Ήλιος και σκιές για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης στην πόλη

Anonim
Image

οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Politécnica de Madrid (UPM) δημιούργησαν «μοντέλα σκιάς» και σχετικό λογισμικό για να υπολογίσουν με μεγάλη ακρίβεια την ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει σε δρόμους και κτίρια. Τα αποτελέσματα των ερευνών θα συμβάλουν στη βελτιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας στις πόλεις, εξορθολογίζοντας τον ενεργειακό εφοδιασμό για θέρμανση και ψύξη κτιρίων.

«Η συχνότητα της ηλιακής ακτινοβολίας στην πόλη αλλάζει ανάλογα με την ώρα της ημέρας, τις καιρικές συνθήκες, τη συγκέντρωση των ρύπων και άλλες μεταβλητές» διευκρίνισε ο Roberto San Jose, καθηγητής του UPM »και αυτό που κάναμε ήταν να χτίσουμε ένας σούπερ υπολογιστής ικανός να υπολογίζει τη μεγάλη ποσότητα δεδομένων που εμπλέκονται στην ατμοσφαιρική διαδικασία ".

Το πείραμα συνίσταται στην προσομοίωση για μερικά δευτερόλεπτα μέχρι εκατό χιλιάδων ηλιακών ακτίνων από διαφορετικές κατευθύνσεις και τον υπολογισμό του αντίκτυπου τους όταν αντιμετωπίζουν εμπόδια, όπως ένας τοίχος. Οι υπολογισμοί, εξαιρετικά περίπλοκοι, απαιτούσαν περίπου 72 ώρες εργασίας για να αποκτήσουν μόνο 6 δευτερόλεπτα εξέλιξης του φωτός και της σκιάς σε μια συγκεκριμένη περιοχή της Μαδρίτης.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν δύο μαθηματικά μοντέλα "σκιάς" στα οποία το πρώτο παρέχει δεδομένα σε αυτά. Ο ένας δείχνει σε 3D και λεπτομερή τη συμπεριφορά της ακτινοβολίας ενώ ο άλλος δείχνει την ανταλλαγή ενέργειας που συμβαίνει στην επιλεγμένη περιοχή, αφού η αστική μορφολογία παίζει σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό του ενεργειακού ισοζυγίου.

"Ανάλογα με την αστική διανομή, οι ακτίνες φωτός θα πέσουν στο πάτωμα σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή, άλλες θα πέσουν στο πεζοδρόμιο και άλλες κατά τα κτίρια, γεγονός που θα τους αντικατοπτρίζει προκαλώντας διαφορετικούς βαθμούς σκιάς στο επίπεδο της επιφάνειας", δήλωσε ο Σαν Χοσέ. "Τα αποτελέσματα μπορούν να χρησιμεύσουν ως εργαλείο για τη βιωσιμότητα και τη βελτιστοποίηση της ενέργειας στις πόλεις", ανέφερε ο καθηγητής, "τόσο από αρχιτεκτονική άποψη (ένα σκιερό κτίριο απαιτεί περισσότερη ενέργεια για θερμότητα μέσα από ένα ηλιόλουστο κτίριο), τόσο για τον πολεοδομικό σχεδιασμό, για να βρεθεί η αρμονία μεταξύ ανθρώπινης και φυσικής ενέργειας ». Από αυτή την άποψη, ο ερευνητής ήθελε να δώσει ένα παράδειγμα: «Η θέρμανση ενεργοποιείται συνήθως κατά τη διάρκεια της ημέρας και συνεχίζεται τη νύχτα, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις θα μπορούσε να γίνει αντίστροφα: όταν η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στο κτίριο είναι επαρκής για διατηρώντας τη θερμότητα που έχει συσσωρευτεί, τότε η θερμότητα απελευθερώνεται όλη τη νύχτα. "

Η έρευνα αυτή αποτελεί μέρος του ευρωπαϊκού έργου BRIDGE που επικεντρώνεται στον αστικό μεταβολισμό, μια έννοια που αναφέρεται στην πόλη ως ζωντανός οργανισμός που επιδιώκει μια βιώσιμη ισορροπία στην κατανάλωση ενέργειας. Το τμήμα πολεοδομίας της πόλης της Μαδρίτης και έδειξε ενδιαφέρον για το νέο εργαλείο.

μερίδια