Солнечная энергия, которая доступна в течение дня, изменяется и зависит сильно от местных условий неба. В полдень в ясных условиях неба глобальное солнечное озарение может в например, Центральной Европе достигать 1000 W/m2 на горизонтальной поверхности (при очень благоприятных условиях, даже более высокие уровни могут произойти), пока в очень облачной погоде, это может упасть меньше чем на 100 W/m2 даже в полдень.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ </маленький>
<маленькие> И искусственные и естественные события могут ограничить количество солнечного излучения в поверхности земли. Городское загрязнение воздуха, дым от лесных пожаров, и бортовой пепел, следующий из вулканической деятельности, уменьшают солнечный ресурс, увеличивая рассеивание и поглощение солнечного излучения. Это оказывает большее влияние на радиацию, прибывающую в прямую линию от солнца (прямое излучение) чем на полном (глобальном) солнечном излучении. </маленький> <маленький> В день со строго загрязненным воздухом (тревога смога), прямое солнечное излучение может быть уменьшено на 40 %, тогда как глобальное солнечное излучение уменьшено на 15 % до 25 %. Большое вулканическое извержение может уменьшиться, по значительной части земли, прямого солнечного излучения на 20 % и глобального солнечного излучения почти на 10 % в течение 6 месяцев к 2 годам. Поскольку вулканический пепел падает из атмосферы, эффект уменьшен, но полное удаление пепла может занять несколько лет.
Солнечное излучение предоставляет нам по нулевой стоимости с в 10 000 раз большим количеством энергии, чем фактически используется во всем мире. Все люди мировой покупки, торговли, и продают немного меньше чем 85 триллионов (8.5 x 1013) часы киловатта энергии ежегодно. Но это - только коммерческий рынок. Поскольку у нас нет никакого способа отследить это, мы не уверены, сколько потребляют некоммерческие энергетические люди: насколько лес и люди удобрения могут собраться и гореть, например; или сколько водные люди, небольшие группы, или фирмы могут использовать, чтобы обеспечить механическую или электроэнергию. Некоторые думают, что такая некоммерческая энергия может составить столько, сколько одна пятая всей расходуемой энергии. Но даже если бы это имело место, то полная энергия, потребляемая людьми мира, все еще была бы только приблизительно одной семитысячной солнечной энергии, ударяющей поверхность земли ежегодно.
В некоторых развитых странах как у людей Соединенных Штатов потребляют примерно 25 триллионов (2.5 x 1013) часы киловатта ежегодно. Это переводит больше чем к 260 часам киловатта на человека в день - это - эквивалент управления больше чем ста луковицами на 100 ватт весь день, каждый день. Американский гражданин расходует в 33 раза больше энергии как средний человек из Индии, 13 раз столько, сколько средние китайцы, два с половиной раза столько, сколько средний японец, и вдвое больше, чем средний швед.
Даже в таких тяжелых энергетических странах потребления как солнечная энергия США, падающая на континентальный массив, может много раз излишек энергия, расходуемая там. Если только 1 % земли был бы обойден и покрытый солнечными системами (такими как солнечные батареи или солнечные тепловые корыта), которые были только на 10 % эффективны, свет, падающий на эти системы, мог снабдить эту страну всей энергией, в которой требовалось. То же самое верно для всех других развитых стран. В некотором смысле, это непрактично - помимо того, чтобы быть чрезвычайно дорогим, не возможно покрыть такие большие площади солнечными системами. Повреждение экосистем могло бы быть существенным. Но принцип остается. Возможно покрыть ту же самую общую площадь в рассеянной манере - на зданиях, на зданиях, вдоль обочин, на специализированных земельных участках, и т.д. В другом смысле это практично. Во многих странах уже больше чем 1 % земли посвящен горной промышленности, тренировке, преобразованию, производству, и транспортировке энергии. И значительное большинство этой энергии не возобновимо в человеческом масштабе и намного более вредно для окружающей среды, чем солнечные системы, оказалось бы, были бы.
В большинстве мест мира намного больше солнечной энергии поражает крышу дома и стены, как используется ее жителями более чем год. Использование света этого солнца и высокой температуры является чистым, простым, и естественным способом обеспечить все формы энергии, в которой мы нуждаемся. Это может быть поглощено солнечными коллекторами, чтобы обеспечить горячую воду или обогрев в домашних хозяйствах и коммерческие здания. Это может быть сконцентрировано параболическими зеркалами, чтобы обеспечить высокую температуру в нескольких тысячах градусов Цельсия. Эта высокая температура может использоваться или для нагревания целей или произвести электричество. Там существуйте также другой способ произвести власть из солнца - через photovoltaics. Фотогальванические клетки - устройства, которые преобразовывают солнечное излучение непосредственно в электричество.
Солнечное излучение может быть преобразовано в полезную энергию, используя активные системы и пассивный солнечный дизайн. Активные системы - вообще те, которые очень видимы как солнечные коллекторы или фотогальванические клетки. Пассивные системы определены как те, где шаги высокой температуры естественным означают из-за дизайна дома, который влечет за собой расположение основных строительных материалов максимизировать энергию солнца.
Солнечная энергия может быть преобразована в полезную энергию также косвенно, через другие энергетические формы как биомасса, ветер или hydro власть. Солнечная энергия ведет погоду земли. Большая фракция радиации инцидента поглощена океанами и морями, которые нагреты, чем испаряются и дают власть дождям, которые кормят hydro электростанции. Ветры, которые используются ветряными двигателями, получают его власть из-за неравного нагревания воздуха. Другая категория солнечно полученных возобновляемых источников энергии - биомасса. Зеленые заводы поглощают солнечный свет и преобразовывают его посредством фотосинтеза в органическое вещество, которое может использоваться, чтобы произвести высокую температуру и электричество также. Таким образом ветер, hydro власть и биомасса является всеми косвенными формами солнечной энергии.
Пассивный солнечный дизайн, или климат отзывчивые здания используют существующие технологии и материалы, чтобы нагреть, охладить и осветить здания. Они объединяют традиционные строительные элементы как изоляция, выходящий на юг стакан, и массивные этажи с климатом, чтобы достигнуть жизнеспособных результатов. Эти жилые площади не могут быть построены ни для какой добавочной стоимости, увеличивая допустимость через более низкие энергетические платежи. Во многих странах они также держат инвестиции в местной строительной промышленности вместо того, чтобы передать их краткосрочному энергетическому импорту. Пассивные солнечные здания лучше для окружающей среды, способствуя энергии независимое, жизнеспособное энергетическое будущее.
Пассивная солнечная система использует конструкцию здания в качестве коллекционера, хранения и механического оборудования передачи. Это определение соответствует большинству более простых систем, где тепло аккумулируется в базовой структуре: стены, потолок или пол. Есть также системы, у которых есть хранение высокой температуры как постоянный элемент в пределах конструкции здания, такой как мусорные ведра скал, или заполненные водой барабаны или бутылки. Они также классифицированы как пассивные системы солнечной энергии. Пассивные солнечные дома - идеальные места, в которых можно жить. Они обеспечивают красивые связи с улицей, дают много естественного света, и сохраняют энергию в течение года.
История
Проектирование зданий исторически заимствовало свое вдохновение от окружения и доступных строительных материалов. Позже, человечество проектировало себя из природы, беря путь господства и контроля, который привел к одному стилю строительства для почти любой ситуации. В 100 нашей эры, Плини Младший, исторический автор, построил летний дом в Северной Италии, показывающей тонкие листы окон слюды на одной комнате. Комната стала более горячей чем другие и экономила на ограниченных запасах леса. У известных римских купален в первом к четвертым столетиям нашей эры были большие южные окна столкновения, чтобы впустить теплоту солнца. К шестому столетию солярии на зданиях и общественных зданиях были настолько распространены, что Юстиниан Коуд начал ”права солнца”, чтобы гарантировать отдельный доступ к солнцу. Консерватории были очень популярны в 1800-ых, создавая пространства для гостей, чтобы идти через теплые оранжереи с пышной листвой.
Пассивные солнечные здания в Соединенных Штатах были в таком требовании к 1947, в результате недостаточной энергии во время длительной Второй мировой войны, что Libbey-Owens-Ford Glass Company издала книгу под названием Ваш Солнечный Дом, который представлял сорок девять из стран самые великие солнечные архитекторы.
В середине 1950-ых архитектор Франк Бридджерс проектировал первое в мире коммерческое офисное здание, используя солнечное нагревание воды и пассивный дизайн. Эта солнечная система непрерывно работала с этого времени, и Бридджерс-Пакстон Буилдинг находится теперь в Национальном Историческом Регистре как первое в мире солнечное отапливаемое офисное здание.
Низкие цены на нефть после Второй мировой войны помогли держать внимание отдельно от солнечных проектов и эффективности. Начинаясь в середине 1990-ых, давления рынка заставляют движение перепроектировать наши строительные системы к больше в соответствии с природой.