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1、论太阳能技术在建筑电气中应用 摘要:太阳能资源丰富、清洁和无污染性,在环保、节能方面显示出无与伦比的优越性。在能源短缺的大环境下,太阳是目前最重要的能源。本文就太阳能技术应用于建筑电气各系统进行阐述。关键词:太阳能技术建筑电气应用中图分类号：TK51文献标识码：A文章编号：1太阳能技术在建筑电气中的发展概况在太阳能建筑的综合利用上,国外的理论与实践发展较早。美国早在20世纪80年代中期就开始对太阳能光热发电、光伏发电、太阳能建材化、太阳能建筑一体化等方而进行了大量的研究,并于1997年实施了“百万太阳能屋顶计划”,每年可减少二氧化碳排放量约351
2、万吨;日本从1997年起也在积极推行的“太阳能房屋计划”,至2003年约有5万户居民安装了太阳能电池板,并从2010年起要求所有新建房屋都要利用太阳能供电。7我国的太阳能建筑应用研究相对于发达国家来说起步较晚,开始于上世纪70年代末,80年代才重点发展了被动式太阳能采暖技术,并建成了数百座太阳能采暖示范建筑。90年代末,我国在太阳能技术综合应用上开始有了长足发展,建成了多座包含太阳能光热、光电转换技术的公共建筑和住宅。目前我国对太阳能采暖和太阳能热水器的研究比较深入,应用也比较广泛。相对而言,发电和制冷方面技术复杂,造价较高,推广与应用都受到了一定
3、的限制。2太阳能在建筑电气中的应用2.1太阳能热水器热水器是太阳能热利用中商业化程度最高、应用最普遍的技术。1998年世界太阳能热水器的总保有量约5400万平米。二十一世纪的今天热水器仍然是太阳能热利用的最主要市场之一。2.2太阳能采暖太阳能采暖技术总体上可以分为两大类:被动式和主动式,其中每类都包括多种形式。在设计和使用时往往采用不同形式相结合,以求合理与最优化。(l)被动式太阳能采暖设计被动式太阳能采暖设计是通过建筑朝向和周围环境的合理分布、内部空间和外部形体的巧妙处理、以及建筑材料和结构构造的恰当选择,使其在冬季能集取、保持、储存、分布太阳热
4、能,从而解决建筑物的采暖问题。该设计的基本思想是控制阳光和空气在恰当的时间进入建筑并储存和分配热空气。其设计的基本原则是要有有效的绝热外壳,有足够的集热面积,室内布置尽可能多的储热体,以及主次房间的平面位置合理。其典型的设计形式如图l所示。7主动式太阳能采暖设计主动式太阳能采暖设计是以太阳能的集热器、管道、散热器、风机或泵以及储热装置等组成强制循环的太阳能采暖系统。相对于被动式系统而言,主动式系统较为复杂,造价较.高,多用于大型公共建筑,其典型的设计形式如图2所示。2.3太阳能光伏技术太阳能光伏技术是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的技术。建筑光
5、伏集成具有多功能和可持续发展的特征,建筑物的外壳能为光伏系统提供足够的面积,不需要占用太多的土地,省去光伏系统的支撑结构;光伏阵列可以代替常规建筑材料,从而节省安装和材料费用,例如常规外墙包覆装修成本与光伏组件成本相当;光伏系统的安装可集成到建筑施工过程,降低施工成本;在用电地点发电,避免传输和配电损失,降低了电力传输和配电的投资和维修成本;集成设计使建筑更加洁净、完美,,更容易被专业建筑师和广大用户接受。太阳能光伏系统和建筑的完美结合体现了可持续发展的理想范例。2.4太阳能照明技术太阳能光伏技术已广泛应用在交通、建筑、农林等各个行业中。尤其在照明
6、工程中,更是大放异彩7太阳能电池板作为发电系统,让电池板电源经过大功率二极管及控制系统给蓄电池充电,用蓄电池电源控制系统内设的自动保护系统动作,电池板自动切断电源,实行自动保护。到晚上,太阳能电池板又起到了光控作用,给控制系统发出指令,此时控制系统自动开启,输出电压,使各式灯具达到设计的照明效果。并可调节所需的照明时间。太阳能亮化技术具有一次性投资、无长期运行费用、安装方便、免维护、使用寿命长等特点,不会对原有植被、环境造成破坏,同时也降低了费用,节约能源。(2)太阳能走廊灯由太阳能电池板供电。太阳能安装在天台或屋面,用专用导线传送到每层走道和楼梯
7、口。系统采用声、光感应,延时控制。白天系统充电、夜间自动转换开启装置,当探测到有人走动信息后,自动启动亮灯装置,并延时3～5分钟后自行关闭。当楼内发生突发事故如火灾、地震等切断电源或区域停电时,仍可连续供电3～5小时,可以作为应急灯使用,在降低费用的同时体现了人性化的设计理念。(3)由多片单晶硅太阳能光电池组合而成的电池板,经过太阳光的照射之后产生光电效应而发出直流电,再由系统中的电源转换器将直流电转换成一般电器所需的交流电,经由配电系统供照明、空调等系统使用,以及蓄电池储存电力,尚可提供防灾紧急用电需求。建筑物的墙面和屋顶的PV组件的造型、色彩、
8、建筑风格与建筑物结合,与周围的自然环境整合,以期达到完美的协调。72.5太阳能发电太阳能光热发电不仅要替代部分常规能源，而
