Maročtí vědci zkoumali potenciální úspory energie fotovoltaických systémů integrovaných se stěnami na bázi biomateriálů ve venkovských oblastech. Říká se, že solární pozemské domy by mohly dosáhnout vyrovnaných nákladů na elektřinu (LCOE) ve výši 5,05 Kč/kWh.
Nový výzkum z Maroka naznačuje, že integrace místně vyrobených stavebních materiálů na biologické bázi s fotovoltaickými panely by mohla přispět k dosažení uhlíkové neutrality. A to zejména v napájení venkovských domů. Vědci uvedli, že tepelné vlastnosti stěn na biologické bázi byly nedávno vylepšeny stavebním průmyslem. Ale ceny zůstávají na „ultra nízkých“ úrovních.
„Výzkum klade důraz na dosažení významných úspor energie. A taky na zlepšení vnitřního komfortu prostřednictvím integrace fotovoltaických systémů a materiálů na biologické bázi,“ řekla výzkumnice Sara El Hassani. ,,Použili jsme kombinaci pasivních a aktivních strategií. Pasivní přístupy zahrnují použití místních ekologických materiálů pro izolaci. Zatímco aktivní přístupy zahrnují zavádění technik obnovitelné energie.“
Jako nepálenou cihlu použili lokálně produkované vlákno Alfa a jako pojivo místní jílovitou zeminu smíchanou v hmotnostním poměru 8 %. Vytvořili také srovnávací vzorek pouze s jílovitou půdou. Tyto směsi byly poté lisovány do formy, aby se vytvořily experimentální cihly pro analýzu. Po testování cihel pro každou z nich vytvořili a nasimulovali tepelný profil v případové studii.
Významné úspory v napájení budov
„Budova se skládá ze dvou ložnic a jednoho obývacího pokoje o celkové ploše 40 m2,“ vysvětlili akademici. ,,Aby to bylo reprezentativní, předpokládá se umístění budovy ve městě Oujda a obsazené třemi osobami.“
Výzkumníci zlepšili tepelný odpor stěny o tloušťce 45 cm z 0,549 m2K/W v jílovitých půdních cihlách na 1,125 m2K/W v kombinované směsi. Zvýšili také časovou prodlevu obálky budovy z 18,5 hodiny na 23,2 hodiny. Časová prodleva měří, jak rychle materiál reaguje na změny teploty z napájení.
V simulovaných semiaridních klimatických podmínkách ve východním Maroku biomateriál prokázal inteligentní chování, jak uvádí výzkumný tým.
„Například v nejchladnějším dni zvyšuje stěna z biologických zdrojů vnitřní teplotu až o 1 °C. Což by mohlo být velmi účinné při spotřebě energie budov během zimních období,“ uvedli vědci. ,,Navíc v nejteplejším dni stejná směs vedla ke snížení až o 2 °C.“
Celkově stěny na biologické bázi snížily simulované špičkové topné zatížení o přibližně 24,3 %. A snížily chladicí zatížení o přibližně 26,7 %.
Nejefektivnější a udržitelný systém
,,Všechna tato zjištění podporují používání rostlinných vláken jako udržitelný postup při vývoji místních a účinných nepálených cihel pro zlepšení pasivního vytápění a chlazení ve venkovských suchých a polosuchých oblastech,“ uvedli vědci.
Výzkumníci přistoupili k určení požadovaného fotovoltaického systému pro dům s případovou studií na základě topného zatížení. Pomocí optimalizačního softwaru identifikovali nákladově nejefektivnější systém s výkonem 6,01 kW.
Celkové náklady tohoto systému, včetně kapitálových, provozních a výměnných nákladů minus zbytková hodnota na konci jeho 25 leté životnosti, činily 270 tis. Kč. S těmito hodnotami systém dosáhl LCOE 5,05 Kč/kWh.
,,Tato zjištění naznačují, že kombinace dostupné solární energie s místně vyrobenými stavebními materiály na biologické bázi by mohla být životaschopným přístupem k dosažení uhlíkové neutrality. A taky pro vybudování energeticky účinného ultralevného venkovského bydlení,“ uvedli vědci.
Jejich studie „Směrem k venkovským budovám s nulovou spotřebou energie prostřednictvím integrace fotovoltaických systémů v rámci biologických zemních domů: Případová studie ve východním Maroku“ se nedávno zveřejnila na Solar Energy. Výzkumná skupina zahrnuje vědce z Mohamed 1st University a Green Energy Park. Řekli, že se v budoucnu pokusí vyvinout samostatný fotovoltaický systém v rámci biologického prototypu budovy.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
