Как девелоперы приручают солнце
Тренды солнечной архитектуры в мире
Проблемы изменения климата делают заботу об экологии приоритетом и в строительстве. Один из трендов здесь — солнечная архитектура. «Проще говоря Pro» рассказывает о том, как девелоперы покоряют солнечную энергию — в фотовольтаическом стекле, способном вырабатывать энергию, в гигантских офисных центрах и целых кварталах, которые обеспечивают свои потребности в электричестве за счет солнца.
Важность солнечного света
Солнечная архитектура — это тренд в строительстве зданий, в котором особенное значение уделяют использованию чистой и возобновляемой солнечной энергии.
Энергоэффективность здания определяется двумя составляющими:
— использование современных технологий;
— пассивный солнечный дизайн, то есть выбор энергоемких материалов, изначальная ориентация здания на солнце, учет особенностей окружающего пространства: сохранение растительности, потому что она помогает регулировать температурный баланс, а также учет особенностей ландшафта для кондиционирования и инсоляции.
Интерес к солнечной архитектуре объясняется не только вопросами изменения климата, но и экономическими причинами. Солнечную энергию назвали самым дешевым видом энергии еще в начале 2020-х, а прогнозы обещают, что к 2030 году ее себестоимость упадет еще на 60%. На старте проектов солнечная архитектура требует высоких инвестиций, но в итоге они окупаются: даже простая установка солнечных панелей может быть выгодной для домохозяйств, причем и в не самой солнечной Москве с ее низкими тарифами на электричество.
Вот тренды, которые определяют развитие солнечной архитектуры прямо сейчас.
Архитектурные формы подстраиваются под солнце
В 2022 году закончилось строительство двух зданий для компании Google в Силиконовой долине, вся конструкция которых ориентирована на переработку солнечной энергии и продуманный расход электричества. Форму крыши авторы назвали «чешуя дракона». Она состоит из 50 тысяч серебряных солнечных панелей, которые расположены в вогнутых сегментах кровли так, чтобы забирать максимум света. Эти «чешуйки» способны генерировать до 7 МВт и закрывают 40% потребностей здания в энергии (еще 50% дают ветряки). Общее открытое пространство с высоким потолком устроено так, что естественное освещение в нем обеспечивается через окна в крыше. В них также установлены датчики, которые автоматически открывают окна для кондиционирования помещения.
Технологии, которые проводят солнце
В 2022 году компания — разработчик солнечных технологий Ubiquitous Energy сообщила об изобретении, которое позволяет устанавливать элементы солнечных батарей на стекло, сохраняя его прозрачным. Это возможно за счет уменьшения толщины элементов полупроводников до микрометра — в сто раз тоньше человеческого волоса. Слои полупроводника наносятся на поверхность стекла и подсоединяются к энергосистеме, за счет чего, например, окна здания могут генерировать электроэнергию и передавать ее напрямую источникам потребления или аккумуляторам. Технология в два раза менее эффективна традиционных солнечных панелей, которые поглощают весь спектр света, но, как отмечают создатели, возможности для ее использования значительно выше.
Полупрозрачное и цветное стекло с встроенными солнечными батареями уже несколько лет используется в строительстве. В июле в Базеле открыли павильон, весь круглый фасад которого представляет собой медиаэкран из полупрозрачных стеклянных панелей и LED-ламп. Энергию для его работы полностью обеспечивают встроенные в стекло тончайшие модули солнечных батарей.
Аналогичная технология использовалась при отделке фасадов во флагманском ресторане McDonald’s во Флориде: 465 кв. метров полупрозрачных (пропускают примерно 36% света) солнечных панелей на фасаде ресторана дают естественное освещение в зале и генерируют 55,8 кВт — 13-ю часть от всего энергопотребления ресторана.
Организаторы тематической выставки The Solar Biennale в Роттердаме утверждают, что использование таких технологий в отделке зданий в самое ближайшее время станет стандартом в строительстве.
Здания, которые работают на солнце
Важная и амбициозная задача для архитекторов сегодня — создание зданий, которые полностью закрывают свои потребности за счет возобновляемой энергии и не оказывают негативного влияния на окружающую среду, в особенности — инфраструктурных. Использование солнечной энергии практически всегда играет главную роль в таких проектах. Один из недавних примеров такой архитектуры — построенная в Мехико гостиница премиального класса Hotel Terrestre. Всю энергию для нее получают из солнечных батарей, а сокращают расход электричества за счет конструктивных решений: вентиляцию помещений обеспечивают продуманной организацией воздушных потоков, а не кондиционированием. Умная система оптимизирует работу всех потребителей электричества. Также отель призывает постояльцев минимизировать использование гаджетов, а вместо этого сближаться с природой. Гостиница располагается на холме, южная часть ее фасада выполнена из стекла, что дает максимальное естественное освещение номеров.
Другой такой пример — открытый в Марселе весной 2021 года первый в Европе ресторан Le Présage, который полностью обеспечивает свои потребности в энергии за счет солнца. Плита в ресторане работает от нагрева воды на солнце в специальном 37-литровом резервуаре до 80 градусов. В заведении пересмотрели меню и отказались от блюд, приготовление которых требует особенно много энергии — например, от варки макарон. Так как на сферу пищевого производства приходится 24% мировых выбросов углерода, кейс ресторана привлек к себе много внимания и сейчас Le Présage расширяется в сеть. Упомянутый выше флагманский ресторан McDonald’s во Флориде также получает всю необходимую энергию от солнца.
Квартал солнца
В мире есть примеры создания не только отдельных устойчивых зданий, но и целых районов. Немецкий Фрайбург называют зеленым городом и экостолицей Германии. Здание мэрии в городе полностью обеспечивает себя электричеством за счет 800 солнечных панелей на крыше, а на футбольном стадионе города установлена третья по размерам солнечная установка в мире. Сейчас в городе реализуют проект развития района Дитенбах на 15 тысяч жителей, дома в нем будут климатически нейтральными (климатическая, или углеродная, нейтральность подразумевает, что объем опасных выбросов в атмосферу не превышает возможностей природы поглотить их. — Прим. ред.), а вся энергия — производиться за счет солнечных батарей. Аналогичный пример — The Sustainable City, район в Дубае, который полностью закрывает свои потребности в энергии за счет солнечных панелей. Во всех 500 виллах и таунхаусах района установлены солнечные батареи, в общем вырабатывающие порядка 10 МВт и закрывающие все потребности жителей.
Энергия солнца в России
О том, как в России внедряют технологии, связанные с использованием солнечной энергии, и их перспективах, мы узнали в отделе инноваций продукта Самолета.
Вячеслав Морозов
руководитель отдела управления развития
и инноваций продукта Самолета
«В центральных регионах России применение солнечных панелей не очень целесообразно из-за того, что там мало солнечных дней. А вот на юге, например в Краснодарском крае, в этом есть смысл. Если говорить о реализации таких технологий в России, то в некоторых городах на не очень оживленных дорогах используют светофоры, которые питаются за счет энергии солнца.
Развитие зеленых технологий успешно идет, например, в Скандинавских странах: там есть поддержка государства. В вопросах внедрения возобновляемых источников энергии бизнес сильно зависит от государства, потому что не может позволить себе убыточных проектов. Оборудование для возобновляемой энергии обходится дорого, а окупается долго, к тому же есть правовые ограничения, сложности в тарифной политике.
Власти России планируют выйти на углеродную нейтральность к 2060 году. Исходя из этого, есть смысл ждать поддержки государства этого направления в будущем».
Фотографии: 1 — Iwan Baan for Heatherwick Studio / Google, 2 — Laurits Jensen for Novartis, 3 — McDonald’s / Onyx Solar.
