德国住宅设计中的太阳能利用系统

1、hl Q讥注丄】虫'& 1994-2009 China Acadernic Journal Ekctranic Publishing HoustL All rights reserved.6 1为能源过剩住宅。在德国，以上几个概念的区别是参照一定的能耗指标的。1 9 7 5年以前的住宅统称为专统住宅",能耗在2 0 03 0 0 kWh；年9 9 5产生12 0kWh的而住宅每年所需的能耗尽管PV系统造价很高，但从长远看，它仅2 0kW这h远远低于住宅能产生的能源。从 的长期经济效益是很可观的。 以Schlierberg而,Helitrope成为能源过剩住宅的典型范例

2、的能源过剩住宅为例， 有这样一笔帐：在德2、Schlierberg的能源过剩住宅 国, 一个4 口之家，一年的基本能耗，包括基年以后的住宅称为“现代住宅”，能耗为10 0 8 0kWh?血2; 2 0 0年又提出所有新建住 宅，能耗必须达到低能耗住宅的标准，即8 0 5 0kWh?血2而对于被动式住宅， 其能耗 则要求低于 15kW年细2。德国除了这些 强制性的政策外，在太阳能的利用方面还有一 定的鼓励政策。德国政府规定：对于PV系统 产生的大于住宅自身消耗的过剩能源输入城市Schlierberg的能源过剩住宅巨 Helitro同样是建筑师Rolf Dis 品。这是第一个大规模使用PV系统的住

3、宅区。 PV系统的昂贵造价使得方案在实施过程中， 由于经济上的原因几经周折才最终完成。PV系统的模块布满朝南的每一寸屋顶，住宅每年本的供暖、热水和用电为3 4 0 0 kW即每月ch的费为3 0 04 0 0德国马克因用了PV系统,每年能制造5 7 0 0的能源。这样，每年就有5 700 3400 = 2300kWh根据剩能源。国的能源鼓励政策一一每千瓦时过剩能源能卖9 9芬尼时间长达2 0年，这样2 0年卖过剩能能制造5 7 0 0 kWh的能源，这远远超出了住宅自源共能获利2300X0.99X20 = 450 00德国马 克。再加上2 0年每月节省的能源开支最少为身的能耗。由于住宅良好的保

4、温、隔热、通风能源网，能源公司必须付9 9芬尼/kWh作为系统，它所需的热能仅为传统住宅的1/10因给PV系统用户的报酬，时间长达20年。正是 德国这一系列的强制性及鼓励政策，使得自觉 开发、利用太阳能的观念深入人心。此,即使户外冬天20C、夏天50C这种住 宅室内却能常年保持在1520C而不需要城3 0爼1衣2 0 = 7 2德国马克，2（年 PV系统所带来的经济效益至少为45000 + 72000 = 117 0因此），德屆马克市集中供暖或空调。PV系统Photovo即通常所讲的PV系统，是90年代发展起来的一种新型的太阳能系统。系统的工作原理如图2所示：利用特殊的太阳能集热模块，把太阳能

5、转化为电能，同时保留传统太阳能系统的供热、 供暖功能。PV系统的发展并不是一帆风顺的。90年代由于能源市场等一些因素的影响，在一段时期内曾停止发展，直到近几年才又兴盛起来。PV系统能提供给住宅所需热能，又能把太阳能转化为电能，完全满足了住宅的能源需要，而且往往在满足能源自给的前提下还能产生过剩能源。这就是能源过剩住宅的由来所在。下面就以两个实例来介绍一下PV系统在住宅中的运用Helitrope位于弗莱堡的一个小山坡上（图3），是"太阳能建筑师"Rolf Disch的自|仙|叩|事卜临远看，PV系统的住宅并不是用金钱堆出来的宅因Helitr原意隔"'跟着太阳转"，用在 这里就生动地描绘了这幢住宅的最大特点一一 房子自身可以绕中轴随太阳旋转3 6 0 °。采用 PV系统的住宅就像一部精密的机器：房子能 自转，这样冬天可使起居室、卧室等主要用房 朝南以获得尽量多的阳光；夏天外界气温高 时，则可使主要用房背阳，避免过多的阳光进 入室内。在住宅顶部有一块54卅的集热板，亦 可同住宅一起跟着太阳转，并且可在上、下、 左、右四个方向转动4 0 0°使之与水平面的 夹角可随着太阳高度角的变化而变化，以保证 最大的集热面积，获得最多的太阳能。除了顶 部