太阳能在建筑节能中的综合利用

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1、太阳能在建筑节能中的综合利用【摘太阳能在建筑节能中的综合利用【摘太阳能在建筑节能中的综合利用【摘太阳能在建筑节能中的综合利用【摘要】本文主要阐述了太阳能在现代建筑中的多种利用方式。太阳能在建筑中的利用包括发电、采暖、制冷、通风、供热水、除湿等方面，为提高太阳能的综合利用效率，通常要采用太阳能多方面利用和能量梯级利用。并提出现代建筑在太阳能利用方面需解决的问题，为太阳能的大规模利用提供条件，推动建筑节能的发展。【关键词】光伏发电;光热发电;建筑节能;综合利用效率;梯级利用0.引言建筑能耗占全部能源消耗的30-40%，并随着工业化的发展而进一步增加。建筑节能得到了国内外越来

2、越多的关注，出台了一系列的建筑节能规范和标准。我国1997年就提出了节能50%的要求，先后出台了多部建筑节能标准和规范，并且更新很快，加强了建筑节能的管理和推行。太阳能在建筑节能中的主要应用途径：太阳能发电、太阳能采暖、太阳能制冷、太阳能通风、太阳能除湿、太阳能热水器，其次，太阳能还在建筑通讯、太阳能房等方面得到了广泛研究。1.太阳能发电太阳能发电包括聚光光伏发电和聚光光热发电，主要的聚光方式有透射聚光和反射聚光，透射聚光利用菲涅尔透镜，反射聚光主要包括蝶形、槽式、塔式、平面式，相比透射聚光，反射聚光得到了更多的应用研究，槽式聚光发电系统成本低，技术成熟，在商业应用中较

3、多，塔式和碟式还处于实验研究阶段，商业化投资和成本有待进一步验证，其中，碟式聚光具有较高的转化效率，峰值可达30%。通过太阳能发电驱动建筑内的用电设备进行工作，通常需要辅助电源，保证建筑内的正常、稳定、持续供电，实现建筑节能。1.1光伏发电光伏发电是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术，1954年在美国贝尔实验室研制出第一块太阳能电池，太阳能电池是太阳能利用最成功的技术之一。光伏发电系统主要由太阳能电池板、控制器和逆变器组成，太阳能发电可配置为独立式和连接电网式，当太阳能为特定场所提供电能时，可采用独立式，并将白天用不完的电能储存在电池组中。当

4、太阳能发电与电网连接时，系统则不必配备电池组。光伏发电在我国所面临的问题：光伏发电成本太高，不具备市场竞争力；技术研发投入有限，创新力量薄弱，技术发展缓慢；95%的硅材料依靠进口，产能过低；环保问题和高能耗问题凸显。1.2光热发电太阳能光热发电采用集热器收集热量，经换热装置提供蒸汽，推动汽轮机发电。1950年，原苏联设计了世界上第一座太阳能塔式电站，太阳能光热发电技术已成熟，早在上世纪八十年代，国外就已建成装机容量500千瓦以上的光热发电电厂，国内太阳能光热发电技术起步较晚，2007年，国内首座太阳能塔式热电系统通过验收，2010年，亚洲首座塔式太阳能光热电站在北京开工

5、，2011年4月，内蒙古50mw槽式太阳能项目招标完成，这标志着我国太阳能光热发电走向市场化，我国的太阳能发电技术发展迅速，并且极具潜力。太阳能光热发电的特点：生产过程清洁，不污染环境；技术成熟；投资成本高；规模效应明显；具有较高的电力稳定性；能更好地与传统电厂接轨。太阳能光热发电和光伏发电具有各自的优劣，不能相互替代，在我国是并行发展的，发展难点在于技术创新，降低投资，减小对环境的影响。2.太阳能在暖通方面的应用2.1太阳能采暖太阳能采暖可分为主动式采暖和被动式采暖，目前，为更大程度地利用太阳能，被动式采暖得到了更多的重视。太阳能采暖具有噪声小、清洁无污染的特点。由于

6、太阳照射强度变化、集热器效率不是很高的问题，太阳能采暖的利用受到了限制，在夜间或阴雨天气，无法满足室内采暖温度的要求，通常需要配合其他的辅助方式或采用不同的采暖方式。实践表明，室内采用辐射采暖，配合以热泵技术是合适的，并且很节能。与电采暖相比，太阳能设备的静态投资回收期约为10年，提高太阳能设备的利用率是减小回收期的关键问题。2.2太阳能制冷太阳能制冷是将太阳能转化为热媒的热能，通过热能进行制冷。热媒的温度越高，则制冷机的cop值越大，可采用的方式：吸收式、吸附式、喷射式、朗肯循环、化学反应等[1]。目前应用较多的是单效溴化锂-水吸收式、双效溴化锂-水吸收式和多效溴化锂

7、-水吸收式，其中，多效溴化锂-水吸收式制冷具有更高的cop值，对热媒的温度要求也更高。单纯依靠中低温太阳能制冷效率较低，为提高制冷机效率，可采用太阳能梯级利用的方法[2]，通过高效集热器获得高温热能，利用高温热能驱动汽轮机或透平机，产生电能或动力，利用汽轮机或透平机的余热或废气驱动制冷机，此时的太阳能综合利用远远高于通行的制冷方法。提高太阳能的集热温度，对太阳能梯级利用是提高太阳能制冷效率的方法之一。鉴于造价、工艺、效率等方面的原因，太阳能制冷机不宜做的太小，应具备一定的规模，从而，提高系统的综合效率。2.3太阳能除湿太阳能除湿是采用一种