浅谈太阳能与建筑一体化设计.pdf

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1、文章编号：1009—944l(2010)07—0014—02浅谈太阳能与建筑一体化设计口口李贞(广东天联集团有限公司，广东广州510600)摘要：概述了利用太阳能的两种方式。介绍了太阳能应用于建筑系统的方式，阐述了太阳能光伏建筑一体化的设计原则。关键词：太阳能利用；建筑一体化；光电转换中图分类号：TU201．5文献标识码：B引言随着能源需求的快速增长和环境污染问题的日渐突出，清洁可再生能源越来越受到各国政府和企业的关注。在化石燃料快速减少的今天，太阳能发电成为一种新兴的可再生能源。而将太阳能发电技术与建筑技

2、术结合在一起，就是太阳能光伏建筑一体化。1太阳能的利用太阳能是太阳内部连续不断地核聚变反应过程产生的能量。广义的太阳能所包括的范围非常广泛，煤、石油、天然气等地球上常用的化石燃料，从根本上讲是远古以来贮存下来的太阳能，而风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都来源于太阳。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kW／m2，尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的二十二亿分之一，但也高达173000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万t煤：太阳能与石油、煤炭等矿物燃

3、料不同，不会导致“温室效应”和全球性气候变化，也不会造成环境污染。正因为如此，太阳能的利用受到世界各国的重视，正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的领域。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式。光热转换技术最常见的产品如太阳能热水器和太阳能集热器。经过多年来的发展，集热器(含太阳能热水器)在国内已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一，1998年销售总额达到35亿元，产量位居世界首位。此外，太阳能灶也是采用光热转换的方式，如青海省在推进太阳能光伏电站建设的同时，省政府组织了太

4、阳能灶66000台，全部免费发放给了干旱山区的农牧民。太阳能灶操作简易，使用方便，清洁卫生，没有污染，使用年限一般可达15年。通过推广使用太阳能灶，大大减少了燃料短缺地区农牧民对灌木林的砍伐，促进了生态保护工作。利用太阳光伏发电或聚光太阳能发电(将太阳光聚集成高能量的光束)，是太阳能的另一大利用之处。目前，世界各国都在研究太阳能发电技术，如美国等国利用太阳池发电的项目很多，俄罗斯的研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想，即利用热泵、热管等技术，将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来，使太阳池发电的成本大大

5、降低。我国的太阳能产业也已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划，将在两年内投入2．5亿元开展研究。建设若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。我国西部地区海拔高，光照丰富，具有利用太阳能进行光伏发电的优越条件。目前，青海农牧区的112个无电乡镇全部建成了太阳能光伏电站，解决了908个无电村农牧民的生活用电，覆盖流量与设计流量相一致，使整个空调系统处于最佳工况下运行，减少能源消耗，降低运行费用。另外，通过安装平衡阀能随时较准确地了解系统中各个环路的运行情况，判断系统中存在的问题并及时解决，从而

6、提高整个空调水系统的可靠性。参考文献：[1]陆耀庆．实用供热空调设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1994．作者简介：李群才(1976一)，男，河南漯河人，工程师，主要从事建筑和暖通空调设计工作。收稿日期：2010—04—28(编辑盛晋生)·14·Research&ApplicationofBuildingMaterials农牧民人口50多万人。目前，我国已安装光伏电站约5万kW，主要为边远地区居民供电。2太阳能系统与建筑系统的一体化设计2．1太阳能应用于建筑系统的方式将太阳能与建筑相结合的工程实例

7、有很多，主要有以下两类：将太阳能电池与建筑材料复合在一起组成新的建筑材料或构件，如光伏采光顶、光伏砖、光伏瓦、光伏屋面卷材、玻璃光伏幕墙等；或将光伏构件与建筑构件组合在一起，如以标准光伏组件构成雨篷构件、遮阳构件等。这些光伏建筑一体化材料和构件，不仅能达到利用太阳能发电的目的，还能收到其他有益的效果。(1)将PV板做成屋面板或瓦的形式，覆盖了平屋顶或坡屋顶的整个屋面，可以最大限度地接受太阳光的照射，而且可以兼作屋顶的遮阳板，或是做成通风隔热屋面，以减少屋顶在夏季的热负荷。例如青岛客运站的非晶硅薄膜光伏屋顶，

8、为地下停车场提供用电；保定电谷锦江国际酒店的圆形构筑物的外围及顶部、平台、大堂透明天窗的顶棚，均为光电一体化设计；台湾高雄市太阳能体育场的表面，由8844块太阳能电池板覆盖，其面积达14155m2，这使它成为世界上最大的太阳能体育场。(2)将PV板与墙面材料进行集成，如PV板玻璃幕墙是指透光型PV板与玻璃集成制成的光电幕墙，由于芯片夹在两块玻璃板之间，因占有70％的面积而具有一定的遮阳作用，不仅能降低建筑的热负荷