Energia solar pasiva
Reducir la demanda de energía para la calefacción de edificios es el principal objetivo del uso de sistemas pasivos. Mediante el uso de soluciones innovadoras de materiales, construcción e instalación, es posible reducir la demanda de calor e incluso lograr la autosuficiencia energética. Las soluciones pasivas no solo mejoran el balance térmico de los edificios, también afectan su apariencia, creando soluciones muy estéticas y funcionales. La energía solar pasiva es un término que hace referencia al aprovechamiento de la radiación solar que no requiere ninguna acción por parte del usuario.
Los sistemas pasivos se pueden dividir en dos tipos básicos:
- sistema de ganancia directa
- sistema de ganancias indirectas
Sistema de beneficio directo.
El sistema de beneficio directo es el sistema de calefacción pasivo más simple. El muro sur de la sala, completamente acristalado, permite la penetración de la radiación solar al interior, donde es absorbida y almacenada. La energía almacenada se transfiere en parte al aire del interior del edificio, lo que provoca un aumento de su temperatura. Un elemento inseparable de tal instalación es la campana. Su función es evitar que las habitaciones se sobrecalienten en verano y no ser un obstáculo para la radiación solar en invierno.
Figura 1.1. El principio de funcionamiento del sistema de beneficio directo.
El sistema de ganancia directa tiene la eficiencia instantánea más alta entre todos los sistemas pasivos. El aumento de la temperatura ambiente es coherente con el aumento de la radiación solar. El resultado son variaciones muy grandes de temperatura a lo largo del día. Gracias a los sistemas de almacenamiento de alta capacidad y termoconductivos, es posible reducir las fluctuaciones de temperatura. En los sistemas de ganancia directa, la absorción de la radiación solar no tiene lugar sobre una superficie plana orientada hacia el Sol, sino en los recovecos o huecos del edificio. Esto se debe a la naturaleza difusiva de los reflejos de radiación de las paredes de la habitación. El sistema de ganancia directa es generalmente complementario a los sistemas de calefacción solar o convencional. Este sistema es ampliamente utilizado en la producción agrícola. El invernadero es un sistema así,
Sistema de beneficio indirecto.
Las fluctuaciones aleatorias de temperatura en una habitación con un sistema de ganancia directa afectan la incomodidad térmica humana. La forma de reducir estas fluctuaciones con la posibilidad simultánea de desplazar el período de suministro de energía a la habitación a horas posteriores es aislar el interior del edificio de la radiación solar mediante un sistema de almacenamiento en forma de una pared gruesa y maciza. El paso de una perturbación regular de temperatura a través de tal pared está asociado con la atenuación de la amplitud de la perturbación y el cambio de fase de la onda que penetra hacia el otro lado. Una estructura que aprovecha este efecto se caracteriza por la existencia de un espacio de ventilación entre la superficie iluminada por el sol del muro y los pozos de protección y se conoce como muro Trombe.
Figura 1.2. El principio de funcionamiento del sistema de beneficio indirecto con el muro Trombe.
En la pared de Trombe, la radiación solar atraviesa los revestimientos de vidrio y es absorbida por la superficie oscura de la pared de acumulación, lo que hace que aumente su temperatura. Después de abrir los conductos que conectan la habitación calentada con el espacio entre el vidrio y la pared, el aire puede fluir a través del espacio. El flujo de aire ocurrirá cuando la fuerza de flotación, que es el resultado de diferentes densidades de aire en el espacio y en la habitación, sea lo suficientemente grande como para superar la resistencia del flujo. El aire frío aspirado a través del conducto inferior regresa a la habitación superior después de haber sido calentado en el espacio. Dependiendo de las condiciones climáticas, el espesor y la capacidad térmica de la partición se seleccionan individualmente.
La energía acumulada en la pared es conducida por conducción hacia la habitación con el correspondiente desfase relativo a las horas de funcionamiento solar. Sin embargo, al cerrar y abrir los conductos de ventilación, puede regular la temperatura de la habitación durante el día. Las cubiertas de aislamiento externo se utilizan a menudo en las paredes de Trombe. Su tarea es proteger la mampara contra pérdidas excesivas de energía y aumentar las ganancias de energía solar. Una ventaja adicional de la construcción de Trombe es la posibilidad de utilizarlo para fines de aire acondicionado en el verano.
Un compromiso entre el sistema de ganancias directas e indirectas es el sistema Balcomb. Se trata de una distribución con porche totalmente acristalado. En el lado sur, la sala climatizada tiene una pared maciza cuya función es almacenar energía, aislada del entorno por una terraza totalmente acristalada.
La veranda se calienta directamente y se caracteriza por grandes fluctuaciones de temperatura. Por otro lado, el espacio habitable obtiene energía solar indirectamente. Esta construcción se usa con mayor frecuencia en nuestra zona climática, se puede usar para la modernización térmica de edificios existentes, aumentando su utilidad y valores estéticos.
Los sistemas pasivos con almacenamiento de energía en la pared de acumulación se caracterizan por grandes fluctuaciones de temperatura. Además, la pared de acumulación debe estar hecha de un material caracterizado por una alta conductividad térmica. El sistema Barra-Constantini carece de las desventajas anteriores. En estos sistemas, el transporte de energía desde el colector hasta el interior de las estancias se realiza mediante el flujo de aire. Los elementos de almacenamiento de energía se ubican en el interior del edificio, principalmente en el techo. Esto aumenta la eficiencia del almacenamiento, porque la energía almacenada solo se puede transferir a habitaciones con calefacción, no es posible transferirla al medio ambiente. La pared exterior del edificio, que se encuentra bajo el acristalamiento, está aislada de la radiación solar directa. Como resultado, las fluctuaciones de temperatura son menores,
