Как подсолнечники помогут создать идеальный город: ученые заимствуют секрет эффективного использования солнечной энергии

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

Солнечная энергия является одним из наиболее экологичных и доступных видов возобновляемой энергии. Однако эффективность ее использования в городских условиях зависит от уровня солнечной радиации и длины тени, которая влияет на освещенность поверхностей зданий. Для решения этой проблемы и повышения энергоэффективности городов необходимо разработать новые городские планировки, учитывающие эти факторы.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Renewable Energy Focus, группа ученых из разных стран представила новый вид городской планировки, основанной на биомиметике — подражании природе. Они использовали принцип распределения семян подсолнечника — растения, которое способно ориентироваться по солнцу и получать максимальное количество света. Они показали, что такое распределение жилых участков обеспечивает лучшее использование солнечной энергии для крыш и фасадов зданий в городах с низким уровнем солнечной радиации.

Подсолнечник имеет уникальную геометрию, которая определяет расположение его семян в центре цветка. Семена распределены по спирали, которая формирует оптимальный угол между соседними семенами. Этот угол равен приблизительно 137,5 градусов и называется золотым сечением. Благодаря этому распределению, семена подсолнечника занимают максимальную площадь и не затеняют друг друга.

а) Головка подсолнечника, построенная 21 и 34 спиралями Фибоначчи. (b) Схематический набросок предлагаемой модели города с узором подсолнечника.
Автор: Ammar Alkhalidi, Muna Alqroum, Amani Al Tmimi, Mohamad K. Khawaja https://doi.org/10.1016/j.ref.2023.100527 Источник: www.sciencedirect.com

Ученые взяли этот принцип за основу своей планировки города и разработали три варианта расположения жилых участков по типу семян подсолнечника. Они сравнили их с традиционными планировками, такими как сетчатая и радиальная, которые используются в большинстве современных городов. Сетчатый план представляет собой прямоугольные кварталы, расположенные под прямым углом друг к другу. Радиальный план состоит из круговых дорог, окружающих центр города.

Ученые построили 3D-модели городов с разными планировками и провели симуляцию освещенности и затенения для разных географических полушарий и времен года. Они также учли параметры, такие как высота зданий, использование земли, расположение лестниц и потребление энергии на душу населения. Они измерили доступную солнечную площадь для крыш и фасадов зданий, которая может быть использована для установки фотоэлектрических (ФЭ) модулей — устройств, которые преобразуют солнечный свет в электричество.

Эскизная(r) 3D-модель, показывающая образец района на генеральном плане по типу подсолнечника
Автор: Ammar Alkhalidi, Muna Alqroum, Amani Al Tmimi, Mohamad K. Khawaja https://doi.org/10.1016/j.ref.2023.100527 Источник: www.sciencedirect.com

Результаты исследования показали, что планировка по принципу семян подсолнечника превосходит сетчатый и радиальный планы на 4% для крыш и на 12% для фасадных площадей. Это означает, что в городах с такой планировкой можно получить больше солнечной энергии с помощью ФЭ-модулей. Например, в Варшаве, которая была выбрана в качестве примера города с низким уровнем солнечной радиации и большой затененностью, потенциальное производство солнечной энергии из доступных площадей может достигнуть 337 902 304 кВт·ч.

Ученые считают, что их планировка по типу подсолнечника открывает новые перспективы для городского планирования и развития возобновляемой энергии. Они утверждают, что их план не только повышает энергоэффективность и снижает выбросы углерода, но и сохраняет приватность и культурные особенности традиционных сообществ. Они призывают городских планировщиков и архитекторов учитывать энергоэффективность на первом этапе проектирования города и строить его опираясь на возобновляемую энергию.

Эта исследование демонстрирует, как наука и природа могут сотрудничать в создании лучшего будущего для человечества. Подсолнечник — не только красивый и полезный цветок, но и вдохновение для нового вида городов, которые будут жить в гармонии с солнцем и окружающей средой.

6 комментариев

276841335@vkontakte
Хорошо, энергию солнца он собирает лучше. А как на счёт остального? Удобство дорог, транспортные расходы, удобство для жизни? Такая мелочь, например, как утреннее солнышко ласково лупящее в глаза людям, которым не надо на смену?
115268610956543602917@google
у нас зачастую оч не компетентные «спецы» планируют или решают что и как строить. или тупо за взятки! Многочисленные ТЦ в любом городе, прям у дороги тому пример.
O
Ох сказочники. Снегом завалит ваши подсолнечники и усё, сушите вёсла. Будете последний кизяк из верблюдов выдавливать :)))
s
Ну приватность у семечек на самом деле такая себе. Также очевидно и форма здания будет влиять на инсоляцию. На примере показаны низкие здания, странно что там есть какое то затенение.
Е
Из пальца высосали проект. Проще и дешевле не панелями дома обвешивать, делая бредовую планировку. А строить рядом с нормальным городом, полноценную СЭС, тем более сейчас куча проектов, в том числе и на воде.
110125983524193621388@google
Ну ребята не бейте идею всем скопом ногами. Да Гретта Тумберг да слабое обоснование. Но в чем несомненная сладость таких идей? Ну конечно что они раждаються там. Ну есть еще есть те кто способен здесь ими восхищаться и так сказать доносить их до нас. И это нормально. Важно уметь рассмотреть идею в отдалении как и любые другие а не хвататься за нее сходу. Надо повертеть ее рассмотреть чтобы не стало как с тупым подорожанием как в ветрогенерации. По этому бить ногами по голове автора не след. Он очень ценный экземпляр.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Подложка под ламинат: как правильно выбрать типы и варианты для разных нужд

Ламинат давно занял своё место в рядах популярных напольных покрытий благодаря своей привлекательности, долговечности и простоте укладки. Однако мало кто знает, что истинный потенциал ламината...

«Неубиваемый» SLIM: японский модуль бросает вызов лунной ночи (и побеждает!)

В бескрайнем океане космоса, где царит вечная тишина и холод, маленькое устройство, созданное человеческими руками, одержало победу над суровыми условиями. Японский лунный модуль SLIM, словно герой...

Можно ли использовать воду вместо воздуха в автомобильных шинах?

Не секрет, что абсолютное большинство шин для автомобилей наполняются воздухом. Однако у вас может возникнуть вопрос: существуют ли альтернативы этому газу? Могут ли шины быть наполнены...

Как выбрать карту памяти для вашего смартфона или другой техники

Если вы уже принялись выбирать карту памяти для вашего смартфона или другой техники, то, наверное, обратили внимание, что выбор довольно широкий, и речь не только об объёме памяти. Ещё следует...

Безопасная езда: новые дорожные знаки, которые скоро появятся на дорогах

С каждым годом дорожных знаков становится все больше — все для того, чтобы улучшить безопасность на дорогах. Сегодня я хочу поделиться с автолюбителями и всеми водителями и пешеходами...

Хлеб из мух: новый суперфуд или маркетинговый ход?

Пищевая промышленность постоянно находится в поиске новых источников белка, и в последнее время внимание приковано к нетрадиционным вариантам. Одним из таких вариантов являются насекомые, а именно,...