Энергия солнца в стекле «Saint-Gobain»


Основное назначение жилого дома состоит в том, чтобы защитить его обитателей от холода, дождя, снега, жгучего солнца, то есть обеспечить необходимый энергетический комфорт, создавая благоприятный для человека тепловой, световой и акустический режим. Чем выше уровень цивилизации, тем жестче требования к уровню энергетического комфорта, тем больше нужно затрачивать энергии для его достижения.



До недавнего времени потребности энергии для инженерного обеспечения зданий удовлетворялись исключительно за счет сжигания органического топлива: древесины, угля, нефти и газа, то есть "консервированной" энергии из естественных кладовых Земли, природные запасы которой, увы, не безграничны. В настоящее время расход энергии на эти цели в различных странах составляет от 10 до 26% национальных энергетических ресурсов.

Последний кризис способен был поставить многие страны перед угрозой энергетического эмбарго, при этом транспорт, заводы и фабрики, центральные отопительные системы могли прийти в бездействие, и мы неожиданно увидели, что наше постоянно нуждающееся в энергии общество построено на весьма непрочном основании.

Растущий страх за энергетические резервы, за наш уровень жизни доминирует сегодня в мире. Расточение энергии стало грехом, а поиски новых видов энергии - важнейшей задачей.

Во всех энергетических установках мира за сутки сжигается столько органического топлива, сколько природа в состоянии синтезировать тысячу лет. Причем сжигается и выбрасывается в атмосферу в виде копоти, дыма, ядовитых примесей, образуя обширные очаги смога над развитыми городами и промышленными районами, загрязняя биосферу Земли. Потребление энергии постоянно растет, а процесс расходования ископаемых ресурсов Земли давно уже принял невосполнимые масштабы.

Сейчас 5 млрд тонн нефти используется ежегодно. Специалисты считают, что ежегодный прирост расхода нефти равен 7,3%. Известные запасы нефти составляют примерно 90 млрд тонн, а это означает, что примерно через 45 лет на Земле не останется ни одной капли нефти. Запасы угля до сих пор достаточно велики, он не будет дефицитом вплоть до 2300 г. Кстати, уголь был первым источником энергии, использование которого вызвало необходимость охраны окружающей среды.

Атомная энергия одна из величайших надежд нашего века. Однако существует слишком много нерешенных технических проблем, а трудности использования и опасность "мирного атома" хорошо известны белорусам. Мы являемся единственным народом в мире, который ясно осознает всю опасность риска применения атомной энергии. Ущерб от чернобыльской аварии для Беларуси составляет 235 млрд долларов, это практически 70 годовых бюджетов страны. Кроме того, потребуется, по крайней мере, двадцать тысяч лет, прежде чем произойдет распад америция, и исчезнут последние следы аварии.

Будем надеяться, что решение утилизации радиоактивных отходов и реакторов после их амортизации будет найдено, иначе мечта об Атомном веке закончиться, не начавшись, и исследования в этой области войдут в историю человечества как самое ошибочное капиталовложение нашей цивилизации.

Другие классические виды энергии, такие, как сила воды, природный газ в настоящее время пригодны в ограниченных количествах. Они смогут обеспечить только небольшую часть наших будущих потребностей в энергии. В настоящее время исследуются энергия ветра, геотермический, биологический газ и другие виды энергии, но самый большой и самый чистый энергетический источник лежит от нас на расстоянии 149 млн км. Это Солнце.

В самом деле, мы даже должны быть благодарны тому обстоятельству, что повышение цен на нефть стимулировало поиски новых источников энергии, не загрязняющих окружающую среду, а также привело к тому, что правительства и частные предприниматели вложили большие средства в исследовательские работы научно-производственных лабораторий корпорации "Saint-Gobain" по изысканию альтернативных источников энергии.

Открытие стеклянных солнечных панелей SGG Prosol со встроенными солнечными батареями способно повлиять даже на саму концепцию современной архитектуры, а принцип, заложенный в этом изделии, возможно, сформирует архитектуру будущего. Около 80% энергии, затраченной на освещение в здании, можно получить при использовании панелей SGG Prosol, при этом нет каких-либо выделений вредных веществ, нет шума, нет значительных капиталовложений. Это многослойная конструкция, состоящая из двух стеклянных листов и солнечных ячеек, сплавленных вместе под давлением и при высокой температуре. Изделие имеет сертификат качества согласно IEC 1215 для SGG Prosol с солнечными ячейками из Kyocera, ASE и Siemens. Заводы корпорации производят три типа солнечных панелей: mono-crystalline, poly-crystalline, thin-film.

Первый тип: mono-crystalline солнечные ячейки SGG Prosol с модульным размером 1000x1000 мм, в цветовой гамме черного и темно-синего цвета. Это наиболее эффективные из всех трех типов панелей, так как преобразовывают до 16% солнечной энергии в электричество.

Тип poly-crystalline имеет расширенную цветовую гамму, поэтому он наиболее ценим дизайнерами и архитекторами. Кроме того, силиконовые кристаллы, включенные в состав изделия, искрятся на солнце, что позволяет не только особо подчеркнуть пластику фасадов, но и добиться уникального эффекта. Они преобразовывают приблизительно 14% энергии солнца в электричество.

В панелях thin-film черного или темно-коричневого цвета применяется стекло с тонкой пленкой из силикона. Модульный размер панелей обычно 300x900 мм. Их эффективность преобразования солнечной энергии достигает 6%. Естественно, на мощность существенно влияют ориентация здания и наклон поверхности. С 650 м2 наклонного фасада здания Doxford Business Park (Англия) удается получить 73 kW, а с 140 м2 фасада Bavarian State Bank получают 15 kW. Жилищное строительство создает почти неограниченные возможности для совершенствования этого важного изделия, а значит еще более широкого применения. Размещенные на крыше экспериментального дома Solgarden Kolding солнечные модули SGG Prosol вырабатывают 106 kW, тем самым существенно снижают затраты жителей на энергию.

Возрастающие требования к дизайну в "солнечной архитектуре" являются могучим стимулом развития этого производства. На основе многочисленных методов формования и обработки изделий, нанесения различных покрытий, множества методов изменения физико-механических и оптических свойств стекла современная технология стеклоделия компании "Saint-Gobain" способна создать широкую цветовую гамму солнечных панелей.

Одним из преимуществ солнечных модулей SGG Prosol является то, что в дополнение к своей первичной функции (преобразование электричества) они могут быть объединены с низкоэмиссивитетным стеклом в двойных рамах для улучшения тепловой изоляции здания, что еще более выгодно, так как существенно снизит расходы на отопление.

Кроме этого, на модули можно нанести слой поливинилбутилата PVB (ламинат), что позволит без риска использовать панели на высоте, потому что после удара осколки не разлетятся в разные стороны, а удержатся на эластичном поливинилбутилате, сохраняя цельность листа. Подобная конструкция была применена в Баварском государственном банке, Дизайн-центре Даймлер Бенц, региональной полиции Гютерслоха.

При регулировании расстояния между ячейками (21 и 24 mm) конструкторы и архитекторы добились определенного затенения в помещениях Hollander HQ (Эпилдурн, Голландия). Для декоративных целей SGG Prosol может быть объединен с цветным и/или напечатанным экраном "стекла-поддержки".

Основные модульные размеры SGG Prosol: максимально 2,0x3,2м. В соответствии со структурными требованиями толщина изделия - минимум 10 мм (4 мм стекла, 2 мм пластина и 4 мм стекла). Как правило кабель подключения к электросети находится на тыльной стороне или у края модуля.

SGG Prosol - результат прогресса архитектуры, науки, промышленности - сыграет в развитии архитектуры исключительную роль, а со временем оно превратится в один из ведущих строительных материалов. Его использование дает большое разнообразие вариантов. Например, размерности модуля и формат может быть выбран самим проектировщиком. Уникальных эффектов можно добиться используя непрозрачное, прозрачное или окрашенное стекло в солнечных модулях. Архитектор может также определять интервал между ячейками (минимум 2 mm) не только для того, чтобы самому дать степень прозрачности и оттенения солнца, но и определить ритмический или метрический ряд, если того требует творческая концепция. Примером может служить недавно построенное офисное здание "Den Haag" в Нидерландах, поверхность остекления которого содержит солнечные модули с уникальным членением, разработанным специально для его архитектуры. Удачно применение панелей в качестве солнцезащитных маркиз (муниципалитет в Хилдене, Германия). Стеклянный козырек над витриной, а также входом в туристическое агентство "Bayreuth" (Германия) не только притягивает посетителей и защищает от солнца и дождя, но и вырабатывает электричество.

Люди, серьезно интересующиеся солнечными домами и думающие о возможности применения солнечных установок в своих жилищах, по всей вероятности, размышляют о целесообразности их практического применения.

Если говорить о выгоде солнечных домов, необходимо стать на позицию сочетания государственных и личных интересов. За последнее время наблюдается тенденция резкого колебания цен на энергию в соответствии с уровнем потребления: как только обнаруживаются признаки нехватки энергии, цены на нее увеличиваются в 2-3 раза. Когда появляются излишки энергии, цены стабилизируются и иногда начинают снижаться. Следовательно, если бы с помощью солнечной энергии удалось хотя бы частично заменить нефтяное топливо, то цены на энергию в различных странах и во всем мире можно было бы удержать на одном уровне и получить от этого большую выгоду. Однако, если владельцы "бытовых солнечных систем" не получат в короткий срок определенные прибыли, то едва ли можно надеяться, что такие системы найдут широкое применение. Чтобы стимулировать дальнейшее развитие гелиотехнической промышленности и форсировать снижение цен на продукцию этой отрасли при переходе к массовому производству, правительство должно осуществить ряд поощрительных мер, направленных на снижение налогов и на пропорциональное увеличение капитала кредитных учреждений, ассигнующих средства для экономичного жилищного строительства. Смелая идея SGG Prosol, осуществленная с использованием стекла, потрясает воображение. Стеклянные сверкающие поверхности окон, вырабатывающие электроэнергию, станут символом новейшей архитектуры. К сожалению, отечественное производство новых видов стекла, свойство которых отвечает такому повсеместному использованию, значительно отстает, а особенности работы остекления с точки зрения теплотехники, акустики и других аспектов строительной физики и механики, знаю по опыту, мало интересует наших архитекторов. Это, как я думаю, компрометирует саму идею применения в белорусских зданиях больших площадей подобных светопрозрачных ограждений.

Сергей ФЕДОРОВ


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 20 за 1999 год в рубрике стекло

©1995-2022 Строительство и недвижимость