الطاقة المتجددة وتطبيقاتها في المباني،
بسبب بعض العوامل مثل مستويات المعيشة المرتفعة والتحول الرقمي، يتزايد استخدام الطاقة.
ومع ذلك، فإن نسبة مصادر الطاقة المتجددة تعد في ارتفاع أيضًا في جميع تطبيقات استهلاك الطاقة.
لذا فإنه من الضروري فهم الأنواع المختلفة للموارد المتجددة وتطبيقاتها في الهندسة المعمارية وتصميم المباني.
الطاقة الشمسية
تتصدر الطاقة الشمسية قائمة مصادر موارد الطاقة المتجددة، وهي مورد مستدام وآمن وموثوق.
حيث تعمل الطاقة الشمسية على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء مباشرة من خلال الخلايا الكهروضوئية (PV) أو بشكل غير مباشر باستخدام الطاقة الشمسية المركزة (CSP).
وهو أرخص أشكال مصادر الطاقة المتجددة، وقد أصبح دمجها في تصميم المباني واضحًا الآن.
ويمكنها ضخ المياه، كما يمكن استخدامها للتبريد والاتصالات وشحن البطاريات.
والآن ينشغل المهندسون المعماريون بابتكار الحجم والتناسب والمواد ونظام الألوان وتوازن المباني لتضمين هذه التكنولوجيا في التصميم.
وفي عام 2014، كشفت هولندا عن “مسارات الدراجات الشمسية” في محاولة لتسخير هذه الطاقة.
حيث يتكون مسار الدراجات الهوائية Solar Road من وحدات خرسانية، يبلغ قياس كل منها 2.5 إلى 3.5 متر، ومزودة بألواح شمسية مغطاة بالزجاج المقسى.
طاقة الرياح
يتم توليدها عندما تقوم توربينات الرياح بتحويل الطاقة الحركية في الرياح إلى طاقة ميكانيكية تقوم بتشغيل مولد لإنتاج طاقة نظيفة، دون أي انبعاثات غازات دفيئة.
ويأتي حوالي 1% من توليد الطاقة العالمي يأتي من طاقة الرياح.
كما يمكن لتوربين بقدرة 2 ميجاوات إنتاج طاقة خالية من الانبعاثات لتزويد 500 منزل بالطاقة لمدة عام واحد.
واليوم تعتبر طاقة الرياح هي شكل متطور على نطاق واسع من أشكال الطاقة البديلة على مستوى العالم.
ويمكن أيضًا استخدام طاقة الرياح في تصميم التهوية الطبيعية وتنظيم درجة الحرارة في المباني وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة عن طريق استبدال مكيفات الهواء.
وقد حاولت مدينة مصدر في أبو ظبي خلق تهوية طبيعية عن طريق التقاط الرياح من الأعلى وترشيحها إلى المستويات الأدنى، على غرار آلية أبراج الرياح التقليدية.
الطاقة الكهرومائية
هي الطاقة المستمدة من الطاقة الحركية للمياه المتدفقة أو المتساقطة في المسطحات المائية مثل البحيرات والجداول والخزانات والأنهار والسدود والبحيرات.
كما يتم تسخير الطاقة المائية لتوليد الكهرباء في دورة المياه التي تحدث بشكل طبيعي عندما يتبخر الماء لتكوين السحب التي تنزل على شكل أمطار.
وقد أثبتت هذه التكنولوجيا كفاءتها وموثوقيتها، كما أن استخدام الوقود قليل في عملية التوليد، وبالتالي فإن الانبعاثات منخفضة للغاية.
وتعتمد كمية الطاقة المنتجة على حجم المياه وأيضا على مصادر المياه المتاحة، وخاصة في المناطق الحضرية.
كما تعتبر سدود الطاقة الهيدروليكية منتجة في استخدام هذه الطاقة المتجددة.
الطاقة الحرارية الأرضية
هي مورد نظيف ومتجدد مشتق من حرارة الأرض.
ويمكن تسخيره تقريبًا من أي مكان لإنتاج الحرارة والكهرباء، كما يمكن التعرف عليها في الينابيع الساخنة.
وتستخدم الطاقة الحرارية الأرضية للتدفئة والتبريد السكني، وتوليد الكهرباء.
إن الطاقة الحرارية الأرضية هي نظام الطاقة الأكثر استدامة.
طاقة الكتلة الحيوية
بالنسبة للمباني الخضراء، تعتبر طاقة الكتلة الحيوية مصدر الطاقة الأكثر ملاءمة ولكنه غير مستغل بشكل كافٍ.
الكتلة الحيوية هي مادة عضوية تنشأ من النباتات والحيوانات وهي مصدر قيم للطاقة المتجددة.
وتحتوي الكتلة الحيوية على طاقة مخزنة من الشمس، والتي يتم إطلاقها على شكل حرارة عند الاحتراق.
ويمكن تحويلها إلى وقود حيوي سائل أو غاز حيوي أيضًا.
وقد تكون المنتجات الثانوية للصناعة الزراعية مثل الخشب والقش وقصب السكر موارد خضراء.
وهي متاحة محليًا وبتكلفة منخفضة لدعم الإسكان للجميع.
الخلاصة
نظراً للاستخدام المتزايد للطاقة المتجددة، فإن ظاهرة الاحتباس الحراري والقضايا البيئية لا تزال في ارتفاع.
وتعد أنواع الطاقة المعتمدة على الأحفوريات أكثر تلويثًا واستهلاكًا للموارد من غيرها.
وتشير الدراسات المتعلقة بالتلوث البيئي إلى أن الطاقات الأحفورية هي أهم الملوثات.
لا يزال مصدر الطاقة الأحفوري هو أكثر أنواع الطاقة استهلاكًا.
وعلاوة على ذلك، فإن استهلاك مصادر الطاقة المتجددة منخفض للغاية.
ولذلك فمن المهم زيادة استخدام الطاقة المتجددة، التي تنتج انبعاثات أنظف وأقل.
ويجب أن تتمتع المباني بالمحفزات المناسبة لاستخدام الطاقة النظيفة.
ويمكن تلبية الاحتياجات مثل التدفئة والتبريد والإضاءة عن طريق الطاقة المتجددة.
ومن خلال استخدام كل من الأساليب التقليدية والأساليب الإبداعية معًا،
يمكن زيادة معدل استخدام الموارد المتجددة مثل موارد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية في المباني.
ولذلك يمكن تقديم مساهمات كبيرة في الحد من المشاكل البيئية الناجمة عن استهلاك الطاقة.
للمزيد على INJ Architects: