנרגיה‬
‫ההבדל של 74 המעלות בקו הרוחב של השמש‬               ‫התרמית תלויים במספר גורמים כמו אקלים, תנאי‬
      ‫בצהרי היום בין החורף לבין הקיץ מהווה את‬            ‫תאורת יום והצללה. כאשר היא משולבת נכון‬
  ‫הבסיס לתכנון סולרי פאסיבי. מידע זה משלב עם‬            ‫המסה התרמית שומרת על טמפרטורת החלל‬
  ‫נתוני האקלים המקומי, דרישות החימום והקירור‬            ‫בטווח נוח ומפחיתה את הצורך בשימוש בציוד‬
 ‫כדי לקבוע באיזה זמן בשנה העומס הסולרי יהווה‬              ‫חימום או קירור. גם צבע המבנה משפיע על‬
     ‫יתרון לנוחות תרמית ומתי הוא אמור להחסם‬                 ‫קליטת הקרינה או הקרנתה לסביבה. ניתן‬
      ‫באמצעות הצללה. סידור קפדני של החדרים‬             ‫להשתמש בארובה סולרית או תרמית שמהווה‬
     ‫משלים את התכנון הסולרי הפאסיבי. המלצה‬               ‫מערכת לאוורור פאסיבי המורכבת מפיר אנכי‬
‫נפוצה לבנייני מגורים היא למקם את חדר המגורים‬            ‫המחבר את פנים וחוץ הבניין. כאשר הארובה‬
‫לכיוון שמש הצהריים ואת אזורי השינה למקם בכיוון‬           ‫מתחממת, האויר הנמצא בה מתחמם וגורם‬
                                           ‫הנגדי.‬      ‫לתנועה כלפי מעלה שמושך אויר לאורך הבניין.‬
                                                           ‫הביצוע יכול להשתפר על ידי שימוש בזיגוג‬
                                         ‫הצללה‬      ‫וחומרים בעלי מסה תרמית באופן שמחקה חממה.‬
‫תכנון אנרגטי נמוך דורש גם את השימוש בהצללה‬
‫באמצעות גגונים, וילונות או תריסים על מנת להקל‬                         ‫מסלול השמש בתכנון פאסיבי‬
     ‫על עומס החום בקיץ ולהפחית בצורך בקירור‬          ‫היכולות להשיג את המטרות של התכנון הפאסיבי‬
   ‫מלאכותי. בנוסף לבניינים אופייניים בעלי צריכת‬     ‫בו זמנית תלוי באופן פונדמנטלי בשינויים העונתיים‬
    ‫אנרגיה נמוכה יש שטח פנים מאוד נמוך ביחס‬                ‫במסלול השמש לאורך היום. דבר זה קורה‬
    ‫לנפח על מנת לצמצם אובדן חום. משמע שיש‬            ‫כתוצאה מהשיפוע של ציר הסיבוב של כדור הארץ‬
  ‫להמנע מתכנון בניינים רחבי איברים (שנחשבים‬          ‫ביחס למסלולו. מסלול השמש הוא ייחודי עבור כל‬
 ‫ליותר אורגניים) עבור מבנים יותר ריכוזיים. מיקום‬     ‫קו רוחב נתון. בחצי הכדור הצפוני הלא טרופי בקו‬
    ‫החלונות נועד למקסם את העוצמה של יצירת‬               ‫רוחב רחוק יותר מ 5.32 מעלות מקו המשווה:‬
‫החום והתאורה ולהקטין למינימום את אובדן החום‬         ‫השמש תגיע לנקודה הגבוהה ביותר‬         ‫‪‬‬
 ‫מבעד לזכוכית. בחצי הכדור הצפוני דבר זה כרוך‬         ‫שלה לכיוון דרום (בכיוון קו המשווה)‬
    ‫בדרך כלל בהצבה של מספר גדול של חלונות‬              ‫לקראת היום הקצר ביותר בשנה‬         ‫‪‬‬
   ‫הפונים לכיוון דרום על מנת לאסוף קרינת שמש‬           ‫הזוית בה השמש זורחת ונקבעת‬
    ‫ישירה, ולהקטין בצורה משמעותית את מספר‬             ‫זזה בהדרגתיות לכיוון דרום ושעות‬
‫החלונות הפונים לכיוון צפון. סוגי חלונות מסויימים,‬                      ‫האור מתקצרות.‬
‫בעלי זכוכית כפולה או משולשלת עם בידוד של גז‬         ‫ההפך מזה קורה בקיץ כאשר השמש‬          ‫‪‬‬
  ‫ושכבת מוליכות נמוכה, מספקים בידוד טוב יותר‬        ‫תזרח ותקבע לכיוון צפון ושעות האור‬
  ‫מחלון בעל שכבת זכוכית אחת. המנעות מעומס‬                                   ‫מתארכות.‬
     ‫סולרי באמצעות יחידות הצללה בחודשי הקיץ‬           ‫בחצי הכדור הדרומי קורה ההיפך מזה ובאזורי קו‬
 ‫חשוב מאוד על מנת להפחית את דרישת הקירור.‬             ‫5.32 מעלות מיקום השמש‬        ‫המשווה בפחות מ‬
‫עצים נשירים וצמחים יכולים לשמש כאמצעי לויסות‬        ‫בצהרי היום ינוע מצפון לדרום לאורך השנה. באזורי‬
‫חימום או קירור. כאשר נוטעים עצים נשירים בצידו‬           ‫הקוטב במהלך הקיץ השמש תיצור מעגל שלם‬
‫הדרומי של הבניין העלים שלהם מספקים צל בזמן‬           ‫בשמים מבלי לשקוע ושישה חודשים אחר כך היא‬
   ‫הקיץ, בעוד שבחורף הענפים החשופים שלהם‬                     ‫לא תעלה מעל קו האופק במהלך החורף.‬
‫קרור פאסיבי‬      ‫מאפשרים מעבר של אור. מאחר שעצים חשופים‬
 ‫מתייחס לטכנולוגיות או למאפייני תכנון שמשמשים‬       ‫2/1 מקרינת‬    ‫3/1 עד‬      ‫חסרי עלים מצלילים כ‬
     ‫לקרר את הבניין מבלי לצרוך חשמל. שיטה זו‬        ‫השמש, קיים איזון בין היתרונות של ההצללה בקיץ‬
 ‫מנסה לשלב עקרונות של פיסיקה לתוך המעטפת‬                 ‫ואובדן החום בחורף. באקלים עם עומסי חום‬
   ‫החיצונית של הבניין: להאט את מעבר החום אל‬             ‫ניכרים עצים נשירים לא צריכים להשתל בצידו‬
             ‫הבניין ולהסיר חום בלתי רצוי מהבניין.‬         ‫הדרומי של הבניין משום שהם משפיעים על‬
                                                      ‫זמינות השמש בחורף, הם יכולים לחילופין להיות‬
                                    ‫תאורת שמש‬          ‫בשימוש בצדדים המזרחים והמערביים על מנת‬
‫מערכות תאורת יום אוספות ומפזרות אור שמש על‬                ‫לספק מידה מסויימת של הצללה בקיץ מבלי‬
   ‫מנת לספק תאורת פנים. טכנולוגיה פאסיבית זו‬          ‫להשפיע על קרינת השמש בחורף. עצים נשירים‬
 ‫מפצה ישירות שימושי אנרגיה על ידי החלפה של‬               ‫נטעים לרוב מול חלונות על מנת לחסום עודף‬
 ‫אור מלאכותי, ובאופן בלתי ישיר מפצה על שימושי‬       ‫שמש בקיץ באמצעות העלים שלהם, אך מאפשרים‬
   ‫אנרגיה לא סולרית על ידי הפחתה בצורך למיזוג‬       ‫כניסת אור בחורף כאשר עליהם נושרים. עצי מחט‬
    ‫אויר. גם אם קשה לכמת את השימוש בתאורה‬             ‫או ירוקי עד ניטעים לרוב לצידו הצפוני של הבניין‬
      ‫טבעית היא מציעה בנוסף יתרונות פיסיולוגים‬              ‫על מנת להגן עליו מרוחות הצפון הקרות.‬
   ‫ופסיכולוגים בהשוואה לתאורה מלאכותית. תכנון‬
     ‫תאורת יום מרמזת על בחירה זהירה של סוגי‬                                     ‫חימום קירור ומיזוג‬
    ‫חלונות, גדלים וכיוונים, צריך לקחת בחשבון גם‬          ‫באקלים קר, מערכות חימום הינן מוקד מרכזי‬
   ‫יחידת הצללה חיצונית. מאפיינים יחודיים כוללים‬      ‫לאדריכלות בת קיימא מאחר שהן מנקזי האנרגיה‬
‫גגות בולטים, סקיי לייט, וצינורות אור ‪.light tubes‬‬      ‫העיקריים בבניינים. באקלים חם כשהקירור הוא‬
    ‫הם יכולים להכלל אל תוך מבנה קיים, אך הינם‬        ‫הדאגה המרכזית, תכנון סולרי פאסיבי יכול להיות‬
     ‫יותר יעילים אם הם נכללים לתוך חבילת תכנון‬        ‫מאוד משמעותי. חומרי בנייה בעלי מסה תרמית‬
     ‫סולרי שלוקח בחשבון גורמים כמו אור מסנוור,‬          ‫גבוהה הינם בעלי ערך רב על מנת לשמור על‬
 ‫זרמי חום, וזמני שימוש. כאשר מאפייני תאורת יום‬           ‫הטמפרטורות הקרות של הלילה לאורך היום.‬
  ‫מיושמים נכון הם יכולים להפחית דרישת אנרגיה‬           ‫בנוסף ישנה נטייה להעדיף בנייה מתפשטת של‬
‫הקשורה לתאורה ב %52. תאורת שמש היברידית‬              ‫קומה אחת על מנת למקסם את שטח הפנים ואת‬
  ‫היא שיטה סולרית אקטיבית של הספקת תאורת‬                ‫אובדן החום. הבניינים מתוכננים לרוב על מנת‬
      ‫פנים. שיטה זו אוספת אור שמש תוך שימוש‬           ‫ללכוד ולנתב רוחות קיימות, במיוחד רוחות קרות‬
          ‫במראות ממקדות שעוקבות אחר השמש‬                  ‫המגיעות ממקורות מים. ברוב האסטרטגיות‬
     ‫ומשתמשת בסיבים אופטיים על מנת להעביר‬                    ‫החיוניות האלו נעשה שימוש באדריכלות‬
        ‫אותה אל תוך הבניין על מנת לספק תאורה‬                           ‫המסורתית של אזורים חמים.‬
   ‫קונבנציונלית. ביישומים של קומה אחת שיטה זו‬            ‫באקלים בו ארבע עונות שנה מערכת אנרגיה‬
 ‫מאפשרת להעביר %05 מתוך אור השמש הישיר‬               ‫משולבת תעלה את היעילות: כאשר הבניין מבודד‬
     ‫המתקבל. תאורת שמש שנטענת לאורך היום‬                 ‫היטב, כשהוא ממקום על מנת לפעול יחד עם‬
     ‫ומאירה בשעות בין הערביים הינה מראה נפוץ‬        ‫כוחות הטבע, כאשר משתמשים שוב בחום וכאשר‬
                      ‫בקרב שבילי הליכה, טיילת.‬                       ‫משתמשים באנרגיה מתחדשת.‬
‫הוא הבניין השני בגובהו בעיר ניו יורק, לאחר ה‬                                     ‫חימום מים סולרי‬
 ‫‪ Empire State Building‬והרביעי בגובהו בכל‬         ‫מערכות סולריות לחימום מים משתמשות בתאורת‬
‫9002. תכנון הבניין‬   ‫ארה"ב. הבנייה הושלמה ב‬       ‫שמש על מנת לחמם את המים. בקו רוחב גאוגרפי‬
 ‫הופך אותו לידידותי לסביבה בכך שהוא משתמש‬         ‫%06 ל %07‬          ‫04 מעלות) מ‬     ‫נמוך (מתחת ל‬
‫בטכנולוגיות כגון זכוכית מבודדת מרצפה לתיקרה‬       ‫משימוש המים החמים הביתי עד ל 06 מעלות ניתן‬
  ‫על מנת לשמור על החום ולמקסם את התאורה‬               ‫לספק ממערכות של חימום סולרי. מחממי מים‬
‫הטבעית, ומערכת אוטומטית לעימעום תאורת יום.‬        ‫– יכולות‬     ‫סולריים – מערכות ביתיות לחימום מים‬
 ‫למגדל גם מערכת לטיפול במים אפורים שלוכדת‬            ‫להיות יעילות מבחינת עלויות על מנת לייצר מים‬
      ‫מי גשם ומשתמשת בהם שוב. הבניין נבנה‬          ‫חמים עבור הבית. ניתן להשתמש בהם בכל תנאי‬
   ‫מחומרים ממוחזרים ושניתנים למיחזור. האויר‬        ‫אקלים. ישנם שני סוגים של מערכות מים סולריות‬
‫הנכנס לבניין עובר סינון וגם האויר הנפלט מהבניין‬     ‫– אקטיבית ופאסיבית. קולטן סולרי אקטיבי יעלה‬
      ‫הינו נקי. מגדל הבנק של אמריקה הוא גורד‬      ‫08 ל‬       ‫בקירוב בין 0052 ל 0053 דולר וייצר בין‬
   ‫השחקים הראשון שתוכנן על מנת לקבל אישור‬          ‫001 גלונים של מים חמים ליום. מערכת פאסיבית‬
  ‫פלטינום של ‪ .LEED‬מגדל הבנק של אמריקה‬             ‫תעלה בין 0001 ל 0002 דולר ותהיה לה יכולת‬
 ‫נבנה באמצעות בטון שיוצר עם סיגים, תוצר לואי‬             ‫נמוכה יותר. ישנם גם שני סוגים של מחזורים,‬
      ‫של התפוצצות בכור/ כבשן. תערובת הבטון‬         ‫מערכת מחזור ישיר ומערכת של מחזור לא ישיר.‬
‫מורכבת מ %55 צמנט ו %54 סיגים. השימוש‬             ‫מערכת של מחזור ישיר קושרת את המים הביתיים‬
 ‫בבטון סיגי מפחית את הנזק לסביבה בכך שהוא‬             ‫דרך הפאנלים. לא ניתן להשתמש במערכת זו‬
    ‫מפחית את כמות הצמנט שנדרש לבניין דבר‬          ‫במקומות שהטמפרטורה היא מתחת לאפס. מחזור‬
      ‫שמפחית את כמות דו תחמוצת הפחמן וגזי‬          ‫לא ישיר קושר גליקול (נוזל צמיג המשמש לקירור)‬
‫החממה שנוצרים ביצירת צמנט רגיל. טון אחד של‬            ‫או נוזל אחר דרך הפאנלים הסולרים ומשתמש‬
          ‫צמנט פולט טון של דו תחמוצת הפחמן‬          ‫בחילופי חום על מנת לחמם את המים הביתיים.‬
                                 ‫לאטמוספירה.‬               ‫שני הסוגים הנפוצים ביותר של פאנלים הם‬
                                                    ‫%44 ולוחות מזוגגים שטוחים -‬       ‫צינורות פינוי -‬
                                                           ‫%43. שני הסוגים פועלים בצורה דומה רק‬
                                                         ‫שצינורות הפינוי לא מאבדים חום בהולכה מה‬
                                                  ‫שמשפר בצורה ניכרת את היעילות שלהם (בין %5‬
                                                          ‫ל %52 יותר יעילים). כך שהם יכולים לייצר‬
                                                              ‫טמפרטורות גבוהות יותר לחימום החלל.‬


                                                                            ‫דוגמה למבנה אקולוגי:‬


                                                  ‫‪Bank of America Tower at One Bryant‬‬
                                                    ‫‪ – Park‬נמצא במחוז מידטאון במנהטן ניו יורק,‬
                                                   ‫ארה"ב. גובהו 663 מטרים. העלות מיליארד דולר‬
                                                    ‫והתכנון של האדריכלים קוק ופוקס. הבניין נחשב‬
                                                     ‫ליעיל ולידידותי ביותר מבחינה אקולוגית בעולם.‬
‫השמש ביעילות המקסימלית. עבור כל פאנל סולרי‬
‫פניה לכיוון הקוטב הדרומי נותן תפוקה מקסימלית.‬
    ‫אם כיוון זה אינו אפשרי פאנלים סולרים יכולים‬
‫ליצר אנרגיה הולמת אם הם מונחים בזוית של 03‬
‫מעלות מהדרום. בכל אופן בקוי רוחב גבוהים יותר,‬
         ‫תפוקה של אנרגית חורף תופחת בצורה‬
 ‫משמעותית בכיוונים שאינם פונים לדרום. על מנת‬
   ‫למקסם את היעילות בחורף הקולטן צריך להיות‬
‫מופנה בזוית מעל קו הרוחב האופקי + 51 מעלות.‬
  ‫על מנת למקסם יעילות בקיץ הזוית צריכה להיות‬
 ‫קו הרוחב – 51 מעלות. בכל אופן ליצור מקסימלי‬
   ‫שנתי, הזוית של הפאנלים מעל קו האופק צריך‬
                    ‫להיות שווה לקו הרוחב שלו.‬
                                                                                         ‫‪E‬‬
                                                                                         ‫‪r‬‬
                                                                                         ‫‪o‬‬
         ‫בניינים משולבים פאנלים פוטוולטאים‬
‫באופן כזה הפאנלים הפוטוולטאים מחליפים חומרי‬
  ‫חיפוי אחרים למעטפת הבניין כמו גגות וחזיתות,‬
  ‫הם משולבים לתוך הקונסטרוקציה של בניין חדש‬
   ‫ופועלים כמקור חשמל נוסף, ניתן לשלב פאנלים‬
      ‫פוטוולטאים גם לבניין קיים. היתרון בפאנלים‬
     ‫פוטוולטאים משולבים בבנייה לעומת פאנלים‬
     ‫שאינם משולבים הוא בכך שהעלות ההתקנה‬
  ‫הראשונית היא נמוכה יותר בכך שאין הוצאות על‬                      ‫יצירת אנרגית שמש מתחדשת‬
  ‫חומרי הבנייה שהפאנלים הפוטוולטאים מחליפים‬
      ‫אותם, דבר זה הופך אותם למבוקשים יותר‬                                       ‫פאנלים סולרים‬
                                        ‫לבנייה.‬   ‫יחידות סולריות אקטיביות כמו פאנלים פוטוולטאים‬
                                                  ‫עוזרים לספק חשמל בר קיימא לכל שימוש. תפוקה‬
  ‫האופנים בהם ניתן לשלב פאנלים פוטוולטאים‬         ‫חשמלית של פאנלים סולרים תלויים בכיוון, יעילות,‬
                                       ‫בבנייה:‬       ‫קו הרוחב ובאקלים. הרווח הסולרי משתנה גם‬
     ‫– סרט דק של תאים סולרים‬      ‫גגות שטוחים‬            ‫באותו קו הרוחב. יעילות אופיינית לפאנלים‬
  ‫משולבים יחד עם ממברנה לקירוי גגות מפולימר‬       ‫%82.‬     ‫%4 עד ל‬     ‫פוטוולטאים מסחריים נע מ‬
                                         ‫גמיש.‬    ‫היעילות הנמוכה של חלק מהפאנלים הפוטוולטאים‬
‫גגות משופעים – מודולים בצורת רעפים שמשלבים‬               ‫יכולים להשפיע באופן משמעותי על תקופת‬
  ‫תאים גמישים של סרט דק, מאריכים את חיי הגג‬        ‫התגמול החוזר של ההתקנה שלהם. יחס נכון של‬
      ‫בכך שהם מגנים על הבידוד ומסננים קרניים‬      ‫עלויות צריך להיות בסביבות ה 03.4 דולר לוואט.‬
 ‫אולטרא סגולות ומונעים חדירת מים בכך שמונעים‬         ‫גגות לרוב מוטים בזוית הפונה לשמש על מנת‬
                                         ‫עיבוי.‬       ‫לאפשר לפאנלים פוטוולטאים לאסוף את קרני‬
‫המוזאיקה בנוסף לשיקולי האקלים. העלות של‬          ‫חזיתות – ניתן להתקין חזיתות על בניינים קיימים‬
 ‫5.5 מליון והפאנלים‬      ‫החיפוי הסולרי עומדת על‬                         ‫ובכך לתת להם מראה חדש.‬
     ‫החלו לספק חשמל לרשת הלאומית בנובמבר‬             ‫זיגוג – ניתן להשתמש במודולים חצי שקופים על‬
                                          ‫5002.‬       ‫מנת להחליף אלמנטים אדריכליים עשויים זכוכית‬
                                                                               ‫כגון חלונות וסקיילייט.‬
   ‫‪ – Googleplex‬הקומפלקס הראשי של גוגל,‬
          ‫ממוקם במחוז סנטה קלרה ליד סאן חוזה‬                          ‫פאנלים פוטוולטאים שקופים‬
‫בקליפורניה ארה"ב. הבניין של 830,74 מ"ר נבנה‬              ‫פאנלים סולרים שקופים משתמשים בשכבת‬
‫‪ SGI‬הפרויקט החל‬        ‫תחילה עבור סיליקון גרפיקס‬         ‫תחמוצת דקה על פני שטח הפנים של לוחות‬
 ‫בשנת 4991. אחד ממפתחות התכנון היה לשלב‬                ‫הזכוכית על מנת להוליך זרם אל מחוץ לתאים.‬
  ‫0002 מקומות חניה תת קרקעיים ולשלב מאפייני‬               ‫התא מכיל תחמוצת טיטניום שמצופה בצבע‬
 ‫מים בקומת הקרקע כגון בריכות רדודות, מזרקות,‬                ‫פוטואלקטרי. התאים הסולרים המקובלים‬
‫7991.‬         ‫שבילים וכיכרות. הפרוייקט הושלם ב‬          ‫משתמשים באור הנראה לעין ותאורה אינפרא‬
‫3002. ב‬        ‫המקום הוחכר על ידי גוגל בתחילת‬           ‫אדומה על מנת לייצר חשמל. לחילופין התאים‬
    ‫6002 גוגל רכשה כמה מהמתקנים של סיליקון‬                ‫הסולרים החדשניים משתמשים גם בקרינה‬
 ‫913 מיליון דולר.‬      ‫גרפיקס כולל גוגלפלקס עבור‬    ‫אולטרא סגולה. משתמשים בהם על מנת להחליף‬
 ‫הבניינים בעלי גובה נמוך ומשתרעים על פני שטח‬           ‫חלונות זכוכית רגילים או שהם מותקנים על גבי‬
    ‫נרחב של אדמה. המתקנים כוללים חדר כושר,‬            ‫הזכוכית. שטח ההתקנה יכול להיות גדול ומוביל‬
 ‫חדר כביסה, שתי בריכות שחיה קטנות, חצר כדור‬           ‫לשימוש פוטנציאלי שמנצל את שילוב הפונקציות‬
‫7002 הותקנו‬         ‫עף ו 81 קפיטריות שונות. מאז‬         ‫של יצירת חשמל, תאורה ובקרת טמפרטורה.‬
  ‫באתר פאנלים סולרים שמחפים גגות של שמונה‬
‫בניינים ושני חניונים ויכולים לייצר 6.1 מגה ואט של‬        ‫דוגמה למבנים שמשלבים פאנלים סולרים‬
     ‫חשמל. בזמן ההתקנה היה זה המתקן הגדול‬                                                   ‫בבנייה:‬
   ‫ביותר בארה"ב בקרב תאגידים. הפאנלים סיפקו‬
                            ‫%03 מדרישת השיא.‬        ‫‪– Co-operative Insurance Tower - CIS‬‬
                                                     ‫811 מטרים, במנצ'סטר,‬      ‫הבניין השני בגובהו -‬
                                                      ‫2691, אדריכלים גורדון טייט‬     ‫אנגליה נבנה ב‬
                                                    ‫וג'י.אס היי. לאחרונה עבר מתיחת פנים והוא חופה‬
                                                          ‫בפאנלים פוטוולטאים, פרוייקט הכוח הסולרי‬
                                                             ‫הגדול ביותר באנגליה נכון להיום שמייצר‬
                                                    ‫12 ‪kW‬‬        ‫000,081 ‪ kWh‬לשנה או בממוצע‬
                                                      ‫כשהצריכה הממוצעת לנפש באנגליה עומדת על‬
                                                          ‫‪ .kWh‬הבניין היה תחילה מחופה‬         ‫0005‬
                                                     ‫במוזאיקה בהשראת מגדל סגראם בניו יורק, אבל‬
                                                        ‫זיהום אויר ותיקונים רבים נתנו לו חזות אפורה‬
                                                     ‫במקום חזות כסופה, דבר זה הוביל את ההנהלה‬
                                                           ‫לחפות את הבניין בפאנלים סולרים במקום‬
‫‪Error‬‬




                                                     ‫‪ – Pearl River Tower‬הינו גורד שחקים‬
                                                    ‫בטכנולוגיה נקיה. בצומת של כביש ג'ינסוי/ שדרת‬
                                                         ‫צוג'יאנג המערבית במחוז טיאן, גואנגצו, סין.‬
                                                        ‫האדריכלות וההנדסה של הבניין בוצעו על ידי‬
                                                       ‫סקידמור אווינג ומריל יחד עם גורדון גיל בראש‬
                                                        ‫הפרויקט שכעת עובד ממשרד משלו. תחילת‬
                                                   ‫הבנייה ב 6002 וסופה מתעתד להסתיים ב 1102.‬
                                                        ‫הוא נועד למשרדים ובחלקו יהיה שייך לאיגוד‬
                                  ‫טורבינות רוח‬
                                                                              ‫הטבק הלאומי הסיני.‬
     ‫טורבינות קטנות מהמידה הרגילה (טורבינות‬
                                                    ‫אדריכלות ותיכנון – התכנון של פרל ריבר טאואר‬
‫67 מטרים) קודמו‬       ‫רגילות הן בדרך כלל מעל ל‬
                                                    ‫נועד לקבוע סטנדרטים חדשים עבור גורדי שחקים‬
‫בצורה מוגזמת ולא תמיד הן מספקות את התגמול‬
                                                      ‫– תכנון הרמוני של המבנה בביצוע כה גבוה עם‬
 ‫המובטח, ביחוד עבור משקי בית צפון אמריקאים.‬
                                                          ‫סביבתו כך שהוא מחסיר אנרגיה מהכוחות‬
‫השימוש בטורבינות קטנות ליצירת אנרגיה במבנים‬
                                                          ‫הטבעיים והפאסיבים שמקיפים את הבניין.‬
      ‫ברי קיימא דורש התחשבות בגורמים רבים.‬
                                                      ‫קיימות – הבניין תוכנן מתוך מחשבה על שימור‬
  ‫בהתחשב בעלות מערכות רוח קטנות בדרך כלל‬
                                                    ‫אנרגיה הכוללת טורבינות רוח, קולטי שמש, תאים‬
  ‫יותר יקרות מטורבינות רוח גדולות ביחס לכמות‬
                                                     ‫פוטווולטאים, איוורור מפלסי ותיקרה מקרינה חום‬
‫האנרגיה שהן מייצרות. עבור טורבינות רוח קטנות‬
                                                      ‫וקור. הוא יהיה אחד מהבניינים היותר ידידותיים‬
‫עלויות התחזוקה יכולות להיות גורם מכריע במקום‬
                                                    ‫לסביבה בעולם כולו: בניין המשרדים המקרין קרור‬
         ‫בו יכולות רוח שוליות. באתרי מעוטי רוחות‬
                                                      ‫הגדול בעולם, הבניין הגבוה בעולם היעיל ביותר‬
 ‫תחזוקה יכולה לצרוך את רוב ההכנסה מטורבינת‬
                                                    ‫מבחינה אנרגטית, נועד להפחית את רמת פליטת‬
   ‫רוח קטנה. טורבינת רוח מתחילה לפעול כאשר‬
                                                   ‫דו תחמוצת הפחמן ב %04 עד %54 בשנת 0202‬
‫31 ק"מ‬     ‫8 מייל לשעה, (כמעט‬     ‫הרוח מגיעה ל‬
                                                                      ‫בהשוואה לרמה בשנת 5002.‬
     ‫לשעה) ומגיעה ליכולת ליכולת יצירת אנרגיה‬
‫מתוכננים כבניינים סולרים פאסיביים וישתמשו‬   ‫במהירות של 73-23 מייל לשעה (בערך 65 ק"מ‬
   ‫בטכנולוגיות סולריות אקטיביות, הקונסטרוקציה‬              ‫לשעה) ומפסיקה לפעול על מנת למנוע נזק‬
  ‫תהיה כזו שתמנע מגשרים תרמיים וגם התאורה‬           ‫55 מייל לשעה (בערך‬       ‫במהירות העוברת את ה‬
‫ט או‬      ‫תהיה חסכונית כמו שימוש בנורות פלורוסנ‬           ‫5.88 ק"מ לשעה). הפוטנציאל האנרגטי של‬
                                             ‫לד.‬        ‫טורבינת רוח הוא פרופורציונלי לאורך בחזקת‬
                                                    ‫שתיים של הלהבים שלה ולמהירות בחזקת שלוש‬
       ‫בניינים בעלי צריכת אנרגיה אפס ושל פלוס‬      ‫בה הלהבים מסתובבים. למרות שטורבינות רוח הן‬
‫אנרגיה – ‪Zero energy and plus energy‬‬                   ‫נגישות ויכולות להוסיף כוח לבניין יחיד, היעילות‬
                                      ‫‪building‬‬       ‫של טורבינת רוח תלויה מאוד בתנאי הרוח באזור‬
           ‫ישנם בניינים שלא צורכים אנרגיה כלל או‬     ‫הבניין, על כן טורבינת רוח צריכה להיות מותקנת‬
 ‫שמייצרים אנרגיה עודפת. ניתן להגיע לכך משילוב‬         ‫באזור שידוע שהוא מקבל כמות קבועה של רוח‬
 ‫של טכנולוגיות לשימור אנרגיה ובשימוש במקורות‬       ‫51 מייל לשעה ( 42‬      ‫עם ממוצע מהירות רוח של‬
  ‫של אנרגיה מתחדשת. ישנם בניינים עם דרישות‬           ‫ק"מ לשעה). ניתן להתקין טורבינת רוח קטנה על‬
  ‫מועטות מאוד לחימום ולכן דורשים רמות נמוכות‬             ‫גג, על כן הגג צריך להיות חזק. טורבינת רוח‬
‫של אנרגיה מיובאת, בניינים שמגיעים כמעט לרמה‬        ‫%01 ל‬       ‫קטנה שמותקנת על גג יכולה לספק בין‬
                             ‫של בניינים עצמאיים.‬       ‫%52 מהחשמל הנדרש למשק בית ממוצע. הן‬
                                                    ‫2 עד 8 מטרים ומייצרות‬       ‫בדרך כלל בקוטר של‬
‫‪Zero‬‬      ‫–‬     ‫בניינים בעלי צריכת אנרגיה אפס‬       ‫000,01 וואט.‬     ‫009 ל‬      ‫אנרגיה בשיעור שבין‬
                              ‫‪energy building‬‬      ‫בארה"ב טורבינת רוח למגורים עם תפוקה של -2‬
‫מושג המתאר בניין עם צריכת אנרגיה אפס ופליטת‬        ‫000,21 ל 000,55‬       ‫01 ‪ KW‬עולה בדרך כלל בין‬
  ‫פחמן שנתית אפס. בניין כזה יכול לתפקד באופן‬        ‫דולר (חישוב של 6 דולר לוואט) , וישנם תמריצים‬
 ‫– ניתן לייצר‬       ‫עצמאי מרשת אספקת החשמל‬          ‫והנחות ב 91 מדינות שיכולים להפחית את עלות‬
‫אנרגיה באתר עצמו בשילוב של טכנולוגיות ליצירת‬                       ‫הרכישה לבעלי בתים עד ל %05.‬
 ‫אנרגיה כמו סולרית או רוח ובמקביל להפחית את‬
 ‫השימוש באנרגיה למיזוג, קירור וחימום ולתאורה.‬      ‫–– ‪Low‬‬           ‫בניין בעל צריכת אנרגיה נמוכה‬
‫בניינים מסורתיים צורכים %04 מסך הכל הדלקים‬                                         ‫‪energy house‬‬
 ‫הפוסילים בארה"ב ובאירופה. ניתן למדוד שימושי‬             ‫באירופה מושג זה מתייחס לבניין שמשתמש‬
    ‫אנרגיה בדרכים שונות (ביחס לעלות או פליטת‬        ‫י, בטווח‬   ‫במחצית מהסטנדרט הגרמני והשוויצר‬
‫הפחמן) ונלקחות בחשבון נקודות מבט שונות לגבי‬        ‫שנע בין ‪ 30kWh/m²a‬לבין ‪ .20kWh/m²a‬מתחת‬
  ‫החשיבות היחסית של התוצר האנרגטי ושמירת‬           ‫‪Ultra-low‬‬       ‫לסטנדרט הזה משתמשים במושג‬
 ‫האנרגיה על מנת להשיג איזון אנרגטי. לגישה של‬       ‫‪ . energy house‬באירופה ובארה"ב ישנם תקנים‬
       ‫בניינים בעלי צריכת אנרגיה אפס יש פוטנציאל‬       ‫שונים המתייחסים לצריכת האנרגיה של הבניין‬
        ‫להפחתת פליטת הפחמן ולעצמאות מדלקים‬          ‫לפיו נקבע הסטנדרט שנחשב לצריכה נמוכה. בניין‬
                                        ‫פוסילים.‬     ‫כזה משתמש ברמת בידוד גבוהה מאוד, חלונות‬
                              ‫ישנן מספר הגדרות:‬       ‫בעלי יעילות אנרגטית, רמות נמוכות של חדירת‬
 ‫– הכוונה שכמות‬         ‫צריכת אנרגיה אפס באתר‬              ‫אוויר ואוורור להשבת חום על מנת להפחית‬
       ‫האנרגיה המסופקת לאתר באמצעות מקורות‬              ‫אנרגיה לחימום ולקרור. בניינים כאלו לרוב יהיו‬
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Implementation of solar energy in building sharon brazilay

Más contenido relacionado

Destacado

המצפה הקטן
המצפה הקטןהמצפה הקטן
המצפה הקטןTagit Klimor
 
קיימות בראייה כוללת
קיימות בראייה כוללתקיימות בראייה כוללת
קיימות בראייה כוללתTagit Klimor
 
אלעזר במברגר - הידרומודול - ניהול נגר עילי
אלעזר במברגר - הידרומודול - ניהול נגר עיליאלעזר במברגר - הידרומודול - ניהול נגר עילי
אלעזר במברגר - הידרומודול - ניהול נגר עיליHydromodul
 
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדברייםתכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדברייםTagit Klimor
 
שרותי המערכת של הטבע העירוני
שרותי המערכת של הטבע העירונישרותי המערכת של הטבע העירוני
שרותי המערכת של הטבע העירוניTagit Klimor
 
סדקים במדבר
סדקים במדברסדקים במדבר
סדקים במדברTagit Klimor
 
רבדים מקומיים
רבדים מקומייםרבדים מקומיים
רבדים מקומייםTagit Klimor
 

Destacado (7)

המצפה הקטן
המצפה הקטןהמצפה הקטן
המצפה הקטן
 
קיימות בראייה כוללת
קיימות בראייה כוללתקיימות בראייה כוללת
קיימות בראייה כוללת
 
אלעזר במברגר - הידרומודול - ניהול נגר עילי
אלעזר במברגר - הידרומודול - ניהול נגר עיליאלעזר במברגר - הידרומודול - ניהול נגר עילי
אלעזר במברגר - הידרומודול - ניהול נגר עילי
 
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדברייםתכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
 
שרותי המערכת של הטבע העירוני
שרותי המערכת של הטבע העירונישרותי המערכת של הטבע העירוני
שרותי המערכת של הטבע העירוני
 
סדקים במדבר
סדקים במדברסדקים במדבר
סדקים במדבר
 
רבדים מקומיים
רבדים מקומייםרבדים מקומיים
רבדים מקומיים
 

Más de Tagit Klimor

אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהיםאסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהיםTagit Klimor
 
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירוניתבחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירוניתTagit Klimor
 
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופף
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופףציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופף
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופףTagit Klimor
 
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירוניתדיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירוניתTagit Klimor
 
תכנון שכונות בראייה סביבתית
תכנון שכונות בראייה סביבתיתתכנון שכונות בראייה סביבתית
תכנון שכונות בראייה סביבתיתTagit Klimor
 
החייאת מרקמים אורבניים
החייאת מרקמים אורבנייםהחייאת מרקמים אורבניים
החייאת מרקמים אורבנייםTagit Klimor
 
צפיפות ומרחב
צפיפות ומרחבצפיפות ומרחב
צפיפות ומרחבTagit Klimor
 
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימאערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימאTagit Klimor
 
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכתקיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכתTagit Klimor
 
הקורס והספר
הקורס והספרהקורס והספר
הקורס והספרTagit Klimor
 
לקראת אדריכלות מקיימת - עתיד הקיימות
לקראת אדריכלות מקיימת - עתיד הקיימותלקראת אדריכלות מקיימת - עתיד הקיימות
לקראת אדריכלות מקיימת - עתיד הקיימותTagit Klimor
 
עמוד מצל מאיר
עמוד מצל מאירעמוד מצל מאיר
עמוד מצל מאירTagit Klimor
 
דיקור עירוני באמצעות אלמנטים זמניים
דיקור עירוני באמצעות אלמנטים זמנייםדיקור עירוני באמצעות אלמנטים זמניים
דיקור עירוני באמצעות אלמנטים זמנייםTagit Klimor
 
תרבות רחוב כאמצעי לשיפור איכות החיים העיר
תרבות רחוב כאמצעי לשיפור איכות החיים העירתרבות רחוב כאמצעי לשיפור איכות החיים העיר
תרבות רחוב כאמצעי לשיפור איכות החיים העירTagit Klimor
 
המרחב הציבורי כסוכן שינוי
המרחב הציבורי כסוכן שינויהמרחב הציבורי כסוכן שינוי
המרחב הציבורי כסוכן שינויTagit Klimor
 
טכנולוגיה מקומיות וגלובליות
טכנולוגיה מקומיות וגלובליותטכנולוגיה מקומיות וגלובליות
טכנולוגיה מקומיות וגלובליותTagit Klimor
 
K karc haifa_2_c_30-12-11-b
K karc haifa_2_c_30-12-11-bK karc haifa_2_c_30-12-11-b
K karc haifa_2_c_30-12-11-bTagit Klimor
 

Más de Tagit Klimor (18)

אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהיםאסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
 
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירוניתבחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
 
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופף
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופףציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופף
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופף
 
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירוניתדיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
 
תכנון שכונות בראייה סביבתית
תכנון שכונות בראייה סביבתיתתכנון שכונות בראייה סביבתית
תכנון שכונות בראייה סביבתית
 
החייאת מרקמים אורבניים
החייאת מרקמים אורבנייםהחייאת מרקמים אורבניים
החייאת מרקמים אורבניים
 
צפיפות ומרחב
צפיפות ומרחבצפיפות ומרחב
צפיפות ומרחב
 
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימאערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
 
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכתקיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
 
הקורס והספר
הקורס והספרהקורס והספר
הקורס והספר
 
לקראת אדריכלות מקיימת - עתיד הקיימות
לקראת אדריכלות מקיימת - עתיד הקיימותלקראת אדריכלות מקיימת - עתיד הקיימות
לקראת אדריכלות מקיימת - עתיד הקיימות
 
עמוד מצל מאיר
עמוד מצל מאירעמוד מצל מאיר
עמוד מצל מאיר
 
דיקור עירוני באמצעות אלמנטים זמניים
דיקור עירוני באמצעות אלמנטים זמנייםדיקור עירוני באמצעות אלמנטים זמניים
דיקור עירוני באמצעות אלמנטים זמניים
 
תרבות רחוב כאמצעי לשיפור איכות החיים העיר
תרבות רחוב כאמצעי לשיפור איכות החיים העירתרבות רחוב כאמצעי לשיפור איכות החיים העיר
תרבות רחוב כאמצעי לשיפור איכות החיים העיר
 
המרחב הציבורי כסוכן שינוי
המרחב הציבורי כסוכן שינויהמרחב הציבורי כסוכן שינוי
המרחב הציבורי כסוכן שינוי
 
טכנולוגיה מקומיות וגלובליות
טכנולוגיה מקומיות וגלובליותטכנולוגיה מקומיות וגלובליות
טכנולוגיה מקומיות וגלובליות
 
Cons
ConsCons
Cons
 
K karc haifa_2_c_30-12-11-b
K karc haifa_2_c_30-12-11-bK karc haifa_2_c_30-12-11-b
K karc haifa_2_c_30-12-11-b
 

Implementation of solar energy in building sharon brazilay

  • 1. ‫יישום אנרגיה סולרית בבניה‬ ‫– קיימות כמנוע‬ ‫בין אקולוגיה לטכנולוגיה‬ ‫צמיחה‬ ‫מנחה: תגית כלימור‬ ‫מגישה: שרון ברזילי‬ ‫הפקולטה לאדריכלות ובינוי ערים - טכניון‬ ‫אפריל 1102‬
  • 2. ‫תוכן עניינים‬ ‫1. הקדמה – מהי אנרגיה חלופית – שיטות‬ ‫שונות להפקת אנרגיה‬ ‫2. מבוא – מהן המגמות בעולם בנושא אנרגיה‬ ‫מתחדשת?‬ ‫3. הצגת הנושא - הפקת חשמל מאנרגית השמש‬ ‫– הטכנולוגיות המרכזיות: פוטוולטאי מרוכז,‬ ‫מערכות פוטוולטאי ות,‬ ‫כוח סולרי מרוכז ו‬ ‫סקירת הטכנולוגיות בתחום האנרגיה הסולרית‬ ‫ומתן דוגמאות.‬ ‫4. הבעיה הנדונה – אדריכלות בת קיימא – מהי?‬ ‫אדריכלות סולרית, פסיבית ואקטיבית: תכנון‬ ‫הבניין ביחס לכיוון השמש, פתחים הצללה‬ ‫ושילוב חומרים להקטנת צריכת האנרגיה של‬ ‫הבניין למינימום, שילוב פאנלים סולרים‬ ‫תרמיים ופוטוולטאים בבנייה ליצירת אנרגיה,‬ ‫לחימום ולחשמל: דוגמאות של בניינים‬ ‫עצמאיים מבחינה אנרגטית ובניינים שמייצרים‬ ‫יותר אנרגיה ממה שהם צורכים.‬ ‫5. מה המצב בארץ בנושא?‬ ‫6. דיון ומסקנות – האם הגענו למצב שניתן‬ ‫למעשה להחליף את השיטות לייצור חשמל‬ ‫המסורתיות על ידי טכנולוגיית האנרגיה‬ ‫הסולרית, מהם החסרונות של השיטה והאם‬ ‫ניתן לגשר עליהם.‬ ‫7. רשימת מקורות‬
  • 3. ‫שמהירות הרוח עולה כך התפוקה גדלה באופן‬ ‫מהי אנרגיה חלופית ? שיטות‬ ‫הקדמה –‬ ‫דרמטי.‬ ‫שונות להפקת אנרגיה:‬ ‫אנרגיה חלופית היא למעשה אנרגיה מתחדשת‬ ‫ממקורות טבעיים כמו רוח, אנרגיה הידראולית,‬ ‫אנרגיה סולרית, ביומסה, דלק אורגני ואנרגיה‬ ‫גאותרמית.‬ ‫על פי סוכנות האנרגיה הבינלאומית: אנרגיה‬ ‫מתחדשת הינה מונעת מתהליכים טבעיים‬ ‫שמתחדשים באופן קבוע. היא מונעת ישירות‬ ‫מהשמש או מחום שנוצר במעמקי האדמה. כלולים‬ ‫בהגדרתה החשמל והחום הנוצרים מהשמש,‬ ‫אנרגיה הידראולית‬ ‫הרוח, אוקיינוס, כוח הידראולי, ביומסה, מקורות‬ ‫מתחלקת לאנרגיה ימית ואנרגיה מנהרות. ניתן‬ ‫גאותרמיים, דלק אורגני ומימן שנוצר ממקורות‬ ‫לרתום ולהשתמש באנרגיה במים. מאחר שהמים‬ ‫מתחדשים.‬ ‫דחוסים פי 008 בערך ביחס לאויר, גם זרם מים‬ ‫אנרגיה מתחדשת מחליפה דלקים קונבנציונלים‬ ‫חלש או גלי ים מתונים יכולים להניב כמות מכובדת‬ ‫בארבעה מישורים שונים: יצירת הספק (של‬ ‫של אנרגיה. ישנן צורות רבות של אנרגיית מים:‬ ‫חשמל), מים חמים/ חימום חללים, דלקי תחבורה,‬ ‫אנרגיה הידרואלקטרית מתייחסת לרוב לסכרים‬ ‫ושירותי אנרגיה חקלאיים שלא מחוברים לרשת.‬ ‫הידרואלקטרים בקנה מידה גדול, לדוגמא ‪Grand‬‬ ‫‪ Coulee Dam‬במדינת וושינגטון ו ‪Akosombo‬‬ ‫אנרגית רוח‬ ‫‪ Dam‬בגאנה.‬ ‫רוח הינה תוצאה של חימום תרמי של הארץ על ידי‬ ‫מערכות מיקרו הידראוליות הינם מתקנים של‬ ‫השמש, ויש לה דפוס גלובלי של טבע המשכי‬ ‫הספק הידרואלקטרי שמייצרים עד 001 ‪ . KW‬הם‬ ‫למחצה. הרוח מושפעת באופן משמעותי‬ ‫לרוב בשימוש באזורי מים עמוקים כספק כוח‬ ‫מטופוגרפיה ומזג האויר וחלים בה שינויים‬ ‫מרוחק. ישנם כמה מתקנים כאלו בעולם.‬ ‫עונתיים, יומיים ולפעמים גם בהפרש של שעות‬ ‫מערכות הידראוליות חסרות סכר מיצרות אנרגיה‬ ‫ספורות. מקורות לאזורים בהם הרוח היא חזקה‬ ‫קינטית מנהרות וימים מבלי להשתמש בסכרים.‬ ‫אבל‬ ‫וקבועה הם לאורך החוף ואזורים הרריים.‬ ‫מקורות משמעותיים נמצאים גם במישורים.‬ ‫אנרגית רוח ניתנת להמרה לאנרגיה מכנית‬ ‫באמצעות טורבינות רוח הן באופן מאוזן והן מסוג‬ ‫ציר אנכי, והיא בשימוש לשאיבת מים או ליצירת‬ ‫חשמל או אפילו לאנרגיה תרמית באמצעות חיכוך.‬ ‫006‬ ‫טורבינות רוח מודרניות נעות בטווח שבין‬ ‫‪ MW‬של כוח מוערך. טורבינות רוח‬ ‫‪ KW‬ל 5‬ ‫3-5.1 ‪ MW‬הפכו‬ ‫בעלות תפוקה מוערכת של‬ ‫לשכיחות יותר לצרכים מסחריים, התפוקה של‬ ‫הטורבינה היא פונקציה של מהירות הרוח, ככל‬
  • 4. ‫אנרגית השמש. באופן כללי ישנן שתי גישות‬ ‫אנרגיה סולרית‬ ‫להשתמש בצמחים ליצירת אנרגיה: לגדל צמחים‬ ‫היא אנרגיה הנובעת מהשמש באמצעות קרינת‬ ‫במטרה להשתמש בהם ליצירת אנרגיה או שימוש‬ ‫השמש. השימוש באנרגיה סולרית הוא מגוון וכולל‬ ‫בשאריות של צמחים ששימשו לדברים אחרים.‬ ‫חימום תרמי (במערכות אקטיביות ופסיביות) יצירת‬ ‫ניתן ליצור ביומסה גם משפכים, שאריות מזון,‬ ‫כוח חשמלי באמצעות מחזורים תרמו דינמיים‬ ‫צמחיה ימית. לכל סוג טכנולוגיה המתאימה לו, רוב‬ ‫והמרה ישירה לאנרגיה חשמלית באמצעות‬ ‫השיטות מייצרות אנרגיה מועטה אבל צורכות‬ ‫מערכות פוטוולטאיות. ניצול השמש כולל חימום‬ ‫הרבה מים לכן זוהי טכנולוגיה שקצת קשה ליישם‬ ‫וקירור חללים באמצעים אדריכליים, אור יום, חימום‬ ‫מבחינה כלכלית. מצד שני הפיכת פסולת לאנרגיה‬ ‫מים, בישול, ועוד. טכנולוגיות סולריות מאופיינות‬ ‫מאפשרת שימוש יעיל יותר בפסולת.‬ ‫כפסיביות או אקטיביות תלוי באופן שבו הן לוכדות,‬ ‫ממירות ומפיצות את האנרגיה הסולרית. טכניקות‬ ‫אנרגיה גאותרמית‬ ‫סולריות אקטיביות כוללות בין היתר שימוש‬ ‫היא אנרגיה הנוצרת מחום כדור הארץ עצמו,‬ ‫בפאנלים פוטוולטאים ודודי חימום סולריים.‬ ‫מקילומטרים עמוק בקרום האדמה באזורים‬ ‫טכניקות סולריות פאסיביות כוללות בין היתר את‬ ‫וולקניים אקטיביים של הגלובוס או מעומקים‬ ‫מיקום הבניין ביחס לשמש, בחירת חומרים עם‬ ‫רדודים כמו במשאבות חום גאותרמיות ברוב‬ ‫מסה תרמית או תכונות מפזרות אור, ותכנון החלל‬ ‫המקומות בכדור הארץ.‬ ‫והן מפחיתות‬ ‫כך שהאויר יתחלף בו באופן טבעי‬ ‫נעשה שימוש בשלושה סוגים של תחנות כוח על‬ ‫את הצורך בשימוש במקורות חימום וקירור‬ ‫מנת ליצר הספק מאנרגיה גאותרמית: קיטור יבש,‬ ‫נוספים.‬ ‫רשף, ובינארי. תחנות קיטור יבש לוקחות את‬ ‫‪Error‬‬ ‫האדים מבעד סדקים שבאדמה ומשתמשות בהם‬ ‫על מנת להניע באופן ישיר טורבינות שמסובבות‬ ‫גנרטור. תחנות רשף לוקחות מים חמים, בדרך‬ ‫002 מעלות, מחוץ‬ ‫כלל בטמפרטורה של יותר מ‬ ‫לאדמה ומאפשרות להם לרתוח כשהם מגיעים‬ ‫לפני השטח ואז מפרידות את שלב האדים ומריצות‬ ‫את האדים דרך טורבינה. בתחנות בינאריות המים‬ ‫החמים זורמים דרך מחליפי חום, מרתיחים נוזל‬ ‫אורגני שמפעיל את הטורבינות. האדים המעובים‬ ‫והנוזל הגאותרמי שנשאר מכל שלושת סוגי‬ ‫התחנות מוזרקים חזרה לסלע החם על מנת‬ ‫ביומסה‬ ‫שיאספו עוד חום.‬ ‫(חומר צמחי) הינה מקור אנרגיה מתחדש מאחר‬ ‫מקורות גאותרמיים כאלו קיימים באזורים לא‬ ‫שהאנרגיה שהיא מכילה מגיעה מהשמש.‬ ‫יציבים מבחינה גאולוגית כמו בצ'ילה, איסלנד, ניו‬ ‫באמצעות תהליך הפוטוסינתזה הצמחים לוכדים‬ ‫זילנד, ארה"ב, הפיליפינים ואיטליה.‬ ‫את אנרגית השמש. כשהצמח נשרף הוא משחרר‬ ‫את אנרגית השמש אותה הוא מכיל, בדרך זו‬ ‫ביומסה מתפקדת כסוג של בטריה שמאחסנת את‬
  • 5. ‫‪Error‬‬ ‫דלק אורגני‬ ‫דלק אורגני נוזלי הוא בדרך כלל או ביו אלכוהול‬ ‫כמו ביו אתנול או שהוא שמן כמו ביו דיזל.‬ ‫ביו אתנול הינו אלכוהול המיוצר על ידי התססת‬ ‫רכיב הסוכר של חומר צמחי וזה נעשה לרוב מיבולי‬ ‫סוכר ועמילן. באמצעות טכנולוגיה מתקדמת‬ ‫שמתפתחת, גם בביומסה תאית, כמו עצים‬ ‫ועשבים, נעשה שימוש ליצירת האתנול. ניתן‬ ‫להשתמש באתנול כדלק לרכב בצורתו הטהורה,‬ ‫אך לרוב נעשה בו שימוש כתוסף לבנזין על מנת‬ ‫להעלות את האוקטן ולשפר את פליטת הרכב. ביו‬ ‫אתנול הוא בשימוש נרחב בארה"ב ובברזיל.‬ ‫ביו דיזל נוצר משמני צמחים, שומן חיות או שומן‬ ‫ממוחזר. ניתן להשתמש בביו דיזל כדלק לרכב‬ ‫בצורתו הטהורה אך לרוב נעשה בו שימוש כתוסף‬ ‫לדיזל על מנת להפחית את המזהמים, חד‬ ‫תחמוצת הפחמן ופחמימן ברכבים בעלי מנועי‬ ‫דיזל. ביו דיזל הוא הדלק האורגני השכיח ביותר‬ ‫באירופה.‬
  • 6. ‫051 ‪ MW‬בספרד ותחנות נוספות, תעשיית‬ ‫מבוא – מהן המגמות בעולם בנושא אנרגיה‬ ‫האנרגיה הסולרית התרמית גדלה‬ ‫מתחדשת?‬ ‫במהירות,כשבספרד ובארה"ב פרוייקטים רבים‬ ‫במהלך חמש השנים שבין 4002 ל 9002 . היכולת‬ ‫בתחום.‬ ‫של האנרגיה המתחדשת הכלל עולמית צמחה‬ ‫בסקטור של המערכות הפוטוולטאיות – מאז 2002‬ ‫06-01 אחוזים שנתיים עבור‬ ‫בשיעור של‬ ‫%02 לשנה בייצור‬ ‫ישנה עליה ממוצעת של‬ ‫טכנולוגיות רבות. כל צורות האנרגיה הינן יקרות,‬ ‫9002 הכמות‬ ‫המערכות הפוטוולטאיות. כשבסוף‬ ‫אך ככל שעובר הזמן אנרגיה מתחדשת לרוב‬ ‫הגלובלית של אנרגיה סולרית ממערכות‬ ‫נעשית זולה יותר בעוד שדלק נעשה לרוב יקר‬ ‫00012 ‪ .MW‬ישנם‬ ‫פוטוולטאיות עברה את ה‬ ‫יותר. אל גור טען שישנן שלוש סיבות בגללן‬ ‫פארקים גדולים של מערכת פוטוולטאית בגרמניה,‬ ‫אנרגיה מתחדשת נעשית זולה יותר:‬ ‫קנדה וספרד. במקרה של מערכות פוטוולטאיות‬ ‫1. כאשר התשתית לאנרגיה המתחדשת‬ ‫ניתן וחשוב לשלבן בבניינים באופן שבו ישתמשו‬ ‫נבנית האנרגיה עצמה היא חינם לתמיד,‬ ‫מבנים קיימים וייצרו אנרגיה קרוב למקום בו היא‬ ‫שלא כמו פחם, הרוח, השמש והאדמה‬ ‫נצרכת.‬ ‫מספקות אנרגיה שהיא חינם בכמות‬ ‫– בברזיל ובארה"ב‬ ‫בסקטור של הדלק האורגני‬ ‫שאינה נגמרת.‬ ‫נעשה שימוש באתנול כדלק לכלי הרכב, ברזיל‬ ‫2. בזמן שטכנולוגית הדלק הינן ישנות יותר‬ ‫מאז 0791 היא היצרנית השניה בגודלה, (אחרי‬ ‫טכנולוגיות של אנרגיה מתחדשת‬ ‫ארה"ב) של אתנול והיצואנית הגדולה שלו. ליצור‬ ‫משתפרות במהירות, כך שחדשנות וכושר‬ ‫האתנול משתמשים בסוכר ובשאריות משתמשים‬ ‫המצאה נותנות לנו את היכולת להעלות‬ ‫ליצור חום וחשמל. בברזיל לא משתמשים בדלק‬ ‫באופן קבוע את היעילות של האנרגיה‬ ‫טהור לתדלוק כלי הרכב וגם בארה"ב משתמשים‬ ‫המתחדשת ובהמשך להוריד את העלויות‬ ‫‪fossil‬‬ ‫בתערובת בה %01 אתנול משולב עם‬ ‫שלה.‬ ‫‪ .fuels‬ותעשיית כלי הרכב מתכננת רכבים‬ ‫3. ברגע שהעולם נותן הצהרה ברורה לעבור‬ ‫שיתדלקו על תערובות המורכבות מריכוז גבוה‬ ‫לאנרגיה מתחדשת, נפח היצור עצמו יוריד‬ ‫יותר של אתנול.‬ ‫באופן חד את העלויות של החלקים‬ ‫– האיגוד‬ ‫בסקטור של האנרגיה הגאותרמית‬ ‫במערכות השונות, ובמקביל יש צורך‬ ‫51701‬ ‫הגאותרמי הבינלאומי ( ‪ )IGA‬דיווח על‬ ‫להוסיף תמריצים נוספים למחקרים‬ ‫42 מדינות שייצר‬ ‫‪ MW‬של הספק גאותרמי ב‬ ‫ופיתוח כדי להמשיך במהירות את תהליך‬ ‫64276 ‪ GW‬של חשמל ב 0102. שיעור זה מייצג‬ ‫ההתחדשות.‬ ‫עליה של %02 של שימוש באנרגיה גאותרמית‬ ‫מאז 5002. האיגוד הגאותרמי העולמי צופה שעד‬ ‫9002 חלה‬ ‫בסקטור של אנרגית רוח - בסוף‬ ‫00581 ‪ .MW‬מובילות‬ ‫5102 תהיה עליה של‬ ‫עליה של %13 ביכולת של חוות הרוח ואנרגית‬ ‫בתחום ארה"ב והפיליפינים.‬ ‫הרוח מספקת %3.1 מצריכת החשמל הגלובלית.‬ ‫בסקטור של אנרגיה הידראולית - בפורטוגל‬ ‫בתחום זה מובילות אנגליה ודנמרק עם 003 ‪MW‬‬ ‫נפתחה חוות גלים ב 8002 שמייצרת 52.2 ‪.MW‬‬ ‫ו902 ‪ MW‬בהתאמה.‬ ‫ב7002 הוכרז בסקוטלנד על הקמה של חווה כזו‬ ‫– ישנן‬ ‫בסקטור של יצירת אנרגיה סולרית תרמית‬ ‫שתייצר 3 ‪.MW‬‬ ‫תחנות גדולות של 453 ‪ MW‬בארה"ב, תחנה של‬
  • 7. ‫ניתן לראות שבמקומות שונים בעולם מקדמים‬ ‫טכנולוגיות רבות של יצור אנרגיה מתחדשת ומגמה‬ ‫זו נמצאת בעליה מתמדת. כאמור ככל שהתעשייה‬ ‫תגדל כך עלויות היצור ירדו והמקורות עצמם הינם‬ ‫טבעיים ללא עלות, הדבר החשוב ביותר הם עצם‬ ‫היותה אנרגיה מתחדשת שאינה נגמרת ושאינה‬ ‫מזהמת את האויר.‬
  • 8. ‫מערכת מחוברת לרשת: בדרך כלל לרשת החשמל‬ ‫הצגת הנושא - הפקת חשמל מאנרגית‬ ‫הכללית ומזינה חשמל אל הרשת. מערכת כזו‬ ‫השמש – הטכנולוגיות המרכזיות:‬ ‫01-2 ‪)KWP‬‬ ‫משתנה בגודל שלה ממגורים (‬ ‫מערכות פוטוולטאי ות, פוטוולטאי מרוכז‬ ‫לתחנות כוח סולריות ( ‪ (10s GWp‬זוהי צורה של‬ ‫וכוח סולרי מרוכז,‬ ‫יצירת חשמל מבוזרת. במיקרה של מגורים או‬ ‫סקירת הטכנולוגיות בתחום האנרגיה‬ ‫בניינים מצויידים במערכת פוטוולטאית המחוברת‬ ‫הסולרית ומתן דוגמאות‬ ‫לרשת, הדרישה החשמלית של הבניין מסופקת על‬ ‫ידי המערכת הפוטוולטאית ורק העודף מוזן לרשת,‬ ‫כוח סולרי הוא המרה של אור שמש לחשמל,‬ ‫כאשר קיים.‬ ‫‪,PV‬‬ ‫ישירות באמצעות מערכת פוטוולטאית‬ ‫פוטוולטאי מרוכז ‪ CPV‬או באופן עקיף באמצעות‬ ‫עוקב סולרי יכול לשפר בצורה משמעותית את‬ ‫כוח סולרי מרוכז ‪ .CSP‬מערכות כוח סולרי מרוכז‬ ‫כמות הכוח המיוצרת על ידי המערכת באמצעות‬ ‫משתמשות בעדשות או במראות ובמערכות מעקב‬ ‫שיפור הביצועים בבוקר ואחר הצהריים. כדאי‬ ‫על מנת לרכז אזור רחב של אור שמש לחימום נוזל‬ ‫להתקין עוקבים עבור יישומים לא מרוכזים באזורים‬ ‫שפועל ליצירת אנרגיה או לאחסונה. מערכות‬ ‫בעלי אור שמש ישיר. באור שמש מפוזר (בימים‬ ‫פוטוולטאיות ממירות את אור השמש לזרם חשמלי‬ ‫מעוננים או ערפל) לעוקבים אין כל ערך. עבור‬ ‫באמצעות האפקט הפוטוולטאי.‬ ‫מערכות פוטוולטאיות מרוכזות עוקבים הינם‬ ‫הכרחיים. ציפוי אנטי רפלקטיבי לחיפוי הזכוכית‬ ‫מערכת פוטוולטאית:‬ ‫למערכת הפוטוולטאית יכול לספק את רוב‬ ‫מערכת פוטוולטאית משתמשת בתאים סולרים על‬ ‫היתרונות של מערכת מעקב מבלי להשתמש בכוח‬ ‫מנת להפוך אור לחשמל. מערכת פוטוולטאית‬ ‫נוסף או אחזקה. ישנם ציפויים אנטי רפלקטיביים‬ ‫מורכבת ממספר מרכיבים כולל תאים, בדרך כלל‬ ‫שמשתמשים בננו טכנולוגיה על מנת לשפר את‬ ‫עשויים מסיליקון, חיבורים והרכבה מכניים‬ ‫הביצועים שלהם, ומספקים את אותם הביצועים‬ ‫וחשמליים ואמצעים לבקרה ו/או שינוי של הזרם‬ ‫שמערכת מעקב מספקת.‬ ‫החשמלי. בשל המתח החשמלי הנמוך של התא‬ ‫ביצועי המערכת‬ ‫הסולרי – 5.0 ‪ ,V‬מספר תאים מחוברים בסדרות‬ ‫כוח השמש בצהרי היום ביום נטול עננים בקו‬ ‫ליצירת לוח. הלוח מחובר למגן מפני מים והופך‬ ‫²‪ 1 kW/m‬על פני כדור הארץ,‬ ‫המשווה מגיע ל‬ ‫לרכיב פוטוולטאי. ניתן לחבר מספר רכיבים‬ ‫למישור שהוא אנכי לקרני השמש. על כן מערך‬ ‫למערך. את החשמל המיוצר ניתן לאחסן,‬ ‫פוטוולטאי יכול לעקוב אחרי השמש בכל יום על‬ ‫להשתמש ישירות או להטעין לרשת החשמלית.‬ ‫מנת להגביר את איסוף האנרגיה, אולם מתקני‬ ‫מעקב מוסיפים לעלות ודורשים תחזוקה, לכן‬ ‫מערכת עצמאית: למערכת עצמאית אין חיבור‬ ‫מקובל יותר למערכות פוטוולטאיות להיות מותקנות‬ ‫לרשת החשמלית המרכזית. מערכת זו משתנה‬ ‫בצורה קבועה שמטה את המערך ומפנה אותו‬ ‫מאוד בגודל וביישומים: ממחשבונים לבניינים‬ ‫לכיוון דרום בחצי הכדור הצפוני או לכיוון צפון בחצי‬ ‫מרוחקים וחלליות. אם יש צורך לספק את החשמל‬ ‫הכדור הדרומי. זוית ההטיה יכולה להשתנות לפי‬ ‫באופן בלתי תלוי מהחשיפה לשמש, הכוח הנוצר‬ ‫עונה, אבל אם היא קבועה היא צריכה לתת את‬ ‫מאוחסן בבטריות.‬ ‫התפוקה האופטימלית למערך למשך דרישת השיא‬
  • 9. ‫ד"ר ברונו לאנג' ( ‪ )Bruno Lange‬פיתח תא פוטו‬ ‫החשמלי לשנה אופיינית. עבור מערכות גדולות‬ ‫‪ selenide‬כסף במקום‬ ‫על ידי שימוש סלניד‬ ‫האנרגיה המורווחת באמצעות שימוש במערכות‬ ‫בתחמוצת נחושת. למרות שהפרוטוטייפ של תאי‬ ‫מעקב מכריעות לעומת הוספת המורכבות‬ ‫הסלניום המירו פחות מ %1 של אור לחשמל הכירו‬ ‫%03‬ ‫(העוקבים יכולים להעלות את היעילות ב‬ ‫מדענים שונים בחשיבות הגילוי. ב 4591 החוקרים‬ ‫או יותר) מערכות פוטוולטאיות שמגיעות למגה ואט‬ ‫‪ ,Gerald Pearson‬קלווין פולר‬ ‫ג'רלד פירסון‬ ‫אחד או עוברות אותו משתמשות לרוב בעוקבים‬ ‫‪ Daryl Chapin‬יצרו‬ ‫‪ Calvin Fuller‬ודריל שפין‬ ‫סולרים.‬ ‫תא סולרי מסיליקון. התאים הסולרים המוקדמים‬ ‫עבור האקלים וקו הרוחב של ארה"ב ואירופה‬ ‫-5.4‬ ‫עלו 682 דולרים לוואט והגיעו ליעילות של‬ ‫חשיפה טיפוסית לשמש נעה מ /²‪ 4 kWh/m‬ליום‬ ‫%6 . כיום ישנם סוגים רבים של תאים פוטוולטאים:‬ ‫/²‪ 6.5 kWh/m‬ליום באזורים‬ ‫בצפון ועולה ל‬ ‫סרט דק, סיליקון מונוקריסטלין, סיליקון‬ ‫שטופי השמש. לפאנלים סולרים אופייניים יעילות‬ ‫פוליקריסטלין ותאים אמורפיים. השימוש הראשון‬ ‫של %21 עד ל %02 . מתקן פוטוולטאי בקו הרוחב‬ ‫המשמעותי בתאים סולרים נעשה כמקור כוח גיבוי‬ ‫הדרומי של אירופה וארה"ב יכול לייצר /²‪1 kWh/m‬‬ ‫ללווין ‪ Vanguard I‬ב 8591, שאפשרו לו לשדר‬ ‫051 וואט" הוא‬ ‫ליום. פאנל סולרי אופייני של "‬ ‫למשך שנה לאחר שנגמרה לו הבטריה הכימית,‬ ‫1‬ ‫בגודל של מטר מרובע, פאנל כזה יכול ליצר‬ ‫שימוש זה חזר על עצמו בלווינים שונים של ברה"מ‬ ‫‪ kWh‬כל יום בממוצע לאחר שלוקחים בחשבון את‬ ‫0691 תאים פוטוולטאים‬ ‫וארה"ב ובסוף שנות‬ ‫מזג האויר ואת קו הרוחב.‬ ‫הפכו להיות למקור כוח מבוסס עבורם והפכו גם‬ ‫התאים הפוטולטאים רגישים מאוד לצל, גם אם‬ ‫חיוניים לתשתית התקשורת היום. העלות הגבוהה‬ ‫כמות קטנה של תאים, יחידות או מערך מוצללים‬ ‫של תאים סולרים הגבילה שימושם בכדור הארץ‬ ‫והשאר חשופים לקרינת השמש התפוקה יורדת‬ ‫לאורך שנות 0691. דבר זה השתנה בתחילת‬ ‫בצורה דרמטית בשל קצר חשמלי (האלקטרונים‬ ‫שנות 0791 כשהעלות הגיעה למחירים תחרותיים‬ ‫משנים את מסלולם). לכן חשוב ביותר שהמתקן‬ ‫עבור מקומות מרוחקים אליהם רשת החשמל לא‬ ‫הפוטוולטאי לא יהיה מוצל כלל לא על ידי עצים או‬ ‫הגיעה. משבר השמן ב 3791 עודד עליה מהירה‬ ‫על ידי אלמנטים אדריכליים. אור השמש יכול‬ ‫0791‬ ‫ביצור של תאים פוטוולטאים במהלך שנות‬ ‫להספג על ידי אבק או נשורת שנמצאים על פני‬ ‫ותחילת שנות 0891 המחירים ירדו מ 001 דולרים‬ ‫השטח של היחידות. דבר זה יכול להוריד את כמות‬ ‫5891. ירידת‬ ‫לוואט ל 7 דולרים לוואט בשנת‬ ‫האור שמגיעה לתאים עד לכדי חצי. יש צורך‬ ‫0891 הובילה‬ ‫מחירי השמן בתחילת שנות‬ ‫לשמור על פני שטח נקיים של היחידות. גם עליה‬ ‫להפחתה במימון של המערכות הפוטוולטאיות‬ ‫בטמפרטורה עלולה לפגוע בתפוקה ובאורך החיים‬ ‫וחוסר המשכיות בהכרה במיסים הקשורים לפעולת‬ ‫של היחידות. אוורור מעל או מאחורי היחידות‬ ‫8791. גורמים אלו מיתנו את‬ ‫מיסוי האנרגיה מ‬ ‫הפוטוולטאיות מפחית בעיה זו. חיי היחידות‬ ‫הצמיחה כמעט של %51 לשנה מ 4891 עד לשנת‬ ‫מגיעים ל 52 שנים ויש לקחת בחשבון עלויות‬ ‫0991 עבר הסקטור‬ ‫6991. מאז אמצע שנות‬ ‫החלפה.‬ ‫הפוטוולטאי לפעילות מירבית מארה"ב לאירופה‬ ‫‪ PV‬הינו רכיב שממיר אור‬ ‫תא סולרי פוטוולטאי‬ ‫וליפן. בין השנים 2991 ל 4991 יפן הגדילה את‬ ‫לזרם חשמלי באמצעות האפקט הפוטוולטאי. התא‬ ‫המימון, קבעה קוים מנחים והנהיגה תכנית תמיכה‬ ‫הסולרי הראשון נבנה על ידי צ'רלס פריץ‬ ‫כספית על מנת לעודד את ההתקנה למערכות‬ ‫(‪ )Charles Fritts‬ב 0881. ב 1391 מהנדס גרמני‬
  • 10. ‫מערכות אלו: נמוכה, בינונית וגבוהה שנמדדות‬ ‫פוטוולטאיות ביתיות. כתוצאה מתקנים פוטוולטאים‬ ‫ביחידות "שמש" (הכפלה בריבוע).‬ ‫במדינה עלו מ 2.13 ‪ MW‬ב 4991 ל 813 ‪ MW‬ב‬ ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת נמוכה היא בריכוז‬ ‫%03 בסוף שנות‬ ‫9991 והיצור העולמי צמח ב‬ ‫שבין 2 ל 001 יחידות "שמש". מסיבות כלכליות‬ ‫0991 . בגרמניה התפוקה של מתקנים פוטוולטאים‬ ‫משתמשים לרוב בסיליקון קונבנציונלי, בריכוזים‬ ‫מ 001 ‪ MW‬בשנת 0002 ל כמעט 0514 ‪MW‬‬ ‫אלו זרם החום נמוך דיו כך שלא צריך קרור פעיל.‬ ‫7002 . לאחר מכן ספרד הפכה‬ ‫בסוף שנת‬ ‫חוקי האופטיקה מכתיבים שקולט עם יחס ריכוז‬ ‫למובילה בשוק הפוטוולטאי לאחר שהתקינה %54‬ ‫נמוך יכול לקבל זוית קבלה גבוהה והוא לא צריך‬ ‫ממערכות הפוטוולטאיות בעולם. מחקרים שונים‬ ‫מעקב סולרי פעיל. מרכזים סולרים פולטי אור‬ ‫0102 השוק הפוטוולטאי‬ ‫הראו שלקראת שנת‬ ‫יכולים להיות בשימוש על מנת לבנות מערכות לא‬ ‫יעבור את ה 61 ‪ .GW‬בשנים האחרונות מתקנים‬ ‫עוקבות עם ריכוז בטווח של 2 "שמשות".‬ ‫סולרים התרחבו לאזורי מגורים בזכות תמריצים‬ ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת בינונית בריכוז של‬ ‫ממשלתיים ליצור אנרגיה "ירוקה" בדרכים יותר‬ ‫001 עד 003 "שמשות", המערכת דורשת שני‬ ‫כלכליות כמו למשל למכור את החשמל המיוצר‬ ‫צירים עוקבי שמש וקירור, אקטיבי או פאסיבי‬ ‫לרשת. ישנן תחנות סולריות פוטוולטאיות גדולות‬ ‫שהופכים אותה ליותר מורכבת.‬ ‫בין היתר בגרמניה, קנדה וספרד.‬ ‫מערכת פוטולטאית מרוכזת גבוהה מפעילה‬ ‫מרכזים אופטיים המורכבים מצלחות מחזירות אור‬ ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת‬ ‫‪ fresnel‬שמרכזות אור שמש‬ ‫או עדשות פרסנל‬ ‫היא אחת הצורות החדשות ביותר של טכנולוגית‬ ‫003 "שמשות" ויותר. התאים‬ ‫לעוצמה של‬ ‫אנרגיה סולרית. מערכות אלו ממקדות כמות גדולה‬ ‫הסולרים דורשים קולטי חום ביכולת גבוהה על‬ ‫של אור שמש על גבי שטח קטן של חומר‬ ‫מנת לא להרוס הרס תרמי ועל מנת להתמודד עם‬ ‫פוטוולטאי על מנת לייצר חשמל. שלא כמו מערכות‬ ‫הטמפרטורה הקשורה לאובדן ביצועים. תאים‬ ‫של פאנלים שטוחים מערכת זו הרבה פחות יקרה‬ ‫‪ multijunction‬כרגע‬ ‫סולרים רבי חיבורים‬ ‫לייצור מאחר שהריכוז מאפשר לייצר שטחי תאים‬ ‫מועדפים על גבי סיליקון מאחר שהם יותר יעילים‬ ‫סולריים קטנים יותר. מערכת פוטולטאית מרוכזת‬ ‫ויש להם מקדם טמפרטורה נמוך יותר (פחות‬ ‫פועלת בצורה היעילה ביותר באור שמש מרוכז, כל‬ ‫אובדן ביעילות עם העליה בטמפרטורה). היעילות‬ ‫זמן שהתא הסולרי נשמר קר תוך כדי שימוש‬ ‫של שני סוגי התאים עולה עם עליה בריכוז:‬ ‫בקולטי חום. אור מפוזר כמו למשל בתנאים‬ ‫‪ multijunction‬עולה‬ ‫היעילות של רבי החיבורים‬ ‫מעוננים וקודרים, לא ניתן לרכז. על מנת להגיע‬ ‫מהר יותר.‬ ‫ליעילות המירבית על מערכות אלו להיות ממוקמות‬ ‫באזורים בהם מתקבל הרבה מאוד אור שמש‬ ‫מערכות של כוח סולרי מרוכז ‪: CSP‬‬ ‫ישיר. תכונות הולכה למחצה מאפשרות לתאים‬ ‫הינן מערכות שמשתמשות בעדשות או במראות‬ ‫הסולרים לפעול ביעילות רבה יותר באור מרוכז כל‬ ‫ומערכת מעקב על מנת לרכז אזור גדול של אור‬ ‫זמן שטמפרטורת חיבור התאים נשארת קרה‬ ‫שמש או אנרגיה סולרית תרמית על גבי שטח קטן.‬ ‫באמצעות שימוש בקולטי חום. כעת המחירים הם‬ ‫הכוח חשמלי מיוצר כאשר האור המרוכז מומר‬ ‫קרובים לדולר אחד לוואט, בעלות זו סביר להניח‬ ‫לחום שמפעיל מנוע חום (בדרך כלל טורבינת‬ ‫שהמערכת הפוטוולטאית המרוכזת תגיע למחירי‬ ‫קיטור) שמחובר לגנרטור של כוח חשמלי. מערכות‬ ‫1102. ישנם שלושה סוגים של‬ ‫הרשת. כבר ב‬
  • 11. ‫נוזל. היתרון הוא שלמראות שטוחות‬ ‫של כוח סולרי מרוכז שונות ממערכת פוטוולטאי‬ ‫זולות יותר ממראות פרבוליות וניתן להציב‬ ‫מרוכזת בכך שהפוטוולטאית המרוכזת ממירה‬ ‫יותר מחזירי אור בשטח נתון, ובכך ניתן‬ ‫ישירות את האנרגיה הסולרית לחשמל מבלי‬ ‫להשתמש ביותר אור שמש. במערכת זו‬ ‫להשתמש בטורבינת קיטור. במערכות כוח סולרי‬ ‫ניתן להשתמש הן בקנה מידה גדול והן‬ ‫מרוכז נעשה שימוש ליצירת חום או קור או חשמל‬ ‫בקנה מידה קטן.‬ ‫מתחדשים הנקרא חשמל תרמי שבדרך כלל נוצר‬ ‫‪Error‬‬ ‫באמצעות קיטור.‬ ‫ישנן כמה מערכות של כוח סולרי מרוכז:‬ ‫1. תעלה-שוקת פרבולית שמורכבת ממחזירי‬ ‫אור פרבוליים לינאריים שמרכזים אור‬ ‫לתוך קולטן שממוקם לאורך קו המוקד של‬ ‫מחזיר האור. הקולטן הוא צינור שממוקם‬ ‫ישר מעל מרכז המראה הפרבולית והוא‬ ‫מלא בנוזל. מחזיר האור נועד לעקוב אחרי‬ ‫השמש לאורך שעות היום לאורך ציר‬ ‫– מלח מותך כמו סודיום‬ ‫יחיד. הנוזל‬ ‫3. צלחת ‪ stirling‬סטירלינג סולרית או‬ ‫ופוטסיום ניטראט – מחומם ל 053-051‬ ‫מערכת מנוע של צלחת מורכבת ממחזיר‬ ‫מעלות בזמן שהוא זורם בתוך הקולטן‬ ‫אור פרבולי בודד שמרכז אור אל קולטן‬ ‫והוא משמש כמקור חום למערכת יצירת‬ ‫שמוצב בנקודת המיקוד של מחזיר האור.‬ ‫כוח. מערכות של תעלות פרבוליות‬ ‫מחזיר האור עוקב אחרי השמש לאורך‬ ‫מספקות את השימוש הטוב ביותר מכל‬ ‫שני צירים. הנוזל בתוך הקולטן מתחמם‬ ‫טכנולוגיה סולרית .‬ ‫לטמפרטורות של 007-052 מעלות ואז‬ ‫נעשה בו שימוש על ידי המנוע ליצירת‬ ‫כוח. מערכת צלחת פרבולית נותנת את‬ ‫היעילות המירבית בקרב טכנולוגיות כוח‬ ‫סולרי מרוכז.‬ ‫‪Error‬‬ ‫‪ fresnel‬פרסנל לינארי‬ ‫2. מחזירי אור של‬ ‫מרוכז הינם מתקנים של כוח סולרי מרוכז‬ ‫שמשתמשים בפס של מספר רב של‬ ‫מראות במקום במראות פרבוליות על מנת‬ ‫לרכז אור שמש על גבי שני צינורות בהם‬
  • 12. ‫מומחים צופים שהצמיחה המירבית תהיה‬ ‫4. מגדל כוח סולרי "שמש" מורכב ממערך דו‬ ‫במקומות כמו אפריקה, מקסיקו, דרום מערב‬ ‫צירי של מחזירי אור עוקבים ( ‪)heliostats‬‬ ‫ארה"ב. מצופה גם ירידה חדה במחירים עד ל‬ ‫על מנת לרכז אור אל קולטן בקצה‬ ‫0502 מ 32-51 יורו לקילו וואט לשעה ל -01‬ ‫המגדל. הקולטן מכיל נוזל שיכול להיות‬ ‫41 יורו לקילו וואט לשעה.‬ ‫0001-005‬ ‫גם מי ים. הנוזל מתחמם ל‬ ‫מעלות ואז נעשה בו שימוש ליצירת כוח‬ ‫מערכת פוטוולטאית מרוכזת ותרמית‬ ‫או למערכת איחסון אנרגיה. הפיתוח של‬ ‫מערכת ‪ CPVT‬הינה מערכת שמשלבת חום וכוח‬ ‫מגדל כוח הינו פחות מתקדם ממערכת‬ ‫סולרי, טכנולוגיה שמשתמשת בפוטוולטאי מרוכז‬ ‫התעלות אבל יעיל יותר מבחינת עלויות,‬ ‫שמייצרת חשמל וחום באותו רכיב. החום יופעל‬ ‫מציע יעילות גבוהה יותר ויכולת אחסון‬ ‫לחימום מים, למזגן, להתפלה או תהליכי חימום.‬ ‫אנרגיה טובה יותר בקרב טכנולוגית הכוח‬ ‫מערכות אלו הן כעת ביצור באירופה וישנה חברה‬ ‫הסולרי המרוכז.‬ ‫ישראלית ‪ Zenith Solar‬שמפתחת מערכת כזו עם‬ ‫הטוענת ליעילות של %27.‬ ‫שיטות אחסון אנרגיה‬ ‫אנרגיה סולרית אינה זמניה בלילה, על כן אחסון‬ ‫האנרגיה הינו דבר חשוב על מנת לאפשר אספקה‬ ‫של אנרגיה. גם אנרגית רוח וגם אנרגיה סולרית‬ ‫הינן לא רציפות, כך שיש צורך להפיק את האנרגיה‬ ‫כשניתן ולאחסן אותה על מנת לצרוך אותה בשעת‬ ‫הצורך או להעביר אותה למקום בו ניתן להשתמש‬ ‫בה. אנרגית שמש ואנרגית רוח נוטות להיות‬ ‫משלימות מאחר שבחורף יש יותר רוח ובקיץ יש‬ ‫יותר שמש, אך ישנם גם ימים בהם אין רוח ואין‬ ‫שמש ואז צריך למצוא פתרון אחר. למשל המוסד‬ ‫מחקר שנערך על ידי גרין פיס הבינלאומי,‬ ‫לאספקת טכנולוגיה של אנרגיה סולרית של‬ ‫התאחדות הארופית של חשמל תרמי סולרי‬ ‫אוניברסיטת קאסל ניסתה מתקני כוח משולבים‬ ‫וסוכנות האנרגיה הסולרית הבינלאומית חקרו‬ ‫שמש, רוח, ביו גז, ואחסון הידראולי על מנת לספק‬ ‫את הפוטנציאל והעתיד של מערכות כוח סולרי‬ ‫אספקה שוטפת סביב השעון, רק ממקורות אנרגיה‬ ‫מרוכז. המחקר מצא שהכוח הסולרי המרוכז‬ ‫מתחדשת.‬ ‫יכול להגיע ל %52 מצריכת האנרגיה העולמית‬ ‫ניתן לאחסן אנרגיה סולרית בטמפרטורות גבוהות‬ ‫עד לשנת 0502 . העליה בהשקעה תעלה מ 2‬ ‫תוך שימוש במלחים מותכים. מלחים הינם אמצעי‬ ‫.‬ ‫מיליארד יורו ל 5.29 יורו בתקופת זמן זו‬ ‫יעיל לאחסון בשל מחירם הנמוך, יש להם יכולת‬ ‫ספרד מובילה בתחום הטכנולוגי הזה עם‬ ‫חום גבוהה והם יכולים להעביר חום בטמפרטורה‬ ‫מספר רב של פרויקטים בתחום. מאחר‬ ‫תואמת מערכת חשמל. מערכות מנותקות מהרשת‬ ‫שמטבע הטכנולוגיה היא זקוקה לאזורי מדבר‬ ‫משתמשות באופן מסורתי במצברים נטענים על‬
  • 13. ‫מנת לאחסן עודף חשמל. במערכות מחוברות‬ ‫לרשת ניתן להעביר את עודף האנרגיה לרשת‬ ‫ולהזדכות מחודש לחודש או בסוף השנה.‬
  • 14. ‫מבחירת האתר, יצירת הסכימה, בחירת החומרים‬ ‫–‬ ‫אדריכלות בת קיימא‬ ‫הבעיה הנדונה –‬ ‫עד לביצוע הפרוייקט.‬ ‫מהי? אדריכלות סולרית, פסיבית ואקטיבית:‬ ‫תכנון אדריכלי בר קיימא חושב על חיים ברי‬ ‫תכנון הבניין ביחס לכיוון השמש, פתחים‬ ‫קיימות. תכנון ירוק בר קיימא הוא האתגר שתכנון‬ ‫הצללה ושילוב חומרים להקטנת צריכת‬ ‫לא רק משקף תהליכים ושימושים בריאים אלא‬ ‫האנרגיה של הבניין למינימום, שילוב‬ ‫משתמש גם באנרגיה מתחדשת ומקורות‬ ‫פאנלים סולרים תרמיים ופוטוולטאים בבנייה‬ ‫שנמצאים באתר עצמו. מבחן לתכנון בר קיימא הוא‬ ‫ליצירת אנרגיה, לחימום ולחשמל: דוגמאות‬ ‫האם התכנון מתפקד למטרתו מבלי לצרוך דלק.‬ ‫של בניינים עצמאיים מבחינה אנרגטית‬ ‫אתגר זה מציע למתכננים ולאדריכלים פתרונות‬ ‫תכנוניים שיכולים לתפקד מבלי לזהם ולא רק‬ ‫ובניינים שמייצרים יותר אנרגיה ממה שהם‬ ‫להקטין את הזיהום. ככל שהטכנולוגיה מתקדמת‬ ‫צורכים‬ ‫בתאורית האדריכלות והתכנון ודוגמאות נבנות‬ ‫ומתנסות, אדריכלים יכולים ליצור לא רק בניינים‬ ‫אדריכלות בת קיימא‬ ‫פאסיבים שלא מזהמים אלא גם לשלב את כל‬ ‫הינו מושג כללי המתאר טכניקות מודעות של תכנון‬ ‫מערכת הכוח לתוך תכנון הבניין כפי שנראה‬ ‫סביבתי בתחום האדריכלות. אדריכלות בת קיימא‬ ‫‪(The‬‬ ‫בדוגמאות של "ההתיישבות הסולרית",‬ ‫מנסה להפחית את השפעות הסביבה השליליות‬ ‫)‪"Solar Settlement‬ספינת השמש" ‪The Sun‬‬ ‫של הבניינים באמצעות שיפור היעילות וצימצום‬ ‫)‪ )Ship‬שהושלמו על ידי האדריכל רולף דיש ‪Rolf‬‬ ‫בחומרים, אנרגיה והתפתחות החלל. בפשטות‬ ‫‪ ,Disch‬בפיירבורג גרמניה. ההתיישבות הסולרית‬ ‫רעיון הקיימות או התכנון האקולוגי נועד להבטיח‬ ‫מהווה את קהילת הבנייה הראשונה בכל העולם‬ ‫שהפעולות וההחלטות שלנו היום לא יעצרו את‬ ‫שבה כל בית, כל 95 הבתים מייצרים איזון אנרגטי‬ ‫האפשרויות של דורות העתיד. מושג זה יכול להיות‬ ‫חיובי.‬ ‫בשימוש על מנת לתאר גישות מודעות אנרגטיות‬ ‫ואקולוגיות לתכנון הסביבה הבנויה.‬ ‫שימושי אנרגיה ברי קיימות‬ ‫אדריכלות בת קיימא מהווה תכנון של בניינים ברי‬ ‫יעילות אנרגטית לאורך כל תקופת החיים של‬ ‫קיימות. אדריכלות בת קיימא מנסה להפחית את‬ ‫הבניין היא המטרה החשובה ביותר של אדריכלות‬ ‫השפעות הסביבה הקולקטיביות במהלך הייצור של‬ ‫בת קיימא. אדריכלים משתמשים בטכניקות רבות‬ ‫רכיבי הבניין, במהלך תהליך הבנייה כמו גם‬ ‫על מנת להפחית את דרישות האנרגיה של‬ ‫במהלך מחזור החיים של הבניין (חימום, שימושי‬ ‫הבניינים ולהעלות את היכולת שלהם ללכוד או‬ ‫חשמל וכדומה) פרקטיקת התכנון הזו מדגישה את‬ ‫לייצר את האנרגיה שלהם. האלמנט החשוב ביותר‬ ‫יעילות מערכות החימום והקירור, מקורות אנרגיה‬ ‫והמשמעותי מבחינת עלויות לחימום, אוורור וקירור‬ ‫חלופית, מיקום נכון של הבניין, מיחזור חומרי‬ ‫יעילים ומערכת מיזוג הוא בידוד הבניין. בניין יעיל‬ ‫– טכנולוגיה‬ ‫בנייה, יצירת כוח במקום עצמו‬ ‫יותר דורש פחות יצירת חימום אך יכול לדרוש‬ ‫סולרית, משאבות חום, טורבינות רוח, ניצול מי‬ ‫יכולת אוורור על מנת לפלוט זיהום אוויר פנימי.‬ ‫גשם לגינון, טיפול בפסולת במקום עצמו. דבר‬ ‫כמות משמעותית של אנרגיה נשטפת אל מחוץ‬ ‫המצריך עבודה משולבת של צוות התכנון,‬ ‫לבניין במים, באויר וזרימת הזבל. טכנולוגיות‬ ‫האדריכלים, המהנדסים והלקוח, בכל שלבי התכנון‬ ‫מיחזור אנרגיה באתר עצמו יכולים ללכוד ביעילות‬
  • 15. ‫סולרית בצורת חימום בחורף ולדחות חימום סולרי‬ ‫מפסולת של מים חמים ואויר לא טרי ולהעביר‬ ‫בקיץ. אנו מכנים זאת תכנון סולרי פאסיבי או תכנון‬ ‫אנרגיה זו למים קרים טריים או אויר טרי הנכנסים‬ ‫אקלימי, משום שלא כמו מערכות חימום סולריות‬ ‫לבניין. למיקום ולכיוון הבניין ישנם השפעה‬ ‫אקטיביות, תכנון זה לא מערב שימוש של יחידות‬ ‫משמעותית על יעילות מערכת מיזוג האויר.‬ ‫מכניות או חשמליות. המפתח לתכנון בניין סולרי‬ ‫הנגישות, הפוטנציאל והישימות של מקורות‬ ‫פאסיבי הוא להתייחס ליתרונות האקלים המקומי.‬ ‫ראשוניים של אנרגיה מתחדשת צריכים להבחן‬ ‫האלמנטים שצריך לקחת בחשבון כוללים מיקום‬ ‫מוקדם בתהליך התכנון כחלק מתוכנית האנרגיה‬ ‫החלונות וסוג הזיגוג, בידוד תרמי, מסה תרמית‬ ‫הכוללת. התוכנית צריכה להצדיק את דרישות‬ ‫והצללה. טכניקות של תכנון סולרי פאסיבי ניתן‬ ‫ואספקת האנרגיה ולהעריך את העלות והיתרונות‬ ‫ליישם על בניינים חדשים ולהתאים גם לבניינים‬ ‫האמתיים לסביבה המקומית, אזורית וגלובלית.‬ ‫קיימים. הבסיס המדעי לתכנון בניינים סולרים‬ ‫שימושי אנרגיה אחראיים הם פונדמנטליים‬ ‫פאסיביים התפתח משילוב של לימודי אקלים,‬ ‫להתפתחות ולעתיד ברי קיימות. ניהול אנרגטי‬ ‫תרמודינמיקה (בעיקר מעבר חום) ואי נוחות‬ ‫צריך לאזן דרישות אנרגיה מוצדקות עם אספקת‬ ‫תרמית אנושית. תשומת לב מיוחדת ניתנה לאתר‬ ‫אנרגיה הולמת. התהליך משלב מודעות אנרגטית,‬ ‫ולמיקום של הבניין, שכיחות הגשם, תכנון‬ ‫שימור אנרגטי ויעילות אנרגטית עם שימוש‬ ‫וקונסטרוקציה, כוון השמש, מיקום הקירות והכללת‬ ‫במקורות אנרגיה מתחדשת.‬ ‫ביומסה. בזמן ששיקולים אלו ניתן לכוון לכל בניין,‬ ‫הגעה לפתרון אידאלי דורש שילוב קפדני של‬ ‫אדריכלות סולרית‬ ‫עקרונות אלו. שיכלולים מודרניים באמצעות מידול‬ ‫אור השמש השפיע על תכנון הבניין מאז תחילת‬ ‫ממוחשב ויישום של טכנולוגיות אחרות יכול להשיג‬ ‫תולדות האדריכלות. שיטות מתקדמות של‬ ‫חיסכון משמעותי באנרגיה מבלי בהכרח להקריב‬ ‫אדריכלות ותכנון ערים סולריים הופעלו תחילה על‬ ‫את הפונקציונליות או הפן האסתטי. למעשה‬ ‫ידי היוונים והסינים, שמיקמו את הבניינים שלהם‬ ‫מסיבה זו מושג חדש זה שידוע כמדעי האדריכלות‬ ‫לכיוון דרום על מנת לספק אור וחום. המאפיין‬ ‫או טכנולוגית אדריכלות הפך לנושא לימוד בבתי‬ ‫הבולט של אדריכלות סולרית פסיבית היא המיקום‬ ‫ספר לאדריכלות.‬ ‫ביחס לשמש, פרופורציות קומפקטיות (שטח פנים‬ ‫תכנון בניין סולרי פאסיבי אופייני מאגד חומרים עם‬ ‫נמוך ביחס לנפח) הצללה סלקטיבית (מובלטת)‬ ‫מסה תרמית גבוהה ששומרת את החום ביעילות‬ ‫ומסה תרמית. כאשר מאפיינים אלו נתפרים‬ ‫ובידוד חזק שפועל על מנת למנוע מהחום לצאת.‬ ‫לאקלים ולסביבה המקומיים הם יכולים לייצר‬ ‫מסה תרמית היא כל חומר שניתן להשתמש בו‬ ‫חללים מוארים היטב שנשארים בטווח טמפרטורות‬ ‫לאגירת חום שמש. חומרים שכיחים לאגירת מסה‬ ‫נוחות. הגישות האחרונות לתכנון סולרי משתמשות‬ ‫תרמית הם אבן, צמנט ומים. באופן היסטורי נעשה‬ ‫במידול ממוחשב שמשלב יחד תאורת שמש,‬ ‫בהם שימוש באקלים צחיח או באזורים בעלי חום‬ ‫מערכות חימום ואוורור בחבילה משולבת של תכנון‬ ‫מתון על מנת לשמור על קירור הבניין באמצעות‬ ‫סולרי.‬ ‫קליטת אנרגית השמש במשך היום והקרנת החום‬ ‫שנאגר לאטמוספירה הקרה בלילה. ניתן להשתמש‬ ‫אדריכלות סולרית פאסיבית‬ ‫במסה התרמית באזורים בעלי קור מתון כדי‬ ‫בתכנון בניין סולרי פאסיבי החלונות, הקירות‬ ‫לשמור על החום. הגודל והמיקום של המסה‬ ‫והרצפה נועדו לאסוף, לאחסן ולפזר אנרגיה‬
  • 16. ‫ההבדל של 74 המעלות בקו הרוחב של השמש‬ ‫התרמית תלויים במספר גורמים כמו אקלים, תנאי‬ ‫בצהרי היום בין החורף לבין הקיץ מהווה את‬ ‫תאורת יום והצללה. כאשר היא משולבת נכון‬ ‫הבסיס לתכנון סולרי פאסיבי. מידע זה משלב עם‬ ‫המסה התרמית שומרת על טמפרטורת החלל‬ ‫נתוני האקלים המקומי, דרישות החימום והקירור‬ ‫בטווח נוח ומפחיתה את הצורך בשימוש בציוד‬ ‫כדי לקבוע באיזה זמן בשנה העומס הסולרי יהווה‬ ‫חימום או קירור. גם צבע המבנה משפיע על‬ ‫יתרון לנוחות תרמית ומתי הוא אמור להחסם‬ ‫קליטת הקרינה או הקרנתה לסביבה. ניתן‬ ‫באמצעות הצללה. סידור קפדני של החדרים‬ ‫להשתמש בארובה סולרית או תרמית שמהווה‬ ‫משלים את התכנון הסולרי הפאסיבי. המלצה‬ ‫מערכת לאוורור פאסיבי המורכבת מפיר אנכי‬ ‫נפוצה לבנייני מגורים היא למקם את חדר המגורים‬ ‫המחבר את פנים וחוץ הבניין. כאשר הארובה‬ ‫לכיוון שמש הצהריים ואת אזורי השינה למקם בכיוון‬ ‫מתחממת, האויר הנמצא בה מתחמם וגורם‬ ‫הנגדי.‬ ‫לתנועה כלפי מעלה שמושך אויר לאורך הבניין.‬ ‫הביצוע יכול להשתפר על ידי שימוש בזיגוג‬ ‫הצללה‬ ‫וחומרים בעלי מסה תרמית באופן שמחקה חממה.‬ ‫תכנון אנרגטי נמוך דורש גם את השימוש בהצללה‬ ‫באמצעות גגונים, וילונות או תריסים על מנת להקל‬ ‫מסלול השמש בתכנון פאסיבי‬ ‫על עומס החום בקיץ ולהפחית בצורך בקירור‬ ‫היכולות להשיג את המטרות של התכנון הפאסיבי‬ ‫מלאכותי. בנוסף לבניינים אופייניים בעלי צריכת‬ ‫בו זמנית תלוי באופן פונדמנטלי בשינויים העונתיים‬ ‫אנרגיה נמוכה יש שטח פנים מאוד נמוך ביחס‬ ‫במסלול השמש לאורך היום. דבר זה קורה‬ ‫לנפח על מנת לצמצם אובדן חום. משמע שיש‬ ‫כתוצאה מהשיפוע של ציר הסיבוב של כדור הארץ‬ ‫להמנע מתכנון בניינים רחבי איברים (שנחשבים‬ ‫ביחס למסלולו. מסלול השמש הוא ייחודי עבור כל‬ ‫ליותר אורגניים) עבור מבנים יותר ריכוזיים. מיקום‬ ‫קו רוחב נתון. בחצי הכדור הצפוני הלא טרופי בקו‬ ‫החלונות נועד למקסם את העוצמה של יצירת‬ ‫רוחב רחוק יותר מ 5.32 מעלות מקו המשווה:‬ ‫החום והתאורה ולהקטין למינימום את אובדן החום‬ ‫השמש תגיע לנקודה הגבוהה ביותר‬ ‫‪‬‬ ‫מבעד לזכוכית. בחצי הכדור הצפוני דבר זה כרוך‬ ‫שלה לכיוון דרום (בכיוון קו המשווה)‬ ‫בדרך כלל בהצבה של מספר גדול של חלונות‬ ‫לקראת היום הקצר ביותר בשנה‬ ‫‪‬‬ ‫הפונים לכיוון דרום על מנת לאסוף קרינת שמש‬ ‫הזוית בה השמש זורחת ונקבעת‬ ‫ישירה, ולהקטין בצורה משמעותית את מספר‬ ‫זזה בהדרגתיות לכיוון דרום ושעות‬ ‫החלונות הפונים לכיוון צפון. סוגי חלונות מסויימים,‬ ‫האור מתקצרות.‬ ‫בעלי זכוכית כפולה או משולשלת עם בידוד של גז‬ ‫ההפך מזה קורה בקיץ כאשר השמש‬ ‫‪‬‬ ‫ושכבת מוליכות נמוכה, מספקים בידוד טוב יותר‬ ‫תזרח ותקבע לכיוון צפון ושעות האור‬ ‫מחלון בעל שכבת זכוכית אחת. המנעות מעומס‬ ‫מתארכות.‬ ‫סולרי באמצעות יחידות הצללה בחודשי הקיץ‬ ‫בחצי הכדור הדרומי קורה ההיפך מזה ובאזורי קו‬ ‫חשוב מאוד על מנת להפחית את דרישת הקירור.‬ ‫5.32 מעלות מיקום השמש‬ ‫המשווה בפחות מ‬ ‫עצים נשירים וצמחים יכולים לשמש כאמצעי לויסות‬ ‫בצהרי היום ינוע מצפון לדרום לאורך השנה. באזורי‬ ‫חימום או קירור. כאשר נוטעים עצים נשירים בצידו‬ ‫הקוטב במהלך הקיץ השמש תיצור מעגל שלם‬ ‫הדרומי של הבניין העלים שלהם מספקים צל בזמן‬ ‫בשמים מבלי לשקוע ושישה חודשים אחר כך היא‬ ‫הקיץ, בעוד שבחורף הענפים החשופים שלהם‬ ‫לא תעלה מעל קו האופק במהלך החורף.‬
  • 17. ‫קרור פאסיבי‬ ‫מאפשרים מעבר של אור. מאחר שעצים חשופים‬ ‫מתייחס לטכנולוגיות או למאפייני תכנון שמשמשים‬ ‫2/1 מקרינת‬ ‫3/1 עד‬ ‫חסרי עלים מצלילים כ‬ ‫לקרר את הבניין מבלי לצרוך חשמל. שיטה זו‬ ‫השמש, קיים איזון בין היתרונות של ההצללה בקיץ‬ ‫מנסה לשלב עקרונות של פיסיקה לתוך המעטפת‬ ‫ואובדן החום בחורף. באקלים עם עומסי חום‬ ‫החיצונית של הבניין: להאט את מעבר החום אל‬ ‫ניכרים עצים נשירים לא צריכים להשתל בצידו‬ ‫הבניין ולהסיר חום בלתי רצוי מהבניין.‬ ‫הדרומי של הבניין משום שהם משפיעים על‬ ‫זמינות השמש בחורף, הם יכולים לחילופין להיות‬ ‫תאורת שמש‬ ‫בשימוש בצדדים המזרחים והמערביים על מנת‬ ‫מערכות תאורת יום אוספות ומפזרות אור שמש על‬ ‫לספק מידה מסויימת של הצללה בקיץ מבלי‬ ‫מנת לספק תאורת פנים. טכנולוגיה פאסיבית זו‬ ‫להשפיע על קרינת השמש בחורף. עצים נשירים‬ ‫מפצה ישירות שימושי אנרגיה על ידי החלפה של‬ ‫נטעים לרוב מול חלונות על מנת לחסום עודף‬ ‫אור מלאכותי, ובאופן בלתי ישיר מפצה על שימושי‬ ‫שמש בקיץ באמצעות העלים שלהם, אך מאפשרים‬ ‫אנרגיה לא סולרית על ידי הפחתה בצורך למיזוג‬ ‫כניסת אור בחורף כאשר עליהם נושרים. עצי מחט‬ ‫אויר. גם אם קשה לכמת את השימוש בתאורה‬ ‫או ירוקי עד ניטעים לרוב לצידו הצפוני של הבניין‬ ‫טבעית היא מציעה בנוסף יתרונות פיסיולוגים‬ ‫על מנת להגן עליו מרוחות הצפון הקרות.‬ ‫ופסיכולוגים בהשוואה לתאורה מלאכותית. תכנון‬ ‫תאורת יום מרמזת על בחירה זהירה של סוגי‬ ‫חימום קירור ומיזוג‬ ‫חלונות, גדלים וכיוונים, צריך לקחת בחשבון גם‬ ‫באקלים קר, מערכות חימום הינן מוקד מרכזי‬ ‫יחידת הצללה חיצונית. מאפיינים יחודיים כוללים‬ ‫לאדריכלות בת קיימא מאחר שהן מנקזי האנרגיה‬ ‫גגות בולטים, סקיי לייט, וצינורות אור ‪.light tubes‬‬ ‫העיקריים בבניינים. באקלים חם כשהקירור הוא‬ ‫הם יכולים להכלל אל תוך מבנה קיים, אך הינם‬ ‫הדאגה המרכזית, תכנון סולרי פאסיבי יכול להיות‬ ‫יותר יעילים אם הם נכללים לתוך חבילת תכנון‬ ‫מאוד משמעותי. חומרי בנייה בעלי מסה תרמית‬ ‫סולרי שלוקח בחשבון גורמים כמו אור מסנוור,‬ ‫גבוהה הינם בעלי ערך רב על מנת לשמור על‬ ‫זרמי חום, וזמני שימוש. כאשר מאפייני תאורת יום‬ ‫הטמפרטורות הקרות של הלילה לאורך היום.‬ ‫מיושמים נכון הם יכולים להפחית דרישת אנרגיה‬ ‫בנוסף ישנה נטייה להעדיף בנייה מתפשטת של‬ ‫הקשורה לתאורה ב %52. תאורת שמש היברידית‬ ‫קומה אחת על מנת למקסם את שטח הפנים ואת‬ ‫היא שיטה סולרית אקטיבית של הספקת תאורת‬ ‫אובדן החום. הבניינים מתוכננים לרוב על מנת‬ ‫פנים. שיטה זו אוספת אור שמש תוך שימוש‬ ‫ללכוד ולנתב רוחות קיימות, במיוחד רוחות קרות‬ ‫במראות ממקדות שעוקבות אחר השמש‬ ‫המגיעות ממקורות מים. ברוב האסטרטגיות‬ ‫ומשתמשת בסיבים אופטיים על מנת להעביר‬ ‫החיוניות האלו נעשה שימוש באדריכלות‬ ‫אותה אל תוך הבניין על מנת לספק תאורה‬ ‫המסורתית של אזורים חמים.‬ ‫קונבנציונלית. ביישומים של קומה אחת שיטה זו‬ ‫באקלים בו ארבע עונות שנה מערכת אנרגיה‬ ‫מאפשרת להעביר %05 מתוך אור השמש הישיר‬ ‫משולבת תעלה את היעילות: כאשר הבניין מבודד‬ ‫המתקבל. תאורת שמש שנטענת לאורך היום‬ ‫היטב, כשהוא ממקום על מנת לפעול יחד עם‬ ‫ומאירה בשעות בין הערביים הינה מראה נפוץ‬ ‫כוחות הטבע, כאשר משתמשים שוב בחום וכאשר‬ ‫בקרב שבילי הליכה, טיילת.‬ ‫משתמשים באנרגיה מתחדשת.‬
  • 18. ‫הוא הבניין השני בגובהו בעיר ניו יורק, לאחר ה‬ ‫חימום מים סולרי‬ ‫‪ Empire State Building‬והרביעי בגובהו בכל‬ ‫מערכות סולריות לחימום מים משתמשות בתאורת‬ ‫9002. תכנון הבניין‬ ‫ארה"ב. הבנייה הושלמה ב‬ ‫שמש על מנת לחמם את המים. בקו רוחב גאוגרפי‬ ‫הופך אותו לידידותי לסביבה בכך שהוא משתמש‬ ‫%06 ל %07‬ ‫04 מעלות) מ‬ ‫נמוך (מתחת ל‬ ‫בטכנולוגיות כגון זכוכית מבודדת מרצפה לתיקרה‬ ‫משימוש המים החמים הביתי עד ל 06 מעלות ניתן‬ ‫על מנת לשמור על החום ולמקסם את התאורה‬ ‫לספק ממערכות של חימום סולרי. מחממי מים‬ ‫הטבעית, ומערכת אוטומטית לעימעום תאורת יום.‬ ‫– יכולות‬ ‫סולריים – מערכות ביתיות לחימום מים‬ ‫למגדל גם מערכת לטיפול במים אפורים שלוכדת‬ ‫להיות יעילות מבחינת עלויות על מנת לייצר מים‬ ‫מי גשם ומשתמשת בהם שוב. הבניין נבנה‬ ‫חמים עבור הבית. ניתן להשתמש בהם בכל תנאי‬ ‫מחומרים ממוחזרים ושניתנים למיחזור. האויר‬ ‫אקלים. ישנם שני סוגים של מערכות מים סולריות‬ ‫הנכנס לבניין עובר סינון וגם האויר הנפלט מהבניין‬ ‫– אקטיבית ופאסיבית. קולטן סולרי אקטיבי יעלה‬ ‫הינו נקי. מגדל הבנק של אמריקה הוא גורד‬ ‫08 ל‬ ‫בקירוב בין 0052 ל 0053 דולר וייצר בין‬ ‫השחקים הראשון שתוכנן על מנת לקבל אישור‬ ‫001 גלונים של מים חמים ליום. מערכת פאסיבית‬ ‫פלטינום של ‪ .LEED‬מגדל הבנק של אמריקה‬ ‫תעלה בין 0001 ל 0002 דולר ותהיה לה יכולת‬ ‫נבנה באמצעות בטון שיוצר עם סיגים, תוצר לואי‬ ‫נמוכה יותר. ישנם גם שני סוגים של מחזורים,‬ ‫של התפוצצות בכור/ כבשן. תערובת הבטון‬ ‫מערכת מחזור ישיר ומערכת של מחזור לא ישיר.‬ ‫מורכבת מ %55 צמנט ו %54 סיגים. השימוש‬ ‫מערכת של מחזור ישיר קושרת את המים הביתיים‬ ‫בבטון סיגי מפחית את הנזק לסביבה בכך שהוא‬ ‫דרך הפאנלים. לא ניתן להשתמש במערכת זו‬ ‫מפחית את כמות הצמנט שנדרש לבניין דבר‬ ‫במקומות שהטמפרטורה היא מתחת לאפס. מחזור‬ ‫שמפחית את כמות דו תחמוצת הפחמן וגזי‬ ‫לא ישיר קושר גליקול (נוזל צמיג המשמש לקירור)‬ ‫החממה שנוצרים ביצירת צמנט רגיל. טון אחד של‬ ‫או נוזל אחר דרך הפאנלים הסולרים ומשתמש‬ ‫צמנט פולט טון של דו תחמוצת הפחמן‬ ‫בחילופי חום על מנת לחמם את המים הביתיים.‬ ‫לאטמוספירה.‬ ‫שני הסוגים הנפוצים ביותר של פאנלים הם‬ ‫%44 ולוחות מזוגגים שטוחים -‬ ‫צינורות פינוי -‬ ‫%43. שני הסוגים פועלים בצורה דומה רק‬ ‫שצינורות הפינוי לא מאבדים חום בהולכה מה‬ ‫שמשפר בצורה ניכרת את היעילות שלהם (בין %5‬ ‫ל %52 יותר יעילים). כך שהם יכולים לייצר‬ ‫טמפרטורות גבוהות יותר לחימום החלל.‬ ‫דוגמה למבנה אקולוגי:‬ ‫‪Bank of America Tower at One Bryant‬‬ ‫‪ – Park‬נמצא במחוז מידטאון במנהטן ניו יורק,‬ ‫ארה"ב. גובהו 663 מטרים. העלות מיליארד דולר‬ ‫והתכנון של האדריכלים קוק ופוקס. הבניין נחשב‬ ‫ליעיל ולידידותי ביותר מבחינה אקולוגית בעולם.‬
  • 19. ‫השמש ביעילות המקסימלית. עבור כל פאנל סולרי‬ ‫פניה לכיוון הקוטב הדרומי נותן תפוקה מקסימלית.‬ ‫אם כיוון זה אינו אפשרי פאנלים סולרים יכולים‬ ‫ליצר אנרגיה הולמת אם הם מונחים בזוית של 03‬ ‫מעלות מהדרום. בכל אופן בקוי רוחב גבוהים יותר,‬ ‫תפוקה של אנרגית חורף תופחת בצורה‬ ‫משמעותית בכיוונים שאינם פונים לדרום. על מנת‬ ‫למקסם את היעילות בחורף הקולטן צריך להיות‬ ‫מופנה בזוית מעל קו הרוחב האופקי + 51 מעלות.‬ ‫על מנת למקסם יעילות בקיץ הזוית צריכה להיות‬ ‫קו הרוחב – 51 מעלות. בכל אופן ליצור מקסימלי‬ ‫שנתי, הזוית של הפאנלים מעל קו האופק צריך‬ ‫להיות שווה לקו הרוחב שלו.‬ ‫‪E‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪o‬‬ ‫בניינים משולבים פאנלים פוטוולטאים‬ ‫באופן כזה הפאנלים הפוטוולטאים מחליפים חומרי‬ ‫חיפוי אחרים למעטפת הבניין כמו גגות וחזיתות,‬ ‫הם משולבים לתוך הקונסטרוקציה של בניין חדש‬ ‫ופועלים כמקור חשמל נוסף, ניתן לשלב פאנלים‬ ‫פוטוולטאים גם לבניין קיים. היתרון בפאנלים‬ ‫פוטוולטאים משולבים בבנייה לעומת פאנלים‬ ‫שאינם משולבים הוא בכך שהעלות ההתקנה‬ ‫הראשונית היא נמוכה יותר בכך שאין הוצאות על‬ ‫יצירת אנרגית שמש מתחדשת‬ ‫חומרי הבנייה שהפאנלים הפוטוולטאים מחליפים‬ ‫אותם, דבר זה הופך אותם למבוקשים יותר‬ ‫פאנלים סולרים‬ ‫לבנייה.‬ ‫יחידות סולריות אקטיביות כמו פאנלים פוטוולטאים‬ ‫עוזרים לספק חשמל בר קיימא לכל שימוש. תפוקה‬ ‫האופנים בהם ניתן לשלב פאנלים פוטוולטאים‬ ‫חשמלית של פאנלים סולרים תלויים בכיוון, יעילות,‬ ‫בבנייה:‬ ‫קו הרוחב ובאקלים. הרווח הסולרי משתנה גם‬ ‫– סרט דק של תאים סולרים‬ ‫גגות שטוחים‬ ‫באותו קו הרוחב. יעילות אופיינית לפאנלים‬ ‫משולבים יחד עם ממברנה לקירוי גגות מפולימר‬ ‫%82.‬ ‫%4 עד ל‬ ‫פוטוולטאים מסחריים נע מ‬ ‫גמיש.‬ ‫היעילות הנמוכה של חלק מהפאנלים הפוטוולטאים‬ ‫גגות משופעים – מודולים בצורת רעפים שמשלבים‬ ‫יכולים להשפיע באופן משמעותי על תקופת‬ ‫תאים גמישים של סרט דק, מאריכים את חיי הגג‬ ‫התגמול החוזר של ההתקנה שלהם. יחס נכון של‬ ‫בכך שהם מגנים על הבידוד ומסננים קרניים‬ ‫עלויות צריך להיות בסביבות ה 03.4 דולר לוואט.‬ ‫אולטרא סגולות ומונעים חדירת מים בכך שמונעים‬ ‫גגות לרוב מוטים בזוית הפונה לשמש על מנת‬ ‫עיבוי.‬ ‫לאפשר לפאנלים פוטוולטאים לאסוף את קרני‬
  • 20. ‫המוזאיקה בנוסף לשיקולי האקלים. העלות של‬ ‫חזיתות – ניתן להתקין חזיתות על בניינים קיימים‬ ‫5.5 מליון והפאנלים‬ ‫החיפוי הסולרי עומדת על‬ ‫ובכך לתת להם מראה חדש.‬ ‫החלו לספק חשמל לרשת הלאומית בנובמבר‬ ‫זיגוג – ניתן להשתמש במודולים חצי שקופים על‬ ‫5002.‬ ‫מנת להחליף אלמנטים אדריכליים עשויים זכוכית‬ ‫כגון חלונות וסקיילייט.‬ ‫‪ – Googleplex‬הקומפלקס הראשי של גוגל,‬ ‫ממוקם במחוז סנטה קלרה ליד סאן חוזה‬ ‫פאנלים פוטוולטאים שקופים‬ ‫בקליפורניה ארה"ב. הבניין של 830,74 מ"ר נבנה‬ ‫פאנלים סולרים שקופים משתמשים בשכבת‬ ‫‪ SGI‬הפרויקט החל‬ ‫תחילה עבור סיליקון גרפיקס‬ ‫תחמוצת דקה על פני שטח הפנים של לוחות‬ ‫בשנת 4991. אחד ממפתחות התכנון היה לשלב‬ ‫הזכוכית על מנת להוליך זרם אל מחוץ לתאים.‬ ‫0002 מקומות חניה תת קרקעיים ולשלב מאפייני‬ ‫התא מכיל תחמוצת טיטניום שמצופה בצבע‬ ‫מים בקומת הקרקע כגון בריכות רדודות, מזרקות,‬ ‫פוטואלקטרי. התאים הסולרים המקובלים‬ ‫7991.‬ ‫שבילים וכיכרות. הפרוייקט הושלם ב‬ ‫משתמשים באור הנראה לעין ותאורה אינפרא‬ ‫3002. ב‬ ‫המקום הוחכר על ידי גוגל בתחילת‬ ‫אדומה על מנת לייצר חשמל. לחילופין התאים‬ ‫6002 גוגל רכשה כמה מהמתקנים של סיליקון‬ ‫הסולרים החדשניים משתמשים גם בקרינה‬ ‫913 מיליון דולר.‬ ‫גרפיקס כולל גוגלפלקס עבור‬ ‫אולטרא סגולה. משתמשים בהם על מנת להחליף‬ ‫הבניינים בעלי גובה נמוך ומשתרעים על פני שטח‬ ‫חלונות זכוכית רגילים או שהם מותקנים על גבי‬ ‫נרחב של אדמה. המתקנים כוללים חדר כושר,‬ ‫הזכוכית. שטח ההתקנה יכול להיות גדול ומוביל‬ ‫חדר כביסה, שתי בריכות שחיה קטנות, חצר כדור‬ ‫לשימוש פוטנציאלי שמנצל את שילוב הפונקציות‬ ‫7002 הותקנו‬ ‫עף ו 81 קפיטריות שונות. מאז‬ ‫של יצירת חשמל, תאורה ובקרת טמפרטורה.‬ ‫באתר פאנלים סולרים שמחפים גגות של שמונה‬ ‫בניינים ושני חניונים ויכולים לייצר 6.1 מגה ואט של‬ ‫דוגמה למבנים שמשלבים פאנלים סולרים‬ ‫חשמל. בזמן ההתקנה היה זה המתקן הגדול‬ ‫בבנייה:‬ ‫ביותר בארה"ב בקרב תאגידים. הפאנלים סיפקו‬ ‫%03 מדרישת השיא.‬ ‫‪– Co-operative Insurance Tower - CIS‬‬ ‫811 מטרים, במנצ'סטר,‬ ‫הבניין השני בגובהו -‬ ‫2691, אדריכלים גורדון טייט‬ ‫אנגליה נבנה ב‬ ‫וג'י.אס היי. לאחרונה עבר מתיחת פנים והוא חופה‬ ‫בפאנלים פוטוולטאים, פרוייקט הכוח הסולרי‬ ‫הגדול ביותר באנגליה נכון להיום שמייצר‬ ‫12 ‪kW‬‬ ‫000,081 ‪ kWh‬לשנה או בממוצע‬ ‫כשהצריכה הממוצעת לנפש באנגליה עומדת על‬ ‫‪ .kWh‬הבניין היה תחילה מחופה‬ ‫0005‬ ‫במוזאיקה בהשראת מגדל סגראם בניו יורק, אבל‬ ‫זיהום אויר ותיקונים רבים נתנו לו חזות אפורה‬ ‫במקום חזות כסופה, דבר זה הוביל את ההנהלה‬ ‫לחפות את הבניין בפאנלים סולרים במקום‬
  • 21. ‫‪Error‬‬ ‫‪ – Pearl River Tower‬הינו גורד שחקים‬ ‫בטכנולוגיה נקיה. בצומת של כביש ג'ינסוי/ שדרת‬ ‫צוג'יאנג המערבית במחוז טיאן, גואנגצו, סין.‬ ‫האדריכלות וההנדסה של הבניין בוצעו על ידי‬ ‫סקידמור אווינג ומריל יחד עם גורדון גיל בראש‬ ‫הפרויקט שכעת עובד ממשרד משלו. תחילת‬ ‫הבנייה ב 6002 וסופה מתעתד להסתיים ב 1102.‬ ‫הוא נועד למשרדים ובחלקו יהיה שייך לאיגוד‬ ‫טורבינות רוח‬ ‫הטבק הלאומי הסיני.‬ ‫טורבינות קטנות מהמידה הרגילה (טורבינות‬ ‫אדריכלות ותיכנון – התכנון של פרל ריבר טאואר‬ ‫67 מטרים) קודמו‬ ‫רגילות הן בדרך כלל מעל ל‬ ‫נועד לקבוע סטנדרטים חדשים עבור גורדי שחקים‬ ‫בצורה מוגזמת ולא תמיד הן מספקות את התגמול‬ ‫– תכנון הרמוני של המבנה בביצוע כה גבוה עם‬ ‫המובטח, ביחוד עבור משקי בית צפון אמריקאים.‬ ‫סביבתו כך שהוא מחסיר אנרגיה מהכוחות‬ ‫השימוש בטורבינות קטנות ליצירת אנרגיה במבנים‬ ‫הטבעיים והפאסיבים שמקיפים את הבניין.‬ ‫ברי קיימא דורש התחשבות בגורמים רבים.‬ ‫קיימות – הבניין תוכנן מתוך מחשבה על שימור‬ ‫בהתחשב בעלות מערכות רוח קטנות בדרך כלל‬ ‫אנרגיה הכוללת טורבינות רוח, קולטי שמש, תאים‬ ‫יותר יקרות מטורבינות רוח גדולות ביחס לכמות‬ ‫פוטווולטאים, איוורור מפלסי ותיקרה מקרינה חום‬ ‫האנרגיה שהן מייצרות. עבור טורבינות רוח קטנות‬ ‫וקור. הוא יהיה אחד מהבניינים היותר ידידותיים‬ ‫עלויות התחזוקה יכולות להיות גורם מכריע במקום‬ ‫לסביבה בעולם כולו: בניין המשרדים המקרין קרור‬ ‫בו יכולות רוח שוליות. באתרי מעוטי רוחות‬ ‫הגדול בעולם, הבניין הגבוה בעולם היעיל ביותר‬ ‫תחזוקה יכולה לצרוך את רוב ההכנסה מטורבינת‬ ‫מבחינה אנרגטית, נועד להפחית את רמת פליטת‬ ‫רוח קטנה. טורבינת רוח מתחילה לפעול כאשר‬ ‫דו תחמוצת הפחמן ב %04 עד %54 בשנת 0202‬ ‫31 ק"מ‬ ‫8 מייל לשעה, (כמעט‬ ‫הרוח מגיעה ל‬ ‫בהשוואה לרמה בשנת 5002.‬ ‫לשעה) ומגיעה ליכולת ליכולת יצירת אנרגיה‬
  • 22. ‫מתוכננים כבניינים סולרים פאסיביים וישתמשו‬ ‫במהירות של 73-23 מייל לשעה (בערך 65 ק"מ‬ ‫בטכנולוגיות סולריות אקטיביות, הקונסטרוקציה‬ ‫לשעה) ומפסיקה לפעול על מנת למנוע נזק‬ ‫תהיה כזו שתמנע מגשרים תרמיים וגם התאורה‬ ‫55 מייל לשעה (בערך‬ ‫במהירות העוברת את ה‬ ‫ט או‬ ‫תהיה חסכונית כמו שימוש בנורות פלורוסנ‬ ‫5.88 ק"מ לשעה). הפוטנציאל האנרגטי של‬ ‫לד.‬ ‫טורבינת רוח הוא פרופורציונלי לאורך בחזקת‬ ‫שתיים של הלהבים שלה ולמהירות בחזקת שלוש‬ ‫בניינים בעלי צריכת אנרגיה אפס ושל פלוס‬ ‫בה הלהבים מסתובבים. למרות שטורבינות רוח הן‬ ‫אנרגיה – ‪Zero energy and plus energy‬‬ ‫נגישות ויכולות להוסיף כוח לבניין יחיד, היעילות‬ ‫‪building‬‬ ‫של טורבינת רוח תלויה מאוד בתנאי הרוח באזור‬ ‫ישנם בניינים שלא צורכים אנרגיה כלל או‬ ‫הבניין, על כן טורבינת רוח צריכה להיות מותקנת‬ ‫שמייצרים אנרגיה עודפת. ניתן להגיע לכך משילוב‬ ‫באזור שידוע שהוא מקבל כמות קבועה של רוח‬ ‫של טכנולוגיות לשימור אנרגיה ובשימוש במקורות‬ ‫51 מייל לשעה ( 42‬ ‫עם ממוצע מהירות רוח של‬ ‫של אנרגיה מתחדשת. ישנם בניינים עם דרישות‬ ‫ק"מ לשעה). ניתן להתקין טורבינת רוח קטנה על‬ ‫מועטות מאוד לחימום ולכן דורשים רמות נמוכות‬ ‫גג, על כן הגג צריך להיות חזק. טורבינת רוח‬ ‫של אנרגיה מיובאת, בניינים שמגיעים כמעט לרמה‬ ‫%01 ל‬ ‫קטנה שמותקנת על גג יכולה לספק בין‬ ‫של בניינים עצמאיים.‬ ‫%52 מהחשמל הנדרש למשק בית ממוצע. הן‬ ‫2 עד 8 מטרים ומייצרות‬ ‫בדרך כלל בקוטר של‬ ‫‪Zero‬‬ ‫–‬ ‫בניינים בעלי צריכת אנרגיה אפס‬ ‫000,01 וואט.‬ ‫009 ל‬ ‫אנרגיה בשיעור שבין‬ ‫‪energy building‬‬ ‫בארה"ב טורבינת רוח למגורים עם תפוקה של -2‬ ‫מושג המתאר בניין עם צריכת אנרגיה אפס ופליטת‬ ‫000,21 ל 000,55‬ ‫01 ‪ KW‬עולה בדרך כלל בין‬ ‫פחמן שנתית אפס. בניין כזה יכול לתפקד באופן‬ ‫דולר (חישוב של 6 דולר לוואט) , וישנם תמריצים‬ ‫– ניתן לייצר‬ ‫עצמאי מרשת אספקת החשמל‬ ‫והנחות ב 91 מדינות שיכולים להפחית את עלות‬ ‫אנרגיה באתר עצמו בשילוב של טכנולוגיות ליצירת‬ ‫הרכישה לבעלי בתים עד ל %05.‬ ‫אנרגיה כמו סולרית או רוח ובמקביל להפחית את‬ ‫השימוש באנרגיה למיזוג, קירור וחימום ולתאורה.‬ ‫–– ‪Low‬‬ ‫בניין בעל צריכת אנרגיה נמוכה‬ ‫בניינים מסורתיים צורכים %04 מסך הכל הדלקים‬ ‫‪energy house‬‬ ‫הפוסילים בארה"ב ובאירופה. ניתן למדוד שימושי‬ ‫באירופה מושג זה מתייחס לבניין שמשתמש‬ ‫אנרגיה בדרכים שונות (ביחס לעלות או פליטת‬ ‫י, בטווח‬ ‫במחצית מהסטנדרט הגרמני והשוויצר‬ ‫הפחמן) ונלקחות בחשבון נקודות מבט שונות לגבי‬ ‫שנע בין ‪ 30kWh/m²a‬לבין ‪ .20kWh/m²a‬מתחת‬ ‫החשיבות היחסית של התוצר האנרגטי ושמירת‬ ‫‪Ultra-low‬‬ ‫לסטנדרט הזה משתמשים במושג‬ ‫האנרגיה על מנת להשיג איזון אנרגטי. לגישה של‬ ‫‪ . energy house‬באירופה ובארה"ב ישנם תקנים‬ ‫בניינים בעלי צריכת אנרגיה אפס יש פוטנציאל‬ ‫שונים המתייחסים לצריכת האנרגיה של הבניין‬ ‫להפחתת פליטת הפחמן ולעצמאות מדלקים‬ ‫לפיו נקבע הסטנדרט שנחשב לצריכה נמוכה. בניין‬ ‫פוסילים.‬ ‫כזה משתמש ברמת בידוד גבוהה מאוד, חלונות‬ ‫ישנן מספר הגדרות:‬ ‫בעלי יעילות אנרגטית, רמות נמוכות של חדירת‬ ‫– הכוונה שכמות‬ ‫צריכת אנרגיה אפס באתר‬ ‫אוויר ואוורור להשבת חום על מנת להפחית‬ ‫האנרגיה המסופקת לאתר באמצעות מקורות‬ ‫אנרגיה לחימום ולקרור. בניינים כאלו לרוב יהיו‬