建筑节能背景下太阳能应用研究

太阳能应用论文：建筑节能背景下太阳能应用研究摘要：太阳能是一种可持续利用的清洁能源，在能源日益短缺的今天，节能建筑对太阳能的利用日益受到世界各国的重视。本文介绍了节能建筑对太阳能利用的技术，分析了现阶段我国节能建筑中太阳能利用的现状及存在问题，并提出了节能建筑中太阳能应用技术的发展方向和对策。 关键词：太阳能建筑节能热利用光电技术 一、引言 地球暖化日趋严重,全球都在努力降低碳排放。建筑耗能产生之温室气体更是其中之大宗,根据欧盟之调查,建物之耗能约占全球各种民生耗能之40%,尤以制造传统电力所产生之二氧化碳与室内冷气空调所产生之氢氟碳化物(HFCs)为两大主要温室气体。 太阳能是一种取之不尽、用之不竭的无污染能源。地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而依靠现有的技术以及经济条件，供开发利用的太阳能只占理论资源量的很小一部分，因此如果我们能在建筑上大幅提高太阳能利用率,就能很好地降低建筑能耗，达到低碳目标。 二、太阳能在节能建筑中的利用及技术 太阳能在节能建筑中的应用形式主要有太阳能的热利用和太阳能光电技术。目前，从我国的实际情况来看，太阳能在建筑中的热利用为主要应用方式，尤其是以太阳能在建筑采暖、空调和供应热水等方面的应用为主。 1.太阳能的热利用 太阳能采暖系统一般分为两种，一种是被动式，即与房屋的结构体相结合，以建筑物本身作为蓄热体，白天吸收热空气，夜间依靠墙体放热采暖。另一种是主动式，即在建筑的屋顶上安装平板集热器，使其与太阳辐射成倾角吸热，然后以热水方式储存太阳能，利用太阳能供暖供热水等等。 2.太阳能光电技术 太阳能光电技术主要是利用单晶硅或多晶硅将光能转化为电能，即太阳能光伏发电，为建筑提供清洁能源。光伏电板是太阳能电池组件组合而成的，重量比较轻，厚度比较小，只要在屋顶上预先设计支架便能有效地将太阳能光伏电板安装上去，建材化的太阳能光伏板可以减轻屋顶的荷载。太阳能建筑的光电利用，主要是用来实现太阳能照明。 目前较为先进的太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合，利用太阳能集热器替代屋顶覆盖层或替代屋顶保温层，既消除了太阳能对建筑物形象的影响，又避免了重复投资，降低了成本。 三、我国太阳能在节能建筑中利用的现状及存在的问题 作者简介：李娜，浙江义乌人，浙江工业大学在读研究生，义乌工商职业技术学院讲师 1、太阳能热水器（系统） 我国的太阳能热水器产业进入20世纪90年代后期以来发展迅速，目前国产产品几乎完全占有了我国的太阳能热水器市场，某些著名品牌还出口国外。 但是长期以来，太阳能热水器一直是房屋建成后才由用户购买安装的一个后置部件，随着太阳能热水器在城市普及率的不断提高，由这种使用方式而带来的一系列问题和矛盾也逐渐显现，特别是对建筑物外观和房屋相关使用功能造成的影响和破坏，直接导致了一些城市和小区、单位的主管部门出台不允许安装太阳能热水器的管理规定，严重制约了太阳能热水器的进一步发展。 2、太阳能供暖、空调 主动式太阳能采暖由于系统复杂，设备多，所以初投资和经常维持费用都比被动式太阳能采暖高。我国过去采取的政策是优先发展被动式太阳能采暖。这种太阳能供暖系统投资费用高并且春、夏、秋季热水过剩，需通过季节蓄能技术和全年的综合利用来解决。 由于空调的应用需求和太阳能的供给量保持很好的一致性，即天气越热，越需要使用空调时，相应的太阳辐照量也较大，所以太阳能空调是我国最早进行太阳能应用的研究领域。太阳能空调技术的工程应用，其主要问题是投资较高，所需要的太阳能集热器面积较大，该项技术的推广取决于中、高温太阳能集热器的开发和降低成本。 3、光伏技术太阳能建筑 利用光伏并网发电技术提供房屋用电能耗的太阳能建筑，近年来成为世界太阳能利用的热点，发达国家中建成并投入使用的该类太阳能建筑已有相当数量，在我国则处于起步阶段。在与建筑的结合和工程应用方面与发达国家还有不小差距。 由于光伏电板太阳能屋顶系统使用了较为新型的高科技材料，它相对太阳能集热器屋顶而言，造价相对要高，初投资十分昂贵，现在大多在如义乌国际商贸城这样的公共建筑中使用，从而影响了它的推广。 四、节能建筑中太阳能应用技术的发展方向和对策 1、太阳能热水器（系统）与建筑相结合 我国人口众多，多层和高层建筑是住宅建设的主流，要使太阳能热水系统真正与建筑相结合，必须逐步改变现在为每家每户单独安装太阳能热水器的作法，而代之以在每栋建筑上安装大型、综合的太阳能热水系统，统一向各家各户供应热水，并实行热水计量收费。太阳能热水系统的建筑一体化比较符合目前我国的实际情况和技术水平。 只要做到在房屋设计之初就同步进行太阳能热水系统的设计，解决相关的建筑一体化设计问题并不困难。此外，政府应该出台相应的引导政策和激励措施，鼓励房地产开发商投资建筑一体化的太阳能热水系统。随着人民生活水平的不断提高，具有24小时供应生活热水功能的商品住宅越建越多，今后供热水会逐步成为住宅的必备功能，无论从节能还是环保角度来看，太阳能热水系统都有其明显的优势。初投资增加不多，运行费用却大大节省，而且包含了绿色建筑的概念，既能给房地产开发商带来新卖点，又能减少物业管理部门的日常开支，对国家、企业和用户都有好处。 2、太阳能供暖、空调系统规模化 利用大、中型太阳能供热、采暖技术和利用太阳能冬季采暖，夏季空调、全年供应热水的三联供技术是今后太阳能热利用技术在建筑中应用的主要发展方向，而被动太阳能建筑设计技术是基础，因为必须首先大幅度降低太阳能采暖空调建筑本身的能耗需求。太阳能热利用系统的关键部件是太阳能集热器，与太阳能热水系统相比，太阳能供暖、空调系统对太阳能集热器的热性能提出了更高的要求。太阳能供暖系统是在冬季使用，环境气温较低会加大集热器的热损失，夏季空调使用的吸收式制冷机需要高温水作热源，要求集热器产生至少85以上的热水，而目前国内的集热器产品主要是为适应太阳能热水的使用要求，用于太阳能供暖、空调系统时的热效率较低，直接影响了系统的效益。所以，开发可适用于太阳能供暖、空调系统的中、高温太阳能集热器至关重要，也是今后的努力方向。 3、太阳能并网光伏技术与建筑结合 降低光电池、逆变器的制造成本，开发能与光电池有机结合的新型建材，解决并网问题，是推进光电太阳能建筑发展的关键；而要降低成本，产品必须要有一定的生产批量，所以拓宽应用范围是当务之急，不能因为目前光电太阳能建筑的高投资就止步不前。开拓市场可以重点抓两个方面，一是解决偏远无电地区的照明及用电；二是针对特殊用途建筑，例如奥运场馆等标志性建筑、旅游度假村、边海防营房等，建设光热、光电综合利用太阳能建筑。后者更为重要，只有解决了光热、光电综合利用实用技术，才能增加太阳能光电池的市场竞争力。 五、结论 太阳能是最清洁、最廉价的能源，在目前我国限制使用燃煤锅炉，燃油价格及电价上涨的情况下，在建筑节能方面大力推广使用太阳能采暖制冷系统、生活热水系统及光电系统，是节约能源、保护环境的有效途径，具有重要的现实意义。同时，在太阳能在建筑节能的具体应用过程中，应特别注意太阳能与建筑的一体化设计，努力减少太阳能系统对环境和建筑本身带来的不良影响，实现人居环境的和谐发展。 参考文献： 1 马文生郝斌. 光伏建筑一体化相关问题的探讨.可再