أهم الموضوعاتأخبارالطاقة

للألواح الشمسية وظائف جديدة.. تجميل واجهات المباني وفاعلية في خفض انبعاثات الكربون ودعم مستقبل مستدام

الواجهات الشمسية الملونة المنقطة يمكن أن تنتج ما بين 85% – 93% من الطاقة مقارنة بواجهة شمسية سوداء بالكامل

تستهلك المباني حوالي ثلث طاقة العالم، وهي مسؤولة عن 40% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، يعد الحد من انبعاثات الكربون واستخدام الطاقة النظيفة المتجددة في المباني أمرًا ضروريًا لتحقيق أهداف الحياد الكربوني للمجتمع بأسره.

يعد دمج الألواح الشمسية في المباني أحد أكثر الطرق الواعدة لتقليل انبعاثات الكربون ودعم مستقبل مستدام.

استخدام الواجهات

في الماضي، تم تركيب معظم الألواح الشمسية (الخلايا الكهروضوئية) للمباني على الأسطح، ولكن يمكن أن تكون مساحات الأسطح محدودة، توفر واجهات المباني مساحة أكبر بكثير ويمكن استخدامها لهذا التطبيق.

أظهرت الأبحاث السابقة أن الخلايا الكهروضوئية المتكاملة للواجهة (FIPV) هي حل ناشئ وأساسي لحصاد الطاقة الشمسية، خاصة في المناطق التي تكون فيها أشعة أو حرارة الشمس منخفضة عادةً، كدول الشمال الأوروبي، تتمتع واجهات المباني بإمكانيات خاصة لتطبيق الألواح الشمسية.

التحديات في الجماليات

ومع ذلك، يمكن أن يكون الجانب الجمالي للألواح الشمسية صعبًا، لا تعتبر الألوان السوداء أو الزرقاء الداكنة للألواح الشمسية العادية مثالية لواجهات المباني، ويعارض المهندسون المعماريون بشدة استخدام الألوان المملة لتصميماتهم.

طريقة تصميم البيكسل

اقترح فريق بحثي في مركز الإضاءة والألوان التابع لـ NTNU طريقة جديدة لتجهيز واجهات المباني بألواح شمسية ملونة لإنتاج الطاقة بكفاءة جيدة.

مثل صور الفسيفساء أو الأعمال الفنية “الانطباعية الجديدة”، يمكن لطريقة البيكسل الجمع بين الألواح الشمسية الملونة المختلفة على نفس الواجهة – مع انتقال سلس للون بالترتيب.

وبهذه الطريقة، يمكن الجمع بين كل من الألواح الشمسية ذات الألوان الفاتحة (عادةً مع إنتاجية أقل للطاقة) والألواح الشمسية ذات الألوان الداكنة (عادةً مع إنتاجية طاقة جيدة) في نفس الأشكال أو الأشكال المماثلة، مما ينتج عنه إنتاجية طاقة مقبولة لواجهة عامة.

تظهر الدراسة أن الواجهات الشمسية الملونة المنقطة يمكن أن تنتج ما يصل إلى 85٪ -93٪ من الطاقة مقارنة بواجهة شمسية سوداء بالكامل.

الأهم من ذلك، يمكن لطريقة البيكسل أن تتبنى لوحة ألوان محلية – وهي مجموعة من الألوان النموذجية في السياق المحلي، يمكن أن يحترم استخدام البيكسل التصاميم التقليدية بينما يساهم في “الإحساس بالفضاء” الملون للمساحات الحضرية القيمة.

أداء جمالي مرضي

يوضح الاستطلاع أن التصاميم ذات طريقة البيكسل مفضلة من قبل الأغلبية، ويُنظر إليها على أنها أكثر إمتاعًا من تصميمات الألوان العادية غير المنقطة، بالإضافة إلى ذلك، اعتقد معظم المشاركين أن التصاميم التي تستخدم الألوان المحلية كانت مناسبة في السياق الحضري.

تم اختبار الأداء الجمالي لتصميمات البيكسل المقترحة من خلال استطلاع دولي عبر الإنترنت لأكثر من 300 مشارك من خلفيات مختلفة من النرويج والدنمارك والصين وبولندا وهولندا وإيطاليا وأستراليا والولايات المتحدة واليابان والبرازيل.

إنتاجية طاقة جيدة

كما تم إجراء دراسة حالة أخرى في تروندهايم، حيث تم استخدام طريقة البكسلة في ثلاث شقق سكنية شاهقة الارتفاع.

تم إنشاء تصميم تجديد ملون للشقة الشاهقة، حيث ستكون إنتاجية الطاقة للواجهة الشمسية الملونة حوالي 80 ٪ من الواجهة الشمسية السوداء. يمكن أن تغطي الكهرباء التي تنتجها الواجهة الشمسية الملونة حوالي 26٪ من إجمالي استهلاك الطاقة المنزلية لهذه المساكن.

يقدم هذا البحث حلولاً جديدة ومراجع تصميم لتطبيق الخلايا الكهروضوئية الملونة في السياقات الحضرية على نطاقات كبيرة. يعتقد الباحثون أن الخلايا الكهروضوئية المتكاملة للواجهة ستوفر نهجًا مفيدًا لمعالجة التغيرات المناخية وتحقيق مجتمع محايد للكربون.

تابعنا على تطبيق نبض

Comments

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى
%d مدونون معجبون بهذه: