太陽能光熱技術在綠色建筑節能中的應用

魏國貞

按照相關調查技術能夠看出，在我國社會總資源量當中，建筑能耗，資源占據33%以上。隨著城市化發展速度的不斷加快，也相應增加了較多建筑工程項目數量和規模，國內外的學者都開始普遍關注建筑節能技術的實際應用效果。我國在建筑節能技術應用方面也提出了相應的標準要求，致力于推廣使用建筑節能技術。太陽能光熱技術在節能技術當中屬于重點研究內容，并且在實際建設當中得到廣泛應用。在建筑施工當中應用太陽能光熱技術能夠借助于太陽能發電，達到能暖通等節能要求。本文主要是探討分析太陽能光熱技術在建筑節能中的應用，希望能夠為相關技術人員提供參考性價值。

一、太陽能暖通

1.太陽能技術當中的采暖節能

在建筑節能技術當中，太陽能采暖技術也能夠從根本上降低建設成本。相比于被動式采暖來說，主動式采暖的應用范圍更加廣泛。按照實踐應用可以看出，太陽能采暖具有較低的成本，并且不會產生較大的噪音。然而，該種技術如果在陰雨天氣條件下存在較大的限制，降低整體熱能轉換效率。在晚上或者陰雨天氣條件下，將會顯著降低采暖效果。為了解決和處理以上應用弊端，需要與其他采暖方式結合使用來確保室內采暖要求。將太陽能技術應用于采暖當中，在實際研究期間需要全面降低回收期，最大限度提高利用率。

2.太陽能技術當中的制冷節能

將太陽能技術應用到制冷功效當中，在整個技術分析當中，制冷效率屬于重點研究對象。現階段，太陽能制冷機具有相對較小的體積，在實際應用方面尤其是規模方面存在較大局限，相應提升了制冷機造價成本，因此需要對該領域加大研究力度。

3.太陽能技術當中的通風節能

在通風節能當中應用太陽能技術的原理主要是借助太陽輻射作用，加熱隔層空氣，之后利用通風窗和太陽能煙囪實現通風，將通風窗內外的空氣進行交換。太陽能煙囪的原理主要是通過屋面和溫差太陽能集熱墻控制排風溫度，借助煙囪抽吸效應全面加強通風水平，使室內外實現通風。在設置通風窗時，主要是利用雙層方式，太陽直射下能夠利用大氣對流實現通風，該種設計形式能夠確保室內采光。

4.太陽能技術當中集中熱水供應節能

在日常生活當中，太陽能熱水器屬于常見物品。集中熱水供應主要是利用集熱器加熱水箱當中的冷水，之后再通過熱水箱存儲熱水，利用相關的輔助設備控制和監測水溫變化情況。集中熱水供應技術具有較低的熱水效率，出現較多不規范安裝，導致在實際應用方面存在較大限制。通常情況下，大型太陽能熱水供應量會出現較多熱量損失情況。處理以上問題主要是通過分散水箱方式提供熱水，采用分散設計方式設置不同用戶的水箱，這樣能夠在較大程度上降低熱量損失，不斷提升熱量轉換效率。

5.太陽能技術當中的除濕節能

在除濕方面應用太陽能技術主要是通過循環系統與干燥劑的聯合使用，這樣能夠去除空氣當中的濕氣。該種循環系統就要較強的開放性，在實際應用期間主要是改變空氣當中的濕度和溫度，以達到吸附濕氣的作用。目前，除濕節能主要是應用不同技術實現，主要包括固體除濕，轉輪除濕，溶液除濕以及吸附除濕等。與其他除濕技術比較分析，在開發和研究太陽能除濕技術期間，逐漸出現了應用性能良好的除濕器和再生器，全面加強蓄能水平和材料強度，已經成為現代化太陽能除濕技術當中的重要手段之一。

二、太陽能發電

當前，在研究和開發太陽能發電技術當中主要包括光熱發電和光伏發電。

1.光伏發電技術

該種技術主要是利用光伏電池實現發電。在惠及太陽光之后能夠轉化各種能量。光伏發電系統的主要組成設備包括逆變器，太陽能電池板以及控制器等。該發電系統能夠實現獨立發電。其次，可以將電網與光伏發電進行連接。需要按照實際應用情況選擇電池組，如果需要對某個地區進行獨立供電，就需要應用電池組。將電網與光伏發電連接之后就不需要應用電池組。光伏發電具有較高的發電成本，在開發研究方面也具有較大的難度。光伏發電當中的關鍵材料產量比較低，缺乏有效的能耗控制措施。

2.光熱發電技術

該種技術是收集和轉換太陽光當中的熱能實現發電。在20世紀50年代左右太陽能發電站就已經被研究并使用，實現了首次光熱發電。隨著該項技術的發展，在20世紀80年代就已經能夠將光熱發電的裝機容量提升至500kW。我國在光熱發電技術方面的研究比較晚，因此，需要加強完善市場化水平。隨著科學技術的不斷發展，我國太陽能技術也逐漸朝著多樣化的方向發展。

三、太陽能光熱技術在綠色建筑節能中的應用

1.項目概況

此次建設的項目主要是通過采用太陽能系統為公寓樓、公共浴室、教學樓和輔助用房提供生活熱水，提高既有建筑的節能標準。學校總建筑面積為21.4萬平方米，利用太陽能光熱應用面積為14.7萬平方米，配置太陽能光熱組件1900平米，供熱功率3500kW。本工程太陽能光熱系統工程建成后，每年節能量為481噸標準煤，轉換成發電量估計達到1367400度，計劃申請國家資金補貼881萬元。此次項目建設主要是將太陽能集熱板與建筑相結合，可降低光熱系統的應用成本；原地采熱、原地使用，節省傳統熱力輸送過程的熱力損失。本項目中太陽能光熱系統的運行方式主要可分為單獨運行和與浴室鍋爐并列運行兩大類。

平板集熱器

本方案選用廣東五星太陽能股份有限公司自行研制的平板集熱器，如上圖所示 。

注：1.金屬外殼 2.透明蓋板 3.集熱排管 4.集管 5.吸熱板 6.保溫層 7.背板

2.方案設計

（1）太陽能集熱板與建筑相結合，可使建筑外觀更具魅力，同時可降低光熱系統的應用成本；可實現原地采熱、原地使用，節省傳統熱力輸送過程的熱力損失；由于日照最強時負荷最大、光熱系統發熱量也最大，有利于緩解熱力高峰負荷需求；光熱組件處于圍護結構外表面，吸收并轉化了部分太陽能，有利于減少建筑室內得熱量、降低空調負荷，另外共用框架及安裝構件，可以節省制造和安裝成本。

（2）太陽能集熱循環系統：太陽能集熱器采用循環加熱方式，集熱器利用溫差控制器控制強制循環泵驅動乙二醇溶液進入集熱器吸熱，在儲能水箱內通過換熱盤管放熱。當集熱器上循環管測溫探頭的溫度比水箱測溫探頭測到溫度高于設定溫度（一般8～12℃）時，強制循環泵啟動；當兩處測到的溫差低于設定溫度（一般5～8℃）時，強制循環泵停止工作。為防止過熱，當水箱的溫度高于65℃時候，停止循環泵運行。

四、結語

綜上所述，隨著現代化發展對節能技術的不斷要求，各行業領域普遍應用太陽能光熱技術。隨著社會的不斷發展逐漸增加了對各能源需求量，導致各類能源急劇缺乏。在建筑施工期間應用太陽能光熱技術能夠有效降低能源消耗。由于太陽能屬于可再生資源，具有較高的安全性，因此需要有效開發和研究太陽能技術的各項應用要點，全面促進太陽能技術在建筑節能方面的應用。