1太阳能光热技术在建筑节能中的应用
1.1太阳能光热技术的分类1.1.1被动式太阳能光热技术被动式太阳能光热技术是指不借助外加媒介，直接利用建筑本身的结构或材质特点，为建筑提供热能的技术。其实现方式主要有以下两个方面：一方面是通过合理选取建筑的朝向和地势以及巧妙的功能分区来调节冬夏季建筑热量需求；另一方面是通过合理挑选建筑材料，如具有蓄热能力的地板、墙体、玻璃等，为建筑保温。1.1.2主动式太阳能光热技术主动式太阳能光热技术是指利用外加媒介或技术手段，使太阳能为建筑提供所需能量的技术。其实现方式主要是通过在建筑物中增加额外的设备，如风机、热水器、太阳能空调等，利用水、空气等传输媒介，将太阳能间接的转化为建筑所需要的能量，包括：太阳能热水技术、太阳墙采暖新风技术、太阳热能空调技术等。1.2太阳能光热技术在建筑节能中的应用形式1.2.1建筑太阳能热水系统建筑太阳能热水系统主要是将太阳能热水器与建筑有机结合，并将太阳能转化为水的热能，提供建筑内热水供应，减少烧水需要的额外能源，达到节能的目的。太阳能热水器与建筑的结合形式主要分为分离式和集成式。其中分离式指太阳能热水器与建筑彼此分开，只是将太阳能热水器放置于建筑上，整个热水系统的功能构成不涉及建筑物的相关结构。如：阳台壁挂式真空管太阳能热水器系统，采用固定螺栓将其与阳台外侧固定；屋顶紧凑式真空管太阳能热水器系统，将热水器放置于屋顶并用螺栓固定。分离式热水器，特别是壁挂式热水器，由于采用螺栓固定且长期处于外界环境下，容易受风雨等外界环境因素影响，在长期的恒荷载和活荷载作用下，存在着安全问题。因此建筑设计时可以考虑为太阳能设备预留相应的支撑平台等，一方面便于安装，另一方面可以防止跌落造成安全等问题。而集成式太阳能热水系统指将建筑的部分结构设计成热水器的功能组件，两者集成到一起，共同组成热水系统。如：遮阳集成式平板太阳能热水器，将建筑的遮阳部分用加热材料做成太阳能热水器的集热器，在室外吸收辐射，保温水箱布置在室内来储存加热后的热水。与分离式热水系统相比，集成式热水系统占用面积小，集成度高，安全性较好，但是，也存在着更换、维修困难等缺点。1.2.2建筑太阳能供热及空调系统建筑太阳能供热系统通过设置建筑集热结构，吸收太阳能，维持建筑内部温度，降低采暖能耗，达到节能的目的[2]。主要包括：设置太阳能集热地板及建筑集热墙，在冬季利用墙体和地板吸收太阳能，保持屋内温度；设置太阳能热水循环系统，利用太阳能加热循环水，并利用高温热水在建筑内循环供热，如屋顶池式太阳房，在屋顶设置储水池，冬季白天利用太阳加热，晚上利用辐射对流为下面房间供热。太阳能空调系统是一种兼有供暖、供冷两种功能的建筑节能手段。供热功能可以利用太阳能直接加热空气，并利用空调系统将加热空气送入建筑为其提供热量[3]。供冷功能主要实现方式有：太阳能吸收式制冷，太阳能吸附式制冷，太阳能喷射制冷。其中，吸收式制冷依赖于吸收式热泵技术，利用吸收剂的汽化、冷凝过程提供冷量，而太阳能主要用于吸收剂的汽化加热，其技术相对成熟，而其他技术均处于研发试验阶段。
2太阳能光伏技术在建筑节能中的应用
太阳能光伏技术是指利用光电效应原理，通过太阳能电池将太阳能直接转化为电能的技术[4]。与光热技术相比，光伏技术应用于建筑节能更具灵活性，与建筑的结合形式也更加多样化。2.1太阳能光伏与建筑的结合方式太阳能光伏与建筑的结合主要有两种方式：①建筑与太阳能光伏系统结合，将组装好的光伏组件安装到屋顶，再与蓄电池、逆变器、控制系统等组成光伏发电系统，建筑物主要起到支撑的作用。②建筑与太阳光伏组件集成，用光伏组件代替建筑构件，如屋顶、窗户、墙面、遮阳、雨篷等，光伏组件不仅要满足光伏系统的功能要求同时还要兼顾建筑的基本性能要求。2.2太阳能光伏建筑供电太阳能光伏建筑供电是利用太阳能光伏系统发电，为建筑提供电能，降低建筑电能消耗，达到节能目的。实际应用中，光伏发电系统可分别与建筑用电线路、照明线路、路灯线路耦合，即设置成既可独立光伏供电又可与电网联合供电的方式，晴天时为建筑内用电设备、照明等供电，阴天可根据太阳能光伏发电量的多少额外附加外部电能。2.3太阳能光伏建筑储能太阳能光伏建筑储能指在太阳能光伏建筑中增加储能设备，当晴天或用电量小时，将太阳能产生的电能储存起来，供晚上、阴天等太阳能发电量小或用电量大时使用。目前常用的储能手段主要有铅酸电池储能、锂离子电池储能、液流电池储能等，可根据具体需要配合光伏系统选择。太阳能光伏建筑设计时，可将墙面、屋顶等建筑表面区域设置成太阳能电池板，将储能电池等设备放置在建筑的内部，如地下室、车库等，并利用储能控制系统、逆变器及输电网络等将二者相连。
3结语
太阳能作为新一代能源，具有资源丰富、清洁无污染和可再生等优点，是理想的替代能源。太阳能与建筑的有机结合将大大降低建筑对传统能源的消耗，达到节能减排的目的，将成为今后建筑节能的重要途径之一。与太阳能光热技术相比，太阳能光伏技术，由于集成度高、离网发电、储能方便等技术优势，将在建筑节能设计应用中发挥越来越重要的作用。但是由于太阳能的能流密度较低，易受地点、气候、季节等多种因素影响，加之光伏设备前期投资较大、维护成本较高、技术不成熟等缺点，在进行大规模推广应用前，仍需要进一步研究。
作者：杨茜 王正权 单位：大连职业技术学院 大连融科储能技术发展有限公司
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