太阳能节能技术精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇太阳能节能技术，期待它们能激发您的灵感。

篇1

太阳能对于人类来说是一种取之不尽用之不竭的能源，对其加以充分利用可以实现对其它不可再生能源的节约和环境的保护。而现代建筑对于太阳能的广泛应用充分体现了建筑的绿色节能特征，具有非常好的发展前景。

关键词：

太阳能；建筑节能技术；应用

1太阳能技术概述

1.1太阳能技术的特点

太阳能是一种新型的可再生能源，与其它类型的能源相比具有较大的优势，其特征主要表现在：①普遍性。我们国家所拥有的太阳能资源是比较丰富的，2/3以上的国土面积年照射量超过两千小时，有条件实现对太阳能的高效利用；②无污染性。煤炭和石油之类能源的利用，在其燃烧的过程当中会形成一些有害气体和固体废物，给生态环境造成了严重的影响，而对于太阳能的应用，是不会对自然环境形成污染的；③安全性。火力发电和核能发电等如果出现了安全事故，将会对生态环境形成严重的污染，导致环境危机的出现，给人们的生命财产安全造成威胁。而利用太阳能发电的方式却具有非常高的安全性和可靠性；④大量性。在十一亿年中，太阳只对自身形成了不到20%的消耗，所以太阳能对于人类来说可以说是取之不尽用之不竭的，它是太阳中裂变反应所释放的能量。

1.2应用太阳能的优势

人类对太阳能加以应用的优势可以体现在以下几个方面：①能源丰富。有相关科研人员研究得出结论，太阳至少还能够保证数十亿年对地球太阳能的供应，所以说它的丰富性是不言而喻的；②使用空间的广泛性。在应用太阳能的过程中通常不会受到地域因素的约束。在地球上几乎所有的地方都能够对太阳能加以开发和利用，并不需要运输，这种优势对于那些比较偏远的山区来说能够提供出更好的便利；③安全环保。太阳能是一种清洁性极强的能源，在对其加以开发和利用的过程当中并不会产生固体废物、污水以及有害气体，而且也不会形成噪音，对生态环境的保护极为有利，高度契合我国可持续发展战略的需求[1]。

2建筑节能技术对太阳能的具体应用

2.1空调

所谓太阳能空调，就是将太阳能作为主要的动力来源，让空调实现正常的运转。其工作原理可以总结为以下两个方面：①吸收式制冷。利用吸收剂形成的蒸发和吸收作用实现制冷。应用太阳能集热器实现对太阳能的收集，继而形成热空气以及热水，替代传统锅炉热水输入方式的制冷机。介于造价、工作效率以及工艺等方面的考虑，应该充分确保制冷机在尺寸方面所具备的合理性，不能太小。该制冷形式的太阳能系统在中央空调当中得到了非常广泛的应用，规模比较大。②吸附式制冷。利用固态吸附剂实现对于制冷机的吸附而实现制冷作用。

2.2热水器

在我们的日常生活当中，将太阳能资源应用在热水器中是最为普遍的一种应用形式，利用太阳能热水器的作用实现生活中热水的获得。在热水器中对太阳能的充分利用，可以对建筑能源短缺的情况加以较好的缓解。

2.3发电

太阳能电池的应用，实现了利用半导体界面的光生伏特特征进行光伏发电，形成了一套将光能转化为电能的系统。将太阳能电池串联，然后实施封装保护的工作，实现了大面积太阳能电池构件的组成，与功率控制设施相互结合，实现了光伏发电装置的构成。利用太阳能实现发电的企业应该将以往的发展经验结合起来，使企业的生产规模和产量进一步扩大，实现成本投入的降低。在发电成本的设定上应该积极参照经济使用年限、系统运行和维护费用、市场价格波动以及利率等，结合这些对成本造价加以合理的预算。目前，我们国家一些现代化的居民住宅区的照明系统已经实现了利用太阳能发电的辅助式电源。太阳能发电方式的利用可以实现其它能源效率量的减小，同时还能让太阳辐射带来的影响大大降低，达成保护和优化生态环境的目的。而太阳能热发电是把太阳辐射直接转化成热能，继而利用所产生的特能实现发电，该技术在建筑节能方面的应用也较为普遍。

2.4沼气

对于太阳能加以转化的方式是多种多样的，在植物秸秆方面的应用是其重要的转换方式之一。利用生物质供给建筑的照明和供暖系统能源的消耗，构建集成太阳能的恒为沼气系统，这是现代化家住当中利用太阳能形成的最为重要的一种节能方式。太阳能沼气在我们国家的农村应用较为广泛，工作原理为主要工作原理就是利用太阳光进行加热以及发酵。对发酵的过程加以分析可以看出，能够实现连续工作，并且形成了较大规模的发酵池基本上不需要利用其它加热方式加以辅助。太阳能沼气的优势不仅在于采光和加热，是一种小型化，成本投入较低的土建工程。对于沼气加以利用较为广泛的用途有储粮、照明、发电以及烹饪等。通常情况之下，沼气池的容积是6m3，1d能够产出大概1.2m3沼气，相当于近4kg原煤的能量，基本可以满足一个家庭1d的生活能源用量。1m3的沼气能够让一个沼气灯照明6h左右[2]。

3结束语

在现代建筑中，太阳能已经得到了广泛的应用，成为了建筑节能技术应用的关键。对于太阳能的高效应用能够实现对现代建筑行业可持续性发展的推进，建筑行业从业人员应该积极探索，对太阳能应用的相关技术和工艺加以不断的完善，结合我国各地区的实际情况，对太阳能加以充分的利用，为实现未来建筑对太阳能大面积的应用提供保障。

参考文献

[1]杨晓蕴.太阳能在建筑节能技术中的应用分析[J].节能环保，2016.

篇2

关键词：太阳能丰富的地区、被动式节能

中图分类号：TE08文献标识码： A

1 研究背景

太阳能富集区是指年太阳辐射总量6000MJ/以上、全年日照时数超过2800小时的地区。我国的青藏高原、云贵高原、黄土高原、蒙古高原及天山南北等地的大部分属于太阳能富集区。从地理学角度，太阳能富集区多数是高海拔地区；从气候学角度，太阳能富集区多属寒冷或严寒地区：冬季寒冷，夏季凉爽；气温日较差大，但气温的年较差相对较小。

太阳能富集区又多属于经济欠发达地区，人居环境质量普遍相对较差。随着城镇化进程加快，建筑环境质量提高，建筑采暖能耗将迅速增长。如何在提升建筑热环境质量的同时，能够控制建筑采暖能耗快速增长趋势、减少常规能源消耗带来的污染物排放，是太阳能富集区新型城镇化进程中面临的重大挑战。

2 太阳能资源分布

我国拥有丰富的太阳能资源。按接受太阳能辐射量的大小，我国大致上可分为五类地区。

中国太阳能资源分布

地区

类型 年日照时数

（h/a） 年辐射总量

（MJ/・a） 等量热量所

需标准燃煤

（kg） 包括的主要地区 备注

一类 3200-3300 6680-8400 225～285kg 宁夏北部，甘肃北部，新疆南部，青海西部，西部 最丰富

地区

二类 3000-3200 5852-6680 200～225kg 河北西北部，山西北部，内蒙南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，东南部，新疆南部 较丰富

地区

三类 2200-3000 5016-5852 170-200kg 山东，河南，河北东南部，山西南部，新疆北部，吉林，辽宁，云南，陕西北部，甘肃东南部，广东南部 中等

地区

四类 1400-2000 4180-5016 140-170kg 湖南，广西，江西，浙江，湖北，福建北部，广东北部，陕西南部，安徽南部 较差

地区

2.项目实践

2.1示范项目概况

中建地产新疆幸福里住宅小区位于乌鲁木齐市西北部经济开发区内，地处卫星路西侧，北至嵩山路，西邻潘阳路，南至泰山路，东临现状住宅小区香槟水岸，周边交通便利，配套齐全（图1）。项目采用适合新疆地域气候条件的适宜性节能技术和可再生能源利用技术，建造低能耗、高舒适的宜居社区（图2）。

图1 项目鸟瞰图

项目建设用地面积共47173，总建筑面积约8.8万，其中地上建筑面积7.11万，地下建筑面积1.82万，容积率1.5，建筑密度14.6%，绿化率达36.3%，共有643套住宅，除常规的物业办公与社区服务办公之外，项目还设置有幼儿园、社区卫生站、文化活动站等丰富的配套，并配建了大面积的健身公园、漫步公园与地面绿化停车位。

图2 项目总平面图

2.2太阳能被动式利用技术

乌鲁木齐属中温带大陆性干旱气候，地区太阳能资源丰富，对太阳能的有效利用非常必要。建筑太阳能利用方式可以分为“被动式”和“主动式”两种。“被动式”太阳能利用不采用机电设备，力求以自然的方式获取能量，结构相对简单，造价较低。

1）场地设计

乌鲁木齐处于北纬43.45东经87.36。正午太阳位于南偏东10°角左右位置。为了更多获得上午至中午的优质阳光，适量减少西晒时间段，并且获得更好的通风朝向（一般城市的夏季主导风向都是东南风），项目在场地设计时适当调整角度，建筑南偏东10°布置，见图3。

图3 建筑场地设计示意

2）太阳能蓄热

在严寒和寒冷地区，当太阳辐射量较大时，利用南向空间形成蓄热阳光房是目前应用最多和最重要的潜热型蓄热方式。潜热型蓄热中最适用于阳光间的蓄热材料是相变蓄能建筑材料。室内墙壁及顶板刷保温砂浆，预制薄型地暖上铺蓄热保温板，见图4。

图4 太阳能蓄热空间

保温砂浆性能指标

项 目 技术指标

干表观密度/kg/m3 ≤300

抗压强度（墙体用）/MPa ≥0.20

燃烧性能 不低于A2级

导热系数，平均温度25℃/W/（m・K） ≤0.070

采用潜热型蓄热方式，通过储热放热，能够一定程度上提高冬季室内温度。以D单元为例，通过模拟对比较传统方式可使夜晚室内温度提升约1.2度，见图5、6。

图5 采用传统材料

图6 采用相变蓄热材料

3）高气密性护结构节点

项目对窗墙节点进行优化，通过窗框内外侧贴防水密封带，有效的密封外窗的连接缝，使得室外的水不会通过门窗缝渗透到室内侧，见图7。并通过中建附框施工技术保证了节点的施工质量。

图7 窗墙节点示意图

对钢副框与砌体之间的缝隙采用防水砂浆先行封堵，塞缝完成后，开始金窗的安装，固定后，用发泡剂将窗框及钢副框之间空隙填充密实，然后在窗框周圈粘贴防水密封带，里侧应采用不透水可透气的防水密封带，外侧采用不透水不透气的防水密封带。

南侧蓄热外墙及高气密性维护节点充分利用新疆地区气候特点，在利用太阳能蓄热的同时防止热流失，不仅使建筑围护结构节能率达到80%以上，更可将主动式系统建造成本降低近50%。

2.3太阳能主动式利用技术

1）太阳能热水系统

在充分考虑被动式太阳能利用的基础上，项目部分住户辅以太阳能热水建筑一体化系统，系统采用分户集热，分户水箱，住户南立面设置不同规格集热器。安装时充分考虑立面效果。太阳能热水建筑一体化系统热水接到厨房和卫生间，业主使用方便。

本项目总户数643，应用太阳能一体化户数345，据观察在冬季室外温度在-18℃~20℃情况下，水温可以上升到36℃~40℃左右，夏季水温可以达到50℃~70℃左右。太阳能一体化系统年产热量Q=345×100×280×45=4.35亿大卡。345户太阳能280天产生热量折合79.12T原煤，50331m³天然气，505922kw/h电。

2.4太阳能利用与通风

1）厨房/卫生间防串味技术

针对住宅排气道的串味问题，对住宅厨卫排气道进行了优化设计，创新采用了“住宅排气道热压拔风无动力风帽”技术，有效解决住户间串味儿及室外气体回灌的问题，提高建筑的排风能力。

充分利用新疆丰富的太阳能资源。排气道出屋面口安装集热金属桶，金属桶与建筑排气道口之间锚固安装外包防水层；金属桶上安装无动力风帽，无动力风帽下口扣在集热金属桶外，见图8。优化设计的排气道系统在基本不产生增量成本的同时有效解决了住宅厨卫串味问题。

图8“住宅排气道热压拔风无动力风帽”技术

2）自然通风

利用新疆地区昼夜温差较大的特点，本项目户型设计充分考虑夏季的自然通风，户型空间南北通透，住宅外窗可开启面积不小于窗面积的30%，窗地比不小于1/6，通风开口面积可以满足不小于5％自然通风的要求，夏季夜晚通过自然通风可以满足室内的舒适性，见图9。

图9 通风示意图

3碳排放计算分析

项目建筑面积约8.8万，每平米每年可节约1.6kg标煤，每年可节约510吨标煤（每吨标煤售价约在160元左右，每个采暖季可节约费用约8.2万元），减少二氧化碳排放228T。

篇3

【关键词】建筑物节能;太阳能建筑;能源建筑物;综合应用

1.建筑物的节能技术

建筑节能是技术进步的重要标志,新能源利用是实现建筑可持续发展的重要环节。在目前条件下,建筑节能主要采取以下五项技术措施:

1.1减少建筑物的外表面积

建筑物的外表面积的衡量值是体形系数。控制建筑物体形系数的重点是平面设计,当平面凸凹过多,建筑物外表面积就会增加。如住宅建筑设计中,经常会遇到卧室及卫生间开窗问题,由于卫生间靠内开窗要凹进平面很多,无形中增加了建筑物外表面积,另外还有飘窗,晒台等构造对节省能源很不利。所以对平面设计时,要综合考虑多种因素,在满足使用功能的同时,使建筑物体形系数控制在有合理效范围内。另外在立面造型,层高控制方面也会影响到建筑物体形系数。

1.2合理控制窗墙面积比例

同自然环境接触面大的还有外门窗。许多分析和试验表明,门窗占全部热能耗的50%左右。对门窗进行节能设计就会明显提高节能效果。必须选择热阻值高的门窗框体材料。现在许多门窗框体材料常用塑料内衬托钢架,断热铝合金框,低辐射镀膜中空玻璃。窗户的气密性要好,认真控制窗墙面积比例,北向不留大窗和飘窗,其它朝向也不宜使用飘窗。在工程实践中,建筑物为了立面效果,许多住宅建筑采取大面积窗户。在无法减小窗户大面积的情况下,也要采取措施:如尽量把窗户安排南侧,增加窗户的固定扇,加强框及扇边缘的密封,根据规定进行权衡判断计算,以达到建筑物的整体节能效率.

1.3重视围护结构体设计

建筑物的能源和热工消耗,主要反映在护结构上。围护结构设计主要包括:选择围护结构材料和构造,确定围护结构传热系数,外墙受周边冷热桥影响下其平均传热系数的计算,围护结构热工性能指标及保温层厚度的计算等。在外墙外侧或者内侧增设一定厚度的保温材料,以提高墙体的保温性能,是现阶段墙体节能的重要措施。目前外墙保温多数采用聚苯乙烯泡沫塑料板类材料。在施工过程中按照保温材料的施工程序,加强保温板的粘结及固定牢固,保证边缘及底部的质量,才能达到保温效果。同时屋面是热量波动最大的部位,需要采取有效措施增加保温隔热效果和耐久性。

2.太阳能建筑技术

太阳能建筑可分为主动式和被动式两个类型。利用机械装置收集和储存太阳能,并在需要时向房间提供热能的建筑,被称为主动式太阳能建筑;根据当地气候条件,在很少使用机械设备条件下,通过建筑物布局,构造处理,选择性能好的热工材料,使建筑物本身能够吸收和储存太阳能量,从而达到采暖, 空调,供热水的建筑物,称为被动式太阳能建筑。

太阳能建筑的平面布置应尽量将长边作为南北方向。使集热面处于正南方向正负30°以内。并根据当地的气象条件及所处位置,做出恰当调整,以达到最佳的阳光照射效果。集热和蓄热墙间接受的热是被动式太阳能建筑的一种形式。它充分利用南方向太阳辐射热大的特点,在南向墙面上加设一层透光外罩,使透光外罩与墙体之间形成一道空气层。为了使透光外罩内最大限度得到太阳照射,在空气夹层内壁表面涂上吸热材料。当太阳照射的时候加热了空气夹层内的空气和墙体,这时吸收到的热量分为两部分。一部分气体加热后利用温差压形成气流,通过与室内相连的上,下通风口,与室内空气进行循环对流,从而使室内温度上升;另一部分热量使墙体受热后,利用墙体的蓄热能力贮存热量,当夜晚到后气温降低时墙体蓄存热向室内释放,从而达到昼夜温度适宜的程度。

当夏季高温到来时,将透光外罩内的空气层与室外连接的通风口开启,与室内连接的通风口关闭。室外通风口上部通向大气,下部通风口最好处于与周围空气温度低的位置连接,如晒不上太阳阴凉处或地下空间。这样当空气层的温度加热后,气流迅速向上部通风口处流动,将热空气排向室外,随着空气的不停流动,通过下部通风口的凉空气进入空气层,这时空气层内的温度低于室外温度,室内热气通过墙体向空气层散热,从而达到夏季降低室温的作用。

从被动式工作原理可以看出,材料性能在太阳能建筑中占有重要的位置。透光材料传统使用的是玻璃,透光率一般达到65～85%之间,而现在使用的采光板,透光率达到92%。蓄热用材料:采用一定厚度的墙体,或改变墙的材质,如采取水墙做蓄热体以增加墙体的蓄热量。另外设置贮热间也是一种蓄热方法,贮热间的传统作法是,将卵石堆放在贮热间内,热空气流过贮热间时加热卵石,进入夜晚或是阴雨天,可将卵石散出的热量再输送到室内。由于被动式太阳能建筑简单易行,太阳能建筑得到广泛采用,如多层建筑,通信台站,民宅等。现在高层建筑也采用这一原理:将玻璃幕墙分层设置,在外墙楼板上下联接处设可控式进出通风口,这样既采用了太阳能又美化了建筑立面,是太阳能技术的具体体现。

主动式太阳能建筑就是利用机械设备,将收集到的热能输送到各个房间。这样就可以扩大太阳能的吸收面,如屋顶,坡面及院落等处凡是太阳光照射强的地方,都可以作为太阳能的吸收面。同时还可以在需要的地方设置贮热间。这样把采暖系统,热水供应系统组合成一体,应用有效的热能控制设备,使太阳能利用更加合理。

3.能源建筑物的期望

太阳能的集取只能在有太阳的时候才能进行,阴天及夜晚是采集不到热量的,因此采集的热量也是有限,但是阴雨天及夜间往往是需要热量的时间,这就影响了太阳能建筑的发展。如果把地热资源与太阳能结合起来使用,取长补短,采取有效技术措施转换能源,合理的热控技术,优良的热工材料,那么,环保节能的新型建筑会得到大力发展。由此可见,环保节能的应用是一个综合性很强的技术,要想得到大力发展还要解决一些具体问题。

3.1节能措施要切实可行

新能源的利用是以节能措施为依托的应用,建筑围护结构的保温性能就显得非常重要。因此,外墙及外门窗,凡是与外界接触的梁,楼板部部位也要采取保温,这是冷桥部位。总之要满足规范,规程及行业保温要求。

3.2要解决好热能综合利用控制技术

篇4

关键词：建筑；节能；一体化；太阳能

中图分类号： TU201.5文献标识码：A

太阳能技术在建筑节能领域中的应用主要的通过太阳能和建筑的一体化的方式实现的。太阳能一体化建筑是当前太阳能利用的发展方向，我们可以利用太阳能的光伏发电技术为建筑物供电，也可以利用太阳能为建筑物提供生活用热水，同时也可以满足夏季空调和冬季采暖的需要。建筑和太阳能技术相结合，不仅节能减排，而且自然环保，可以提供高舒适度却又是低能耗的健康居住环境，符合社会可持续发展的需要，最重要的是，作为一种免费清洁的能源，太阳能具有取之不尽用之不竭的可贵特点，在煤炭、石油、天然气等一次性能源日益枯竭的今天，全球各国都日益重视对太阳能的利用，世界上不少国家都投入巨资研发太阳能技术，经过多年的攻关，已经在太阳能技术方面得到长足的进展，不少太阳能技术已经应用在建筑领域。特别是在日照时间长、阳光充足、空气洁净度高的地区，如果又缺乏电力、煤炭、石油、天然气等其他能源，采用太阳能发电、供暖、制冷尤为有利，也更为现实。太阳能是一种绿色、环保而且能量巨大的一次能源，利用太阳能能真正节约常规能源消耗，减少二氧化碳等有害气体排放的，因此太阳能被广泛应用于人们的日常生产、生活当中。太阳能的利用主要分为光电利用和光热利用两大部分，而太阳能的热利用是目前开发技术最成熟，生产成本最低廉，应用领域最广泛的一种太阳能应用方式。目前，我国太阳能光热利用，无论是年产量，还是保有量都已经排在世界首位，并且还在以每年20%--30%的增长速度不断发展。受很多技术瓶颈的限制，目前太阳能技术在建筑领域的应用还存在投资大，回收年限长等问题。

太阳能在建筑节能领域的核心应用是太阳能建筑一体化技术。太阳能建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合，太阳能设备与建筑同步设计、同步施工、同步验收、同步管理。无论是光热还是光电，都要进过严格详尽的测算，与建筑物的能耗和负载进行匹配。利用太阳能设施代替屋顶覆盖或代替屋顶保温层，可以消除太阳能设施对建筑物形象的影响，又避免了重复投资，降低了建筑成本。

太阳能与建筑一体化技术的特点是把建筑、技术和美学融为一体，把太阳能的利用纳入环境的总体设计，让太阳能设施成为建筑的一部分，相互间有机结合，尽量消除传统太阳能设施的外形结构对建筑的外观形象的影响。太阳能与建筑一体化应用技术可以在建筑设计之初，就将太阳能设施作为建筑的一部分考虑在内，与建筑一同设计，适用于住宅小区、高层楼群、别墅等等各种形式的建筑，如果单台或集体购买再统一安装，可以应用在新建住宅小区和旧房改造。技术上，一般对平屋顶采用覆盖式结构，对斜屋顶采用镶嵌式结构，利用太阳能设施完全取代或部分取代屋顶覆盖层，可减少整个建筑的成本，提高经济效益。太阳能设施与建筑屋顶相结合的方式是目前太阳能与建筑结构相结合应用最广泛的安装形式，不过随着技术的进步，除了屋顶的安装形式以外，太阳能设施还可以与建筑立面的其他结构有机结合，这就是太阳能设施的壁挂式安装方式，这种新型安装形式主要分集中分户式整体壁挂形式和与各种幕墙结构相结合的形式，有效避免了以前的只有屋顶用户可以利用太阳能设施或整个建筑的顶部都无法安装太阳能设施的尴尬局面。

我国太阳能建筑一体化的前景十分广阔，太阳能年日照时数超过 2 200 h 以上的地区约占国土面积的 2/3 以上，我国太阳能资源十分丰富 有着相当广阔的开发利用前景。建筑能耗占我国总能耗的27%左右 ，而在建筑能耗中，空调、供暖和热水占 75%左右。因此，我国建筑领域存在着巨大的节能空间。

建筑节能领域中的太阳能光伏技术

光伏建筑一体化主要是光伏发电系统通过光伏组件用于建筑屋顶（光电屋顶）、墙面（光电幕墙）、遮阳（光电遮阳板）来获取电能的一种方式，其中核心要求是建筑的一体化设计、一体化制造、一体化安装，相关辅助技术包括了低能耗、低成本、优质、绿色的建筑材料的技术。

太阳能光伏发电系统主要是由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、逆变器等设备组成，其各部分设备的作用是：（1）太阳能电池方阵：太阳电池方阵由太阳电池组合板和方阵支架组成。单个太阳电池的电压一般比较低,通常都要把它们串、并联构成有实用价值的太阳电池板,作为一个应用单元,然后根据供电要求,再由多个应用单元的串、并联组成太阳能电池方阵。太阳能电池板的材料目前主要是多晶硅、单晶硅以及非晶硅。太阳能电池板在有光照情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累，形成光电效应，在光电效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能,它是能量转换的器件。(2)蓄电池组：其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。在太阳能并网发电系统中,也有部分系统不加蓄电池组。（3）控制器：可以对电能进行调节和控制的装置。(4)逆变器:是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的直流电转换成交流电的设备，是光伏并网发电系统的关键部件。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,当负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按不同的运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。

所以，简单地说，太阳能光伏技术的原理是用安装在建筑物上光伏组件产生直流电源，通过接线盒与逆变器连接，将直流转换成交流，给建筑物负载供电或给建筑物以外其他负荷供电。光伏建筑一体化的发电主要有两种方式，一种是独立的供电系统，即所发电能直接用于建筑物内部分负载，过剩时采取蓄电池储存。该系统分为独立光伏系统、并网光伏系统及混合光伏系统。带有蓄电池的可以独立运行的PV系统是独立光伏系统。并网光伏发电系统是与电网相连，并向电网馈送电力的光伏发电系统。从技术和市场的角度来看，并网光伏发电系统更有优越性，所以建筑光伏系统的趋势是正在或即将从独立发电系统转向并网发电系统。混合光伏系统是独立发电+并网发电，所以又被称为防灾型光伏系统。

尽管光伏发电系统的最大优势就是能量来源的纯净，二氧化碳的0排放会使得建筑的电力来源极为环保，但运用光伏系统一体化的建筑的初始成本必定高于不使用该系统的建筑，传统的能源系统可能最初比较便宜，不过因为较高的经常性燃料费，长期消耗的费用自然会更高。在光伏发电系统被采用作为建筑的部件，它的经济费用和利益可以被使用者和电力公司分担。对于建筑的拥有者而言，安装和运行系统发电的额外费用可以不必购买电费，甚至可以在电量剩余时，把剩余电量卖给电力公司。因此合理可行的经济性评估自然会成为建筑拥有者下定决心使用该系统的动力。上海世博园中运用了很多太阳能与建筑的一体化设计，未来馆玻璃幕墙上所安装的薄膜太阳能电池板，这种薄膜太阳能电池板的能量光电转化率还很低，仅为5%以下，显然，如果作为商业应用，那么它的建造成本与利用价值将不成正比。国外部分发达国家从20世纪90年代初就开始大力发展太阳能光伏建筑一体化(BIPV)应用研究,但其在我国尚处于起步发展阶段.但我国在这方面的发展非常快速。2009年5月21日,财政部与住房和城乡建设部联合出台的，正式启动了我国的"太阳能屋顶计划".正是因为光伏与建筑系统结合的多种形式及光伏建筑一体化的诸多优点，我们完全可以相信光伏建筑一体化是未来光伏应用中最重要的领域之一,在突破相关技术瓶颈后，其发展前景十分广阔,具有巨大的市场潜力.

建筑节能领域中的太阳能热能技术

建筑节能领域中的太阳能热能技术主要是指太阳能热水技术。1767年瑞士科学家贺瑞斯发明了第一台太阳能集热器，1891年，美国马里兰州的肯普发明了世界上第一台闷晒式太阳热水器，目前，我国太阳能利用集热面积已经居世界第一。太阳能热水器是利用温室原理，将太阳能转变为热能，并向水传递热量，从而获得热水的一种装置。它是由集热器，储热水箱，循环水泵，管道，支架，控制系统及相关附件组成。集热器就是能吸收太阳辐射并向载热工质传递热量的一种装置，是太阳能热水器的关键部件，把太阳能转换成热能主要依靠玻璃真空集热管。 集热管受阳光照射面温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。

太阳能热水系统以太阳能为主要能源，减少了一次性能源的大量消耗，减少了有害气体的排放，也保护了环境不受污染。优先利用来自太阳的免费能源，同时使用部分辅助加热设备，满足用户全年使用生活热水的需求。太阳能热水系统系统衍生出多种结合形式，有太阳能与电辅助结合的，有太阳能与燃气锅炉结合的，还有太阳能与地源热泵等其他节能环保型设备相结合的。尽管用户在投资太阳能设备的一次性投资可能比较大，但通过太阳能与辅助能源相结合系统的使用，用户会明显地感受到这种系统的运行成本非常低，能耗费用远远低于利用常规能源供热的设备。使用数年，用户就可以测算出通过节约常规能耗的费用，与常规供热设备相比，就已经收回太阳能系统的初始投资了，而以后的使用基本上是免费的

建筑节能领域中的其他太阳能技术

建筑节能领域中的其他太阳能技术主要有太阳能供暖技术，太阳能-空气源热泵组合热水供热技术以及太阳能制冷技术。

太阳能供暖技术是太阳供暖系统是太阳热水系统的进一步发展，以太阳能集热器作为能源，替代或部分替代以电力、煤、天然气、石油等作为能源的锅炉。太阳能集热器获取太阳辐射能而转化的热量，通过散热系统送至室内进行采暖；过剩热量储存在储热水箱中内。当太阳能集热器收集的热量小于供暖负荷时，由储存的热量来补充；若储存的热量不足时，由备用的辅助热源提供。采用低温热水地板辐射采暖系统，地板采暖的供水温度一般在60℃以下，特别适合于热源温度低的形式。

太阳能-空气源热泵组合热水供热技术的推出是由于太阳能热水系统具有不连续性和受气象条件的影响大等缺点，太阳能热水供应系统也越来越多的采用原来主要用于采暖空调领域的热泵设备作为辅助热源。技术结合的方式有两种：一种是直接以空气源热泵作为太阳能系统的辅助加热设备；另一种是利用太阳能热水为低温热源或将太阳能集热器作为热泵的蒸发器的太阳能热泵系统，区别在于后者太阳能利用率更高，但具有不连续，仍然需要其他辅助热源。

太阳能制冷是指利用太阳辐射为驱动力获得制冷效应的能量转换过程，包括有太阳能吸收式制冷、太阳能除湿式制冷、太阳能吸附式制冷、太阳能蒸气喷射式制冷、太阳能热机驱动压缩式制冷以及太阳能光伏制冷等。太阳能单效溴冷机是目前应用最多的太阳能制冷方式，它的构成是：太阳能热水器+热驱动单效制冷剂+控制系统。其技术可实现全年热水+冬季采暖+夏季空调功效，在当前市场上的有较强的竞争力。

结语：建筑节能领域中的太阳能技术的发展日新月异，太阳能与建筑一体化，就是将太阳能的光热利用技术和建筑有机融合，使其成为建筑的有机组成部分，从而降低建筑能耗，达到节能环保的目的。作为新型的清洁能源的利用，太阳能与建筑一体化给了人们很多希望和前景，但现实是太阳能的推广受技术和经济方面的限制受到了很多阻碍，尽管如此，受一次性能源存储量的限制，我们必须寻求其他途径来解决我国的能源问题，利用取之不尽，用之不竭，清洁免费的太阳能是最好的选择。就目前情况而言，我国太阳能建筑的技术和体系没有健全，连完整的设计规范、标准及相关图集也没有编制，也没有建立产品(系统)的检测中心和认证机构，更没有完善的施工验收及维护技术规程。需要我们逐步解决太阳能与建筑一体化技术上的不足与空白。

【参考文献】：

[1]王斯成. 我国光伏发电有关问题研究. 中国能源,2007

篇5

Abstract： Under the concept of sustainable development， the implementation of energy conservation is one of the important requirements of the economical and social development. Solar photothermal techniques is the focus of the study of the contemporary new energy technology， the application of it has significant advantage and significance in the building energy conservation. This paper analyzes and discusses the related problems of the application of solar photothermal techniques in the building energy conservation.

关键词： 太阳能光热技术;建筑节能;应用思路

Key words： solar photothermal techniques;building energy conservation;ideas of application

0 引言

据相关统计数据表示，建筑能耗的资源占我国社会总资源量的1/3以上。随着当代社会城市化进程的不断加快，建筑工程项目的规模和数量不断增加，建筑节能技术与其应用效果也都得到了国内外社会的广泛关注。我国对于建筑节能也提出了相应的要求和规范，并且在不断地推广和运用当中。作为节能技术研究中的重点之一，太阳能光热技术的应用，是当代建筑节能研究与应用的重点。应用太阳能光热技术可以有效地实现太阳能暖通、太阳能发电等重要的建筑节能需求。

1 太阳能暖通

第一，太阳能技术应用于采暖。现阶段主要采用的太阳能采暖中，被动式采暖应用的范围相对于主动式采暖更大。采用太阳能采暖方式可以有效地降低采暖过程中的环境污染问题，并且采暖的成本较低，噪音影响小。但是受天气的限制较大，整体热能转换效率相对较低。在阴雨天气或者夜间，整体采暖效果欠佳。解决方案是配合其他类型的采暖来满足室内采暖需求。在采暖中应用太阳能技术，其技术的研究重点就是利用率的提高和回收期的减少。

第二，太阳能技术应用于制冷。太阳能技术应用于制冷，主要是依靠热媒加热来完成制冷。制冷效率是整个技术研究和发展的重点。当前太阳能制冷机的体积相对较小，并且规模应用还存在很大局限性，整体造价较高，依然需要进一步的研究和实践。

第三，太阳能技术应用于通风。太阳能技术应用于通风主要依靠太阳的辐射，对于隔层空气进行加热并且通过太阳能烟囱和通风窗自然通风，让窗内外的空气进行交互。太阳能烟囱主要依靠太阳能集热墙与屋面的温差来对于排风温度进行控制，并且在烟囱抽吸效应的影响下，提高室内自然通风水平，实现室内的通风。通风窗则是采用双层透风窗，在太阳直射下，依靠大气对流来进行通风，这种方式可以保证室内采光需求不受到影响。

第四，太阳能技术应用于集中热水供应。太阳能热水器日常生活中比较常见。而集中热水供应则通过集热器对于水箱中的冷水进行加热，再利用热水箱对热水进行储存，再依靠相应的辅助设备实现对水温的监测与控制。该技术整体热水效率较低，安装过程不规范，使用上存在诸多限制，而且大型太阳能热水供热量损失过高。解决方案是采用分散水箱的方式进行供应，通过对于不同用户的水箱进行分散设计，减少热量损失，提高热能的转化效率。

第五，太阳能技术应用于除湿。太阳能技术应用于除湿主要是依靠循环系统，结合干燥剂对于空气中的潮气进行去除。这种开放性的循环系统，通过对空气温度与湿度进行改变，来完成对湿气的吸附。现阶段除湿主要采用了转轮除湿、吸附除湿、固体除湿以及溶液除湿几种不同的技术。相对于其他技术除湿来说，太阳能除湿的操作更加便捷，并且整体能耗较低，除湿过程更加清洁，对于周边环境不会造成影响，并且整体除湿成本较低。但是，再生器效率较低，除湿效果受到周边环境影响较大。在太阳能除湿技术研究的过程中，开发出更加高效的再生器和除湿器，提高材料强度和蓄能水平，是当前太阳能除湿技术发展中的重要内容。

2 太阳能发电

现阶段，太阳能发电技术的主要发展方向为光伏发电与光热发电两种方式。

第一，光伏发电。光伏发电则通过光伏电池，在太阳光汇集之后，进行能量的转化。光伏发电设备由太阳能电池板、逆变器、控制器等设备组成，并且具有独立发电的功能。与此同时，光伏发电也可以接入电网。在电池组的选择上，可以根据实际应用需求来选择，如果要独立进行单独地区的供电，就需要提供电池组。如果光伏发电接入电网，则不需要配备电池组。光伏发电其本身的发电成本较高，技术研究难度大，并且发电中关键材料的产量较低，能耗控制水平也相对不足。

第二，光热发电。光热发电顾名思义，其主要采用太阳能中的热能，通过收集和转换来实现对发电机的功能。早在上个世纪50年代，前苏联就已经研发出相对成熟的太阳能发电站，并且实现了光热发电。在上个世纪80年代，整个光热发电的装机容量就已经达到了500kW。我国的光热发电研究相对较晚，其市场化程度和水平还有待进一步的成熟。但是随着广大太阳能研究工作者的努力，我国太阳能技术也处于快速成熟和发展的过程中。在2011年4月，我国内蒙古50MW槽式太阳能项目完成了招标工作，这标志着我国光热发电技术已经逐渐实现了市场化的发展。光热发电其本身的生产过程相对清洁，并且避免了对周边生态环境的污染，保证了良好的发电稳定性，整体技术相对成熟。但是，光热发电本身的发电成本相对较高，投资回报见效慢，其与光伏发电具有不同的优势和特点。

3 太阳能光热技术在建筑节能中应用的优势和效益

3.1 经济效益分析 北京地区100m2的现有建筑，配备36m2集热器的太阳能供热采暖系统，整体造价在3.5万至5万元之间。一个采暖期内，若由太阳能集热系统供给的热量的时间为100天，保证率为80%的话，则系统每天节电近44元，整个采暖季会节省4400元。8-10年收回投资。而太阳能供热采暖系统的使用寿命在15-20年，其余7-10年的使用，则等于节约了3到4万元的能源费用。

3.2 社会效益分析 北京地区100m2现有建筑，采用太阳能供热采暖后，平均每年可以节约标准煤约5.94吨，减少二氧化碳排放10.8吨，减少二氧化硫排放72公斤，减少NO2排放72公斤，减少空气中的粉尘108公斤，项目年环境效益2700元。目前国标太阳能集热器，若维护到位，实际的寿命可达至20-30年，按保守的20年计算，环境效益高至54000元。

4 结束语

总而言之，在当代社会能源集约化发展趋势下，太阳能光热技术的应用已经被社会所广泛重视。现代社会发展过程中，社会对于各类能源的需求量不断增加，各种不可再生能源正处于紧缺的状态之中。太阳能光热技术的应用，可以有效地提高建筑节能效果。应用太阳能，可以更好地提高能源利用效率，降低不可再生的能源消耗。太阳能本身具有能量大、无污染、安全性高、清洁等不同的特点，在建筑节能中应用的范围也不断扩大。在当前太阳能光热技术应用的过程中，提高太阳能利用效率、集热效率、蓄能能力以及大规模应用能力，是当前太阳能光热技术在建筑节能中研究与应用的发展重点。

参考文献：

[1]李淼，李松.论太阳能技术在建筑节能中的应用[J].建筑设计管理，2012（11）.