Lasikatteinen massiivinen aurinkokerääjäseinä energiaverholla

Aurinkokerääjän integrointi rakennuksen ulkovaippaan tuo monia etuja. Passiivisten aurinkokerääjäsovellusten epäkohtana on, ettei niiden lämpöteknistä toimintaa voida säätää olosuhteiden tai rakennuksen lämmöntarpeen mukaan. Ajoittainen ylilämpeneminen ja kerääjän suurista lämpöhäviöistä johtuva aurinkoenergian käytön alhainen hyötysuhde ovat passiiviselle järjestelmälle tyypillisiä epäkohtia, joita voidaan ehkäistä aktiivisen, säädettävän järjestelmän avulla. Tutkimuksessa tarkastellaan rakenteeseen integroitua kerääjäseinää, jossa valoa läpäisevän ja auringon säteilyä absorboivan kerroksen välissä on ohjattava verhojärjestelmä. Verho tehdään useista, pinnoiltaan matalaemissiopintaisista kalvoista, jolloin säteilylämmönsiirto verhon läpi saadaan pieneksi. Verhon avulla voidaan tehokkaasti pienentää lämpöhäviöitä kerääjärakenteen absorptiopinnalta ulospäin ja parantaa seinän pimeän tilanteen U-arvoa. Toiminta-ajatuksena on, että lämmityskaudella verho suojaa absorptiopintaa aina, kun seinään ei kohdistu auringon säteilyä, ja kesäkaudella verhoa voidaan käyttää seinän varjostukseen ylilämpenemisen estämiseksi. Lähtökohtana kerääjässä, verhojärjestelmää lukuun ottamatta, on käyttää tavanomaisia materiaaleja ja rakenneosia. Valoa läpäisevä osa perustuu perinteiseen lasiteknologiaan, ja varaajarakenne tehdään kivipohjaisista rakennusmateriaaleista. Liikutettavan verhon vuoksi kerääjän lasiosan läpäisevä aurinkoenergia voidaan hyödyntää huomattavasti paremmin kuin passiivisissa kerääjissä. Kerääjäseinän lämpöteknistä toimintaa tutkitaan kokeellisesti Hot-Box-mittauslaitteistossa, jossa on aurinkolamppu sekä laskennallisesti vuositasolla simuloiden rakenneanalyysiohjelmalla. Tutkimuksessa selvitetään kerääjäseinän lämpöteknisen toiminnan perusteet ja pyritään optimoimaan auringonsäteilyn hyödyntämistä. Verhoa käytettäessä seinän varaajakerroksen lämpötilataso on pimeänäkin aikana suhteellisen korkea ja säteilyjakson jälkeiset lämpöhäviöt voidaan pitää pieninä. Suurin osa varaajakerrokseen saadusta auringon säteilyenergiasta saadaan hyödyksi huonetilaan. Materiaali- ja kerrospaksuusvalinnoilla saadaan varaajaseinän lämmönsiirron viive absorptiopinnasta sisäilmaan sopivaksi. Kevättalven aurinkoisten päivien seuratessa toisiaan pysyi varaavan kerroksen lämpötila ympäri vuorokauden huonelämpötilaa korkeammalla, ja kerääjä toimi jatkuvasti lämmönlähteenä huonetilaan päin.