太阳能利用与建筑一体化

李庆才 董玲

( 德州学院机电工程学院，山东 德州 253023 )

1 太阳能光伏技术在建筑中应用

光伏建筑一体化将太阳能光伏系统/组件作为建筑的一部分，对建筑物的建筑效果与建筑功能带来一些新的影响，作为与建筑结合或集成的建筑新产品，光伏建筑一体化对光伏系统及组件提出了如下新的要求：光伏阵列的布置应尽可能地朝向太阳光入射的方向，光伏阵列的布置要方便设备选型，使其接近标准组件的电学性能，满足电学要求；光伏组件是一种建筑材料，需满足建筑的安全性与可靠性，不仅要满足抗冰雹冲击的要求，还要有一定的抗风压要求，具有一定的韧性，在风荷载作用时能有一定的变形，特别是用作玻璃幕墙面板和采光顶面板的光伏组件，要有更高的力学性能；普通光伏组件一般只有4mm 厚，不能满足隔热隔声的要求，可以将普通光伏组件作成中空低辐射隔声节能玻璃；为了提高效率，将电池片间距缩小到2~5mm，但光伏建筑一体化要考虑到室内的采光要求，调整电池片间距到25mm左右，使其透光率在30%左右。

2 太阳能光热技术在建筑中的应用

太阳能光热技术是成熟的绿色能源利用形式，获得广泛的认同。太阳能光热分为低温、中温和高温三种。其中中低温太阳能热水系统应用于建筑最为广泛。太阳能热水系统是由太阳能集热元件、蓄热容器、控制系统以及完善的管道保温、防腐部分等有机地组合在一起的。在阳光的照射下，使太阳能的光能充分转化为热能，辅以电力和燃气能源，就成为非常稳定的能源设备，提供中温热水供人们使用。

3 太阳能采光技术在建筑中的应用

目前太阳能采光技术在建筑中的应用主要包括光导照明技术和光纤照明技术两种。光导照明系统是一种健康、环保、无能耗的绿色照明系统，太阳能光导照明系统是由采光罩、光导管及漫射器组成。室外的自然光透过采光罩导入光导管，经过光导管传输和强化后由系统底部的漫射器把自然光均匀高效的照射到室内，带来自然光照明的特殊效果。光导照明系统把白天的太阳光均匀高效地照射到室内任何需要光线的地方，如存有易燃体爆物品不宜通电的房间。能够改变目前很多建筑“室外阳光灿烂，室内灯火辉煌”的局面，可以减少电能的消耗，节约能源。另外，太阳能光导照明系统用于住宅、旅馆、生产车间等建筑的地下室或走廊，用于自然采光或辅助照明。与采光天窗和侧窗相比，光导管技术的照明效果不会因光线入射角的变化而改变，且照射面积大，出射光线均匀，无眩光，不会产生局部聚光现象，能取得良好的采光照明效果，是太阳能光利用的一种有效方式。

4 太阳能采暖技术在建筑中的应用

太阳能采暖技术根据是否利用机械的方式获取太阳能，可分为主动式采暖和被动式采暖。被动式太阳能采暖是根据太阳高度角冬季低夏季高的自然特征，通过合理设计，依靠建筑物结构自身来完成集热、贮热和释热功能的采暖系统。被动式采暖系统结构简单，造价不高，节能效果显著，单位建筑面积每年可节约近20kg 标准煤/m2，目前已成为世界各国推广的太阳能采暖主流技术。主动式太阳能采暖技术的研发应用在我国起步较晚，但起点较高，非常注重太阳能集热技术与其他采暖技术的结合。采用太阳能主动式采暖，降低系统温度以提高集热器效率是提高整个系统效率的关键。采用地板辐射采暖就是降低采暖热水温度的一种有效解决方案。它可以使用40℃左右的热水产生很好的采暖效果，同时混凝土地板还同时可作为良好的蓄热体，储存太阳能热水器的热量。

5 太阳能空调技术在建筑中的应用

目前太阳能空调技术在建筑中的应用主要包括太阳能吸收式制冷系统、太阳能再生的转轮除湿独立新风系统和太阳能再生的转轮除湿独立新风系统等三种。太阳能吸收式制冷系统就是利用太阳能集热器提供吸收式制冷循环所需要的热源，保证吸收式制冷机正常运行达到制冷的目的。太阳能吸收式制冷包括两大部分，即太阳能热利用系统及吸收式制冷系统，整个太阳能吸收式空调系统主要由太阳能集热器、吸收式制冷机、辅助加热器、水箱和自动控制系统等组成。太阳能再生的转轮除湿独立新风系统将独立新风与除湿转轮结合起来，直接利用太阳能作为除湿转轮的可再生能源，改善了空调室内空气品质，优化了建筑用能结构，达到了节能的目的。太阳能溶液除湿空调是直接与易吸湿的盐溶液接触，空气中的水蒸气被吸附于盐溶液中，实现空气的除湿。三甘醇、氯化钙、氯化锂等吸湿性溶液常被用作除湿剂，特点是能在60°C~80°C的温度下有效再生。太阳能溶液除湿空调系统正是利用了除湿溶液再生温度低的特点，采用太阳能集热器将太阳辐射能量收集起来用于除湿空调的再生。

[1]林世华，郑文崇.太阳能与建筑一体化设计——2009年台达杯国际太阳能建筑设计作品简介[J].建筑节能，2009（06）

[2]殷颖迪，葛明兰，王麟琳.太阳能建筑的设计要点浅析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（08）