عمارة شمسية

ظهرت فكرة التصميم وفق معطيات الطاقة الشمسية لأول مرة في اليونان في حوالي القرن الخامس قبل الميلاد. وحتى ذلك الوقت، كان مصدر اليونانيين الرئيسي للوقود هو الفحم النباتي، ولكن بسبب نقص كبير في الخشب ليحرقوه فقد أُجبروا على إيجاد وسيلة جديدة لتدفئة منازلهم. وكانت الحاجة هي دافعهم، وقد أحدث اليونانيون ثورة في تصميمهم لمدنهم. وبدأوا باستخدام مواد البناء التي تمتص الطاقة الشمسية، الحجر غالبًا، وبدأوا بتوجيه البنايات باتجاه الجنوب. خلقت هذه الثورات مقرونةً بشرفات لإبعاد شمس الصيف الحارة هياكلًا تتطلب تبريدًا وتدفئة قليلين جدًا. كتب سقراط، «في البيوت التي تنظر باتجاه الجنوب، تخترق الشمس الرواق في الشتاء، بينما في الصيف يكون مسار الشمس فوق رؤوسنا مباشرة وفوق السقف حيث يكون هناك ظل». [1][2]

ومن هذه النقطة فصاعدًا، فقد وجهت أغلب الحضارات هياكلها نحو توفير الظل في الصيف والتدفئة في الشتاء. وقد حسَّن الرومان من تصميم اليونانيين عن طريق تغطية النوافذ المواجهة للجنوب بأنواع مختلفة من المواد الشفافة.[1]

مثال أبسط آخر على العمارة الشمسية المبكرة هي مساكن الكهوف في المناطق الجنوب غربية من أمريكا الشمالية. مشابهًة للبنايات اليونانية والرومانية، إذ كانت الجروف الصخرية التي بنى فيها الناس الأصليون لهذه المنطقة بيوتهم موجهة نحو الجنوب مع شرفة تشكل ظلًا لهم من شمس منتصف النهار خلال أشهر الصيف وتلتقط أكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية خلال الشتاء.[3]

تشمل العمارة الشمسية النشطة تحرك الحرارة أو\و البرودة بين وسيط تخزين الحرارة المؤقت والبناية. بينما يبدو هذا المبدأ مفيدًا نظريًا، فقد أعاقت مشاكل هندسية كبيرة كل العمارة الشمسية النشطة في الممارسة العملية تقريبًا. ومن أكثر أنواع العمارة الشمسية شيوعًا، تخزين قاع الصخر مع الهواء كوسيط ناقل للحرارة، وعادة ما ينمو العفن السام في قاع الصخر الذي نُفِخ في المنازل، جنبا إلى جنب مع الغبار والرادون في بعض الحالات.

أُدخل تجسيد عصري آخر أكثر تعقيدًا للعمارة الشمسية في عام 1954 مع اختراع الخلية الضوئية من قبل مختبرات بل. كانت الخلايا الأولى غير فعالة أبدًا ولذلك لم تستخدم بشكل واسع، ولكن حسَّنت الحكومة والبحوث الخاصة الفعالية خلال سنوات للدرجة التي أصبحت فيها مصدرًا صالحًا للطاقة.

كانت الجامعات من أوائل البنايات التي احتضنت فكرة الطاقة الشمسية. ففي عام 1973، بنت جامعة ديلاوير سولار وان، والذي كان من أوائل المنازل المعتمدة على الطاقة الشمسية في العالم.

ومع استمرار تقدم التقنيات الضوئية، يصبح تحقيق العمارة الشمسية أكثر سهولة. طور سوبهيندو غوها في عام 1998 طور ألواحًا ضوئية، وطورت شركة تسمى أوكسفورد للضوئيات حديثًا خلايا البروفسكيت الشمسية الرقيقة بما فيه الكفاية لدمجها بالنوافذ. على الرغم من أن النوافذ ليست بمقاسات يمكن الاستفادة منها على المستوى التجاري حتى الآن، فالشركة تعتقد أن المستقبل واعد. وقد صرحوا في بيان رسالة الشركة، «علاوة على ذلك، من خلال نشر الخلايا الشمسية في المناطق التي عانت فيها الطاقة الشمسية عادًة، كالواجهات الزجاجية للأبنية التجارية أو السكنية العالية الارتفاع. ففي كلتا الحالتين، السماح للطاقة الشمسية بالمساهمة بنسبة أعلى من الكهرباء أكثر من ما يسمح به في يومنا هذا، والمساعدة في وضع الخلايا الكهروضوئية كعامل مهم في سوق الطاقة العالمي».[4][5]

• بوابة طاقة
• بوابة عمارة