太阳能建筑的发展及研究

《太阳能建筑的发展及研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、太阳能建筑的发展及研究[摘要]太阳能作为一种清洁型能源，在建筑中有效的应用能够大大缩减建筑的能耗并减少建筑采暖等产生的污染，是建筑节能的重要途径之一。本文通过检索相关论文，介绍太阳能建筑的发展研究以及一些新构想。[关键词]太阳能建筑一体化发展一、引言1、当前，世界能源的消费结构主要以石油和天然气等高品质能源为主。而我国却是世界上唯一以煤炭为主要消费能源的国家，由于大量消耗煤炭，造成的环境污染问题也比较严重。据测算，人类矿物燃料的消耗量到2030年将达到最高点，之后将逐渐减少，取而代之的只有可再生能源。到21世纪中期，矿

2、物燃料与可再生能源将各占人类能源消耗量的一半左右。而到2100年，太阳能将提供人类能源总需求的60%以上。因此，21世纪是新能源时代，而在新能源中太阳能将成为使用范围最广、用量最大的新能源。所以说，21世纪也是太阳能的世纪。2太阳能的利用方式1)光伏发电:利用光伏电池直接把太阳能转换成电能，经蓄电池贮存或经逆变器转换后并入电网使用。光伏发电与幕墙技术的结合以及光伏与建筑一体化展示了美好的利用前景。2)光热发电:利用高温集热器产生高温蒸汽推动汽轮机发电;利用高塔产生高速气流推动涡轮机发电。3)日光照明:自然采光、导光管和

3、光导纤维照明等。4)太阳能热利用:太阳能热利用分为低温、中温和高温太阳能利用系统，温度范围划分如下:80℃以下为低温;80℃～350℃为中温，350℃以上为高温。其中中、高温系统多用于工业生产和太阳能发电和制冷空调等。建筑领域多采用低温系统，包括太阳热水器、太阳能建筑采暖和太阳能干燥。3、建筑与节能就发达国家而言，建筑能耗占社会总能耗的30%～40%。全球每年排出的温室气体总量为220亿t，而其中1/3来自于建筑，建筑节能和利用可再生能源具有重大意义。建筑能耗包括生产性能耗和使用能耗。通常建筑生产性能耗与建筑用材料的生

4、产能耗有关，但它在一定程度上是有限的。而建筑使用能耗是无止境的，其耗能率的大小与设计直接有关。太阳能建筑作为节能建筑的一种特殊形式，具有明显的节能效果，也符合生态建筑和实施可持续发展战略的要求。因此，下面我通过介绍几篇论文来探讨一下太阳能建筑的发展及研究。二、论文介绍（一）、《太阳能建筑技术在国内外的发展》王少南1、太阳能建筑技术在国外的发展（1）太阳能建筑技术在美国的发展美国在大力开发利用太阳能光热发电、光伏发电，太阳能建材化、太阳能建筑一体化、产品化等方面均处于世界领先水平。早在20世纪80年代中期，美国太阳能热水

5、器的安装面积就已超过1000万m2，年产值超过10亿美元。1997年，美国实施“百万太阳能屋顶计划”。目标到2010年，要在全国的住宅、学校、商业建筑等屋顶上安装100万套太阳能发电装置，光伏组件累计用量将达到3025MW，相当于新建3～5个燃煤发电厂的电力，每年可减少二氧化碳排放量约351万t，通过大规模的应用，使光伏组件的价格可从1997年的22美分/（kW·h）降到2010年的7.7美分/（kW·h）。（2）太阳能建筑技术在日本的发展日本是自然资源极其匮乏的经济大国，非常重视太阳能等可再生能源的发展，用新能源替代

6、传统能源是举国上下的共同愿望和追求。国家颁布各种政策和法令全力支持太阳能等新能源的发展。至1993年，包括太阳能在内的新能源消费量约占全日本能源消费总量的3%，规划到2010年，太阳能发电量要达到482万kW（为1999年的23倍）。日本也在积极推行“太阳能房屋计划”。至2003年，全日本约有5万户居民安装了太阳能电池板。到2010年，要求所有新建的房屋都要利用太阳能供电。为鼓励太阳能电池板在居民住宅中应用，1997年~2004年，日本政府共投入1230亿日元的资助金。（3）太阳能建筑技术在欧洲的发展欧共体早在20世纪

7、80年代，就开始在建筑上大规模开发和应用太阳能技术。欧共体也积极推行“太阳能房屋计划”。计划到2010年，将安装50万套太阳能房屋，其中德国10万套。法国国家实用技术研究所最近发明了一种建筑外墙玻璃兼作太阳能热水器的产品，这种一体化产品是一种双层中空玻璃，其中40%面积是透明的，余下的部分被盘旋状的可以通水的铜管及银反射管所覆盖，覆盖物位于玻璃内层。这种双层中空玻璃可以吸收太阳能，并利用它把水加热。对于一个大楼来说，仅仅利用建筑外墙玻璃，就能把热水问题解决，每年可以节省大量的电力和煤气。因此，具有很强的市场竞争力。瑞士

8、科学家发明了一种可利用太阳能发电的住宅用窗玻璃，其发电原理类似植物叶片的光合作用。这种玻璃的结构很象树叶，是夹心式的，含有捕捉光能的涂料及半导体物质。当光线激发涂料层中的电子，经过定向传递，便产生电流。其光电转化率为10%以上，可发电150W/m2左右，虽与普通太阳能电池差不多，但其成本只有太阳能电池的1/5，因此，有着很好的使用