Что такое биореактивный фасад SolarLeaf? - Строительство и ремонт

Биореактивный фасад SolarLeaf – это система, использующая микроводоросли и солнечное тепло для выработки возобновляемой энергии для здания. На фасаде выращивается биомасса водорослей для выработки электроэнергии, которая, кстати, также служит тенью для здания. Система может быть интегрирована как в новые, так и в существующие здания, компенсируя 2,5 тонны выбросов углекислого газа в год.

Здание Intelligent Quotient House в Гамбурге, Германия

Его установка предполагает создание вторичного фасада путем установки второго внешнего слоя стеклянных биореакторов из плоских панелей на сторонах здания, обращенных к солнцу. Эти панели спроектированы таким образом, чтобы вращаться вдоль вертикальной оси для отслеживания солнечных лучей и могут смыкаться друг с другом, образуя внешний слой, создающий тепловой буфер.

В стеклянных биореакторах из плоских панелей выращиваются микроводоросли, которые образуют биокожу фасада. Внутренние стекла биореакторов имеют полость, обеспечивающую рост водорослей. Эти биореакторы могут производить 4 500 кВт/ч электроэнергии с 200 м² интегрированного водорослевого фасада фотобиореакторов.

Как работает SolarLeaf?

Полости в вертикальных стеклянных жалюзи заполняются водой, содержащей питательные вещества, которые преобразуют дневной свет и CO2 в биомассу водорослей посредством биохимического процесса фотосинтеза; в то же время вода нагревается за счет солнечно-теплового воздействия. Это явление отображается видимой зеленью на внешней стороне фасада.

Генерируемая биомасса и тепло передаются в центр управления энергией здания по замкнутой системе. Центр управления энергией управляет биореакторами, тем самым контролируя все процессы для работы SolarLeaf и его интеграции с системой управления энергией здания.

Избыточное тепло, которое не используется водорослями, используется для солнечного нагрева воды или сохраняется с помощью геотермальных систем.

Сжатый газ подается на нижние поверхности биореакторов в виде больших пузырьков. Это создает восходящий поток воды и нестабильность в системе, способствуя поступлению углекислого газа и света к водорослям. Одновременно смесь воды, воздуха и мелких пластиковых скребков омывает внутренние поверхности панелей. Все служебные трубы для притока и оттока культуральной среды и воздуха встроены в каркасы его элементов.

Центр управления энергией также отвечает за регулирование температуры в культуральной среде и плотности клеток водорослей.

Элементы, задействованные в биореактивном фасаде SolarLeaf

Впервые технология была реализована в доме Bio Intelligent Quotient (BIQ) в Гамбурге, Германия, в 2013 году. Здание использует солнечный свет для производства всей энергии, необходимой для выработки электричества и тепла, что снижает его углеродный след.

Строительная отрасль может внедрить эту систему в более широком масштабе, наладив координацию между заинтересованными сторонами и проектировщиками, поскольку она объединяет несколько аспектов строительства, таких как проектирование, материалы, услуги, моделирование, структурная инженерия и системы управления.

Преимущества

Система SolarLeaf может эксплуатироваться в течение всего года. Ее эффективность составляет 10% для преобразования света в биомассу и 38% для преобразования света в тепло. Это более экономично по сравнению с фотоэлектрическими и солнечными тепловыми системами, КПД которых составляет 12-15% и 60-65% соответственно.

Биомасса может гибко использоваться для выработки электричества и тепла, при этом ее можно хранить практически без потери энергии. Выращивание микроводорослей, необходимых для этого процесса, не требует дополнительной земли, а выработка электроэнергии остается постоянной независимо от погодных условий.

Углерод, необходимый для питания водорослей, может быть получен из любого процесса сжигания, что сокращает углеродный цикл и предотвращает попадание выбросов в атмосферу.

Биореакторы также могут служить в качестве динамических затеняющих устройств, поскольку рост водорослей зависит от наличия дневного света. Выращивая большее количество водорослей, можно получить большее затенение для здания.

Биореакторы могут производить биомассу, а также улавливать солнечное тепло, что позволяет обеспечить здание энергией в двух направлениях. Кроме того, они обеспечивают шумоизоляцию здания.

После достижения определенного темпа роста часть водорослей собирают и перерабатывают для получения биогаза, который используется для выработки электроэнергии и тепла в зимний период. CO2, выделяющийся после сжигания биогаза, поступает в водоросли. Это создает цикл из солнечной тепловой энергии, геотермальной энергии, конденсационного котла, местного тепла и улавливания биомассы с помощью фасада биореактора.

Часто задаваемые вопросы

Что такое биореактивный фасад SolarLeaf?

Как биореактивные фасады SolarLeaf помогают улучшить экологию здания?

Система биореакторов может помочь улучшить экологическую устойчивость и здоровье окружающей среды в любом типе новых или существующих зданий (жилых, общественных, коммерческих, промышленных), поскольку они способны поглощать CO2 естественным образом благодаря более высокой эффективности фотосинтеза.

Каковы преимущества биореактивных фасадов SolarLeaf?

1. Система SolarLeaf может эксплуатироваться в течение всего года. Его эффективность составляет 10% для преобразования света в биомассу и 38% для преобразования света в тепло.
2. Биомасса может гибко использоваться для выработки электричества и тепла, при этом ее можно хранить практически без потери энергии.
3. Углерод, необходимый для питания водорослей, может быть получен из любого процесса сжигания, что сокращает углеродный цикл и предотвращает попадание выбросов в атмосферу.

Читать далее:
Каковы причины разрушения кирпичных фасадов зданий?
Что такое сохранение фасада в строительстве зданий и его преимущества?
Является ли ваше здание зданием с высокими эксплуатационными характеристиками? [PDF]

Читайте далее: