太陽能光熱技術(shù)在綠色建筑節(jié)能中的應(yīng)用

魏國貞

按照相關(guān)調(diào)查技術(shù)能夠看出，在我國社會(huì)總資源量當(dāng)中，建筑能耗，資源占據(jù)33%以上。隨著城市化發(fā)展速度的不斷加快，也相應(yīng)增加了較多建筑工程項(xiàng)目數(shù)量和規(guī)模，國內(nèi)外的學(xué)者都開始普遍關(guān)注建筑節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。我國在建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方面也提出了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，致力于推廣使用建筑節(jié)能技術(shù)。太陽能光熱技術(shù)在節(jié)能技術(shù)當(dāng)中屬于重點(diǎn)研究內(nèi)容，并且在實(shí)際建設(shè)當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用。在建筑施工當(dāng)中應(yīng)用太陽能光熱技術(shù)能夠借助于太陽能發(fā)電，達(dá)到能暖通等節(jié)能要求。本文主要是探討分析太陽能光熱技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)人員提供參考性價(jià)值。

一、太陽能暖通

1.太陽能技術(shù)當(dāng)中的采暖節(jié)能

在建筑節(jié)能技術(shù)當(dāng)中，太陽能采暖技術(shù)也能夠從根本上降低建設(shè)成本。相比于被動(dòng)式采暖來說，主動(dòng)式采暖的應(yīng)用范圍更加廣泛。按照實(shí)踐應(yīng)用可以看出，太陽能采暖具有較低的成本，并且不會(huì)產(chǎn)生較大的噪音。然而，該種技術(shù)如果在陰雨天氣條件下存在較大的限制，降低整體熱能轉(zhuǎn)換效率。在晚上或者陰雨天氣條件下，將會(huì)顯著降低采暖效果。為了解決和處理以上應(yīng)用弊端，需要與其他采暖方式結(jié)合使用來確保室內(nèi)采暖要求。將太陽能技術(shù)應(yīng)用于采暖當(dāng)中，在實(shí)際研究期間需要全面降低回收期，最大限度提高利用率。

2.太陽能技術(shù)當(dāng)中的制冷節(jié)能

將太陽能技術(shù)應(yīng)用到制冷功效當(dāng)中，在整個(gè)技術(shù)分析當(dāng)中，制冷效率屬于重點(diǎn)研究對象。現(xiàn)階段，太陽能制冷機(jī)具有相對較小的體積，在實(shí)際應(yīng)用方面尤其是規(guī)模方面存在較大局限，相應(yīng)提升了制冷機(jī)造價(jià)成本，因此需要對該領(lǐng)域加大研究力度。

3.太陽能技術(shù)當(dāng)中的通風(fēng)節(jié)能

在通風(fēng)節(jié)能當(dāng)中應(yīng)用太陽能技術(shù)的原理主要是借助太陽輻射作用，加熱隔層空氣，之后利用通風(fēng)窗和太陽能煙囪實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，將通風(fēng)窗內(nèi)外的空氣進(jìn)行交換。太陽能煙囪的原理主要是通過屋面和溫差太陽能集熱墻控制排風(fēng)溫度，借助煙囪抽吸效應(yīng)全面加強(qiáng)通風(fēng)水平，使室內(nèi)外實(shí)現(xiàn)通風(fēng)。在設(shè)置通風(fēng)窗時(shí)，主要是利用雙層方式，太陽直射下能夠利用大氣對流實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，該種設(shè)計(jì)形式能夠確保室內(nèi)采光。

4.太陽能技術(shù)當(dāng)中集中熱水供應(yīng)節(jié)能

在日常生活當(dāng)中，太陽能熱水器屬于常見物品。集中熱水供應(yīng)主要是利用集熱器加熱水箱當(dāng)中的冷水，之后再通過熱水箱存儲熱水，利用相關(guān)的輔助設(shè)備控制和監(jiān)測水溫變化情況。集中熱水供應(yīng)技術(shù)具有較低的熱水效率，出現(xiàn)較多不規(guī)范安裝，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用方面存在較大限制。通常情況下，大型太陽能熱水供應(yīng)量會(huì)出現(xiàn)較多熱量損失情況。處理以上問題主要是通過分散水箱方式提供熱水，采用分散設(shè)計(jì)方式設(shè)置不同用戶的水箱，這樣能夠在較大程度上降低熱量損失，不斷提升熱量轉(zhuǎn)換效率。

5.太陽能技術(shù)當(dāng)中的除濕節(jié)能

在除濕方面應(yīng)用太陽能技術(shù)主要是通過循環(huán)系統(tǒng)與干燥劑的聯(lián)合使用，這樣能夠去除空氣當(dāng)中的濕氣。該種循環(huán)系統(tǒng)就要較強(qiáng)的開放性，在實(shí)際應(yīng)用期間主要是改變空氣當(dāng)中的濕度和溫度，以達(dá)到吸附濕氣的作用。目前，除濕節(jié)能主要是應(yīng)用不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)，主要包括固體除濕，轉(zhuǎn)輪除濕，溶液除濕以及吸附除濕等。與其他除濕技術(shù)比較分析，在開發(fā)和研究太陽能除濕技術(shù)期間，逐漸出現(xiàn)了應(yīng)用性能良好的除濕器和再生器，全面加強(qiáng)蓄能水平和材料強(qiáng)度，已經(jīng)成為現(xiàn)代化太陽能除濕技術(shù)當(dāng)中的重要手段之一。

二、太陽能發(fā)電

當(dāng)前，在研究和開發(fā)太陽能發(fā)電技術(shù)當(dāng)中主要包括光熱發(fā)電和光伏發(fā)電。

1.光伏發(fā)電技術(shù)

該種技術(shù)主要是利用光伏電池實(shí)現(xiàn)發(fā)電。在惠及太陽光之后能夠轉(zhuǎn)化各種能量。光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要組成設(shè)備包括逆變器，太陽能電池板以及控制器等。該發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立發(fā)電。其次，可以將電網(wǎng)與光伏發(fā)電進(jìn)行連接。需要按照實(shí)際應(yīng)用情況選擇電池組，如果需要對某個(gè)地區(qū)進(jìn)行獨(dú)立供電，就需要應(yīng)用電池組。將電網(wǎng)與光伏發(fā)電連接之后就不需要應(yīng)用電池組。光伏發(fā)電具有較高的發(fā)電成本，在開發(fā)研究方面也具有較大的難度。光伏發(fā)電當(dāng)中的關(guān)鍵材料產(chǎn)量比較低，缺乏有效的能耗控制措施。

2.光熱發(fā)電技術(shù)

該種技術(shù)是收集和轉(zhuǎn)換太陽光當(dāng)中的熱能實(shí)現(xiàn)發(fā)電。在20世紀(jì)50年代左右太陽能發(fā)電站就已經(jīng)被研究并使用，實(shí)現(xiàn)了首次光熱發(fā)電。隨著該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)能夠?qū)⒐鉄岚l(fā)電的裝機(jī)容量提升至500kW。我國在光熱發(fā)電技術(shù)方面的研究比較晚，因此，需要加強(qiáng)完善市場化水平。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國太陽能技術(shù)也逐漸朝著多樣化的方向發(fā)展。

三、太陽能光熱技術(shù)在綠色建筑節(jié)能中的應(yīng)用

1.項(xiàng)目概況

此次建設(shè)的項(xiàng)目主要是通過采用太陽能系統(tǒng)為公寓樓、公共浴室、教學(xué)樓和輔助用房提供生活熱水，提高既有建筑的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)校總建筑面積為21.4萬平方米，利用太陽能光熱應(yīng)用面積為14.7萬平方米，配置太陽能光熱組件1900平米，供熱功率3500kW。本工程太陽能光熱系統(tǒng)工程建成后，每年節(jié)能量為481噸標(biāo)準(zhǔn)煤，轉(zhuǎn)換成發(fā)電量估計(jì)達(dá)到1367400度，計(jì)劃申請國家資金補(bǔ)貼881萬元。此次項(xiàng)目建設(shè)主要是將太陽能集熱板與建筑相結(jié)合，可降低光熱系統(tǒng)的應(yīng)用成本；原地采熱、原地使用，節(jié)省傳統(tǒng)熱力輸送過程的熱力損失。本項(xiàng)目中太陽能光熱系統(tǒng)的運(yùn)行方式主要可分為單獨(dú)運(yùn)行和與浴室鍋爐并列運(yùn)行兩大類。

平板集熱器

本方案選用廣東五星太陽能股份有限公司自行研制的平板集熱器，如上圖所示 。

注：1.金屬外殼 2.透明蓋板 3.集熱排管 4.集管 5.吸熱板 6.保溫層 7.背板

2.方案設(shè)計(jì)

（1）太陽能集熱板與建筑相結(jié)合，可使建筑外觀更具魅力，同時(shí)可降低光熱系統(tǒng)的應(yīng)用成本；可實(shí)現(xiàn)原地采熱、原地使用，節(jié)省傳統(tǒng)熱力輸送過程的熱力損失；由于日照最強(qiáng)時(shí)負(fù)荷最大、光熱系統(tǒng)發(fā)熱量也最大，有利于緩解熱力高峰負(fù)荷需求；光熱組件處于圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面，吸收并轉(zhuǎn)化了部分太陽能，有利于減少建筑室內(nèi)得熱量、降低空調(diào)負(fù)荷，另外共用框架及安裝構(gòu)件，可以節(jié)省制造和安裝成本。

（2）太陽能集熱循環(huán)系統(tǒng)：太陽能集熱器采用循環(huán)加熱方式，集熱器利用溫差控制器控制強(qiáng)制循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)乙二醇溶液進(jìn)入集熱器吸熱，在儲能水箱內(nèi)通過換熱盤管放熱。當(dāng)集熱器上循環(huán)管測溫探頭的溫度比水箱測溫探頭測到溫度高于設(shè)定溫度（一般8～12℃）時(shí)，強(qiáng)制循環(huán)泵啟動(dòng)；當(dāng)兩處測到的溫差低于設(shè)定溫度（一般5～8℃）時(shí)，強(qiáng)制循環(huán)泵停止工作。為防止過熱，當(dāng)水箱的溫度高于65℃時(shí)候，停止循環(huán)泵運(yùn)行。

四、結(jié)語

綜上所述，隨著現(xiàn)代化發(fā)展對節(jié)能技術(shù)的不斷要求，各行業(yè)領(lǐng)域普遍應(yīng)用太陽能光熱技術(shù)。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展逐漸增加了對各能源需求量，導(dǎo)致各類能源急劇缺乏。在建筑施工期間應(yīng)用太陽能光熱技術(shù)能夠有效降低能源消耗。由于太陽能屬于可再生資源，具有較高的安全性，因此需要有效開發(fā)和研究太陽能技術(shù)的各項(xiàng)應(yīng)用要點(diǎn)，全面促進(jìn)太陽能技術(shù)在建筑節(jié)能方面的應(yīng)用。