太阳能光热技术在建筑节能中的应用思路构建.docx

?

?

太阳能光热技术在建筑节能中的应用思路构建

?

?

摘要：太阳能作为清洁的可再生能源，具有巨大的优势和开发潜力。太阳能与建筑的有机结合会大大降低建筑对传统能源的消耗，将成为今后建筑节能设计的重要方向。鉴于此，本文就太阳能光热技术在建筑节能中的应用思路进行了分析，以供参阅。

关键词：太阳能；光热技术；建筑节能；应用思路

引言

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我国太阳能光热技术的发展现状

受地理位置的影响，我国蕴藏着丰富的太阳能资源，根据年太阳辐射总量可划分为四个资源带：一类为资源丰富地区，年太阳辐射总量6680~8400MJ/m2；二类为资源较丰富地区，年太阳辐射总量5850~6680MJ/m2；三类为资源一般地区，年太阳辐射总量5000~5850MJ/m2，四类为贫乏地区，年太阳辐射总量4200~5000MJ/m2。我国大多数地区年平均日辐射量在4kWh/m2以上，太阳能资源的理论储量达每年1.7×1013t标准煤，故研究和开发太阳能资源是我国实现可持续发展战略的有效措施之一。太阳能光热利用的基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器4种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用、中温利用和高温利用。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳能采暖、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。当前除特殊地区和场合外，太阳能光热主要是指低温应用，这也是本文讨论的重点。

2太阳能光热技术在建筑节能中的应用思路构建

2.1太阳能光伏发电技术在建筑节能中的应用

目前，太阳能光伏发电技术与建筑物相结合研究最多的是建筑光伏一体化系统（BIPV），该系统能将太阳能发电机组完美的集成于建筑物的墙面或屋顶上，其工作原理与普通的光伏发电系统完全相同，唯一区别是太阳能组件既被用作系统发电机，又被用作建筑物外墙材料。用于BIPV系统的光伏构件既可以是透明的也可以是半透明的，这样光线依然能透过光伏构件进入室内，不影响室内采光。采用BIPV系统，可就地发电、就地使用，且具有诸多优点：利用太阳作为能源发电可达到节能与环保的要求；节省了电网投资和减少了输送损失；彩色光伏模块可取代昂贵的外饰材料，不仅具有装饰效果而且降低太阳能发电系统成本；缓解电力需求；作为建筑物外围护具备隔音隔热的作用；改善室内热环境。国外对建筑光伏一体化系统的研究已有较长时间，但目前还处于建造实验房的阶段，美国、欧洲、日本均推出了BIPV系统的国家发展规划；国内上海交通大学太阳能研究所进行了该方面的研究，试制了太阳能光伏屋顶一体化系统，建造了一个生态能源房。建筑光伏一体化系统成本较高，短时期内在建筑中难以应用，其高额成本主要源自光电转换系统价格较高，并不存在太多设计上的难度。从我国目前状况来看，对这种太阳能利用的方式的研究也应保持在小规模，仅以跟踪国际研究为主。

2.2太阳能光热技术在建筑节能中的应用

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的应用形式

3.1建筑太阳能热水系统

建筑太阳能热水系统主要是将太阳能热水器与建筑有机结合，并将太阳能转化为水的热能，提供建筑内热水供应，减少烧水需要的额外能源，达到节能的目的。太阳能热水器与建筑的结合形式主要分为分离式和集成式。其中分离式指太阳能热水器与建筑彼此分开，只是将太阳能热水器放置于建筑上，整个热水系统的功能