太陽能在建筑中的應用

陳況峰

摘??要：隨著世界能源形勢的日益嚴峻，能源成為了各國的生存之本，我國一直也在致力于減少一次性能源的消耗，加大可再生能源的利用，隨著我國近幾年綠色發展的理念不斷地在推進，清潔能源和可再生能源的利用技術上也取得了很大的發展和進步，我國的能源消耗中大部分都是以煤炭為主，因此帶來地污染問題也很嚴重，所以我國提出了要減少煤炭的利用與開采，大力發展可再生能源和清潔能源，由于我國的建筑物超過百分之九十五的建筑為高能耗建筑，所以可再生能源在建筑中的應用也得到了社會越來越大的關注，而且我國跨度大，幅員遼闊太陽能資源十分的豐富，這樣給我們在太陽能技術的利用提供了很好的條件。

關鍵詞：太陽能;建筑;應用

1.太陽能熱水系統

太陽能熱水系統是我們生活中最常見的一種太陽能的利用形式，同時也是我國目前在這一方面最為成熟的一種技術，它是把太陽能轉化為熱能供人們進行生活和生產，該種技術的原理就是把太陽輻射收集起來與冷水進行熱量交換，從而使冷水加熱，冷水被加熱以后進入保溫水箱被收集起來，以供人們的利用。目前太陽能熱水系統發展迅速，太陽能集熱器也越來越先進，而且在建筑中的應用也與建筑的設計越來越一體化，不僅不影響建筑的美觀性而且還取代了老舊太陽能集熱器對建筑的影響，在經濟方面不僅節約對土地的使用，同時也不需要另外敷設管道，大大地減少了初投資。目前的太陽能集熱器比起原來的集熱器大大地提高了對屋頂面積的使用效率，同時也使資源的利用效率得到了提升，現在的集熱器大多數為平板形式，在提高屋面的使用效率的同時也提高了太陽能的利用效率，而且有些時候太陽能集熱器可以代替某些屋頂的覆蓋層，從而減少了成本。2008年在北京奧運會的奧運村就采用了太陽能熱水系統，在奧運村屋頂安裝了6000平米的太陽能集熱器，在奧運會結束以后這個系統可以為2000戶左右的居民提供生活熱水的保障，一年可以節省500萬度電，減少3800萬噸二氧化碳的排放，不僅減少溫室氣體的排放，這樣也減少了化石能源的消耗，也沒有噪音地污染，從中也可以看出太陽能集熱系統具有比較靈活的應用性能。

2.太陽能采暖

太陽能的利用不止可以給建筑供應生活用水，還可以進行冬季的采暖。太陽能低溫水地板輻射系統，以新疆地區為例，新疆地區冬季漫長，但是太陽能資源十分豐富，由于新疆地區的農戶常年以燒煤為主進行采暖，所以使用太陽能低溫水地板輻射系統不僅可以減少化石能源的消耗，還可以減少污染，提高清潔能源的利用。太陽能集熱系統是開式集熱系統，通過通氣管與大氣相連來維持壓力的恒定。集熱器中流過的介質采用能耐嚴寒的防凍液，通過補水箱保證集熱器的流體介質是滿運作狀態。太陽能集熱系統中太陽能集熱器采用熱管式真空管太陽能集熱器，因為平板集熱器會產生導熱和對流散熱兩種熱損失的形式，而真空式不僅可以避免這樣的形式，還可以提高集熱器的抗冰雹的破環能力。集熱屋面式太陽能采暖系統，是把集熱器放到向陽的屋面，通過對流動的冷空氣進行加熱而進行采暖，但是這樣的系統會受到天氣的影響，比如被稱為霧都的成都就不適合采用太陽能系統，這種屋面式的系統在冬季可以進行供暖，在夏季的夜晚對建筑內部可進行降溫，以內蒙古工業大學建筑館圖書館門口為例，雖然不是一個完整的太陽能供熱系統，但是在門口搭建了一個類似于這樣系統的一個玻璃房通過對太陽能的利用，在夏季可以明顯地感覺到在不用開空調的情況下也很涼爽，冬季圖書館門開著仍然感覺不到冷，不僅可以節約電的消耗，而且可以滿足人們所需的舒適度，但是集熱屋面式系統需要設置輔助熱源，因為一旦冬天有積雪的覆蓋，供熱效果會受到很大的影響，但是去年在北京大興的一座近能零耗建筑采用的集熱屋面式供熱系統，加裝了光伏發電技術，不僅可以供應日常生活的用電而且在有積雪覆蓋的時候，還可利用電加熱對屋頂的積雪進行消融，從而直接避免了積雪的影響。自然循環式太陽能采暖系統是不需要外部動力介入而進行的一種冷熱水熱量自然交換的形式，該系統利用的是熱水自動上升，冷水自動下降的原理，使冷熱水進行自然的循環，該系統結構簡單，不需要加裝水泵，不僅節約電能而且初投資也小適用于采暖負荷小的建筑，而強制循環式太陽能采暖系統，該系統是熱水和冷水為兩個循環，冷熱水熱量在換熱器進行交換，水的循環通過水泵提供的動力來循環，這種系統的優點是效率高，換熱效果好，而且更加的節能環保。

3.太陽能發電

在我國大多數的電力供應來源都是火力發電廠，火力發電雖然現在的技術也非常的先進，對煤炭的燃燒效率也很高，但是終究是化石能源的燃燒，帶來地污染是不可避免的，我國的城市用電量需求是非常大的，比如亞洲最大的火力發電廠呼和浩特托克托縣火力發電廠就是用來供應北京，天津等城市的電力需求。太陽能發電用于公共建筑目前在我國還是非常少的，雖然我國的資源儲量總體非常的大但是由于我國人口眾多，平均人員資源量較低，所以可再生能源的發展是一個必然的趨勢，尤其是太陽能發電有非常大的前景，太陽能發電安全可靠沒有污染，而且無噪音，沒有振動，無須消耗化石能源，無須假設電桿等輸電地設施，不僅節約投資還可以減少公共資源的使用。由于太陽能發電系統白天的發電量大，夜晚幾乎沒有發電，所以在白天可以將負荷以外的電量儲存起來，在夜晚進行使用，由于太陽能發電系統是獨立于市政電網的，所以可以將太陽能發電系統作為備用電源或者用來作為調峰電源，作為備用電源是一個很好的方案，因為我們日常大多數的獨立備用電源都是燃油發電機，燃油發電機不僅需要消耗石油還要排出廢氣，不僅運行的價格昂貴而且運行的噪地也很大，在各方面都比不上太陽能發電系統。

結論：隨著化石能源的日益消耗，國家與國家競爭能源的形勢也越來越緊張，能源是一個國家工業體系的血液，更是一個國家發展向前的動力，國家的前進是離不開能源的，隨著國家的發展能源結構也在發生著巨大的改變，隨著我們國家提出了既要綠水青山就是金山銀山的綠色發展理念，我們的可再生能源或者說清潔能源得到了國家的重視，雖然我國的太陽能技術得到了長足的發展，但是我們比起國外還是有一些差距，我們要正視差距，盡快地發展我們的可再生能源的產業鏈，減少對化石能源和石油的過度依賴性，不過隨著我們先進發展理念的提出，我們的太陽能技術產業必將得到長足的進步，而且必將會為以后的發展提供更多的清潔能源，也必將為我國能源結構的改革做出更大的貢獻，在一次性能源的不斷的大量的消耗下，可再生能源在將來的發展過程必將一步一步地代替一次性能源的主導地位，也必將成為我們人類以后一直發展下去的不竭動力，所以可再生能源的發展必將有廣闊的前景，尤其我國的太陽能資源十分的豐富，這一優勢也將推動我們的技術快速地發展，只有解決我們能源短缺的問題，我們才會有可持續地發展，同時為實現生態環境的治理和保護也會做出突出的貢獻。

參考文獻

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（2）中國會議

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