建筑中風能和太陽能的利用研究

單小鋒

摘要：風能和太陽能屬于當前應用較為廣泛的新能源，而我國作為能源消耗大國，再加上可再生能源的利用率偏低，所以若想實現長久發展目標，必須強化對風能和太陽能的重視。在建筑行業發展過程中，雖然建設水平一直在提升，但是對能源的消耗量也逐漸增大。為保證行業的可持續發展，必須科學對風能和太陽能加以利用。

關鍵詞：建筑;風能;太陽能;利用

引言：在建筑行業發展規模不斷擴大的同時，人們對于能源的消耗問題也越來越關注。為確保行業的可持續發展目標能高效實現，在建筑中，應該加強對風能以及太陽能兩種新能源的利用，深入分析和研究，保證兩種能源的利用率能有效提高，進而更好地為城市發展和建設提供服務。

1建筑中風能和太陽能利用的必要性分析

在當前社會發展過程中，對生態環境重視程度越來越越高，并強化了對綠色能源的研究，諸如太陽能、風能等，是當前應用較為普遍的可再生能源，清潔性很高。從宏觀理論角度考量，風能和太陽是可以持續應用的。因而，在建筑中，應該高效對這種能源加以利用。為了能全面促進建筑節能性的增強，在建筑中，應該深層次對新工藝和新技術進行開發，加大對分能和太陽能的運用[1]。通常情況下，不可再生能源在應用期間，諸如煤炭等，對生態環境污染很大，所消耗的能源資源也比較多，會導致資源的利用率越來越低，資源浪費問題顯著。因而，在這種背景下，要想進一步促進建筑工程建設效果的提升，必須強化利用風能和太陽能，保證資源的利用率能夠增大，讓建筑的呈現更加美觀。

2建筑中風能的利用

風能屬于一種較為常見的可再生能源，在很早之前便被利用于提供動力方面，諸如借助風，對風帆進行作用，以此來推動船在水上平穩行駛。經過多年的發展，各個領域對于風能的使用越來越廣泛，尤其是在建筑中，常常會利用風能發電，能提到良好的發電效果。

2.1 建筑中風能的特點分析

在一些大城市中，建筑物的樓層較高，建筑與建筑之間的密度很大，再加上下墊面比較粗糙，所以有很強的機械湍流，局部風場變化明顯。并且，在建筑物的影響下，城市中也會出現局部大風的現象，特別是高層建筑屋頂，常常會有大風速區存在。因此，在不對建筑物周圍環境和居民舒適度產生任何影響的基礎上，可以在屋頂上加風力強化及收集的載體，并將風力機與載體相融合，從而達到風力發電的目的。為了能讓集風效果增強，為發電提供更多便利，在屋頂上可以安裝集風墻并開風洞，確保風能的利用率能整體提高。通常而言，與開封洞相比，集風墻的有效利用，可以對建筑物的強度良好提高[2]。

1.2 適宜風力發電機研究

現階段，能夠應用在建筑環境中的風力機種類相對較多，包括垂直軸風力機、水平軸風力機等，與水平軸的風力機相比，垂直軸風力機無論是在安裝維修上還是在葉片設計上，都有較為明顯的優勢，運行十分平穩，不會產生太大的噪音，具有很強的抗風能力，整體的造價成本相對較小，不會占有太大的空間，任何方向來的風都能用于發電。并且，該種風力機的造比較簡單，成本低廉。在安裝風力機期間，要控制好風力機轉子的直徑，當小于建筑直徑15%時，可以達到最大的風能利用效果。為提升發電質量，要確保風力機與建筑環境相融合，保證人們的生活不會被影響。在風力發電期間，可以將風力機安裝在建筑的各個部位，諸如建筑屋頂、建筑物角邊等。通過分析可知，風葉受風面積的大小，與風機受風面積有緊密聯系，所以應該在建筑結構安全得到保障的基礎上，適當對風葉面積進行增大，提升發電功率。如果城市中沒有太大的風力，可以對低風速啟動風機進行使用，實現持續供電的目標。

2建筑中太陽能的利用

2.1 光伏幕墻技術

在建筑中，對太陽能進行利用，能有效實現建筑節能的目的。通常而言，太陽能發電板大多會在大樓的頂部位置安裝，外墻面也可以安裝上光伏幕墻，以此來達到發電效果。在城市發展過程中，光伏幕墻屬于建筑中一種較為先進新能源形式，除了能產生電能之外，也可以作為建筑的玻璃幕墻，具有良好的保暖、透光作用，整體的隔音效果相對良好，安全系數非常高，還能起到一定的裝飾作用。當前應用的光伏幕墻主要是應用智能玻璃幕墻技術，耐用性強，質量功率密度高，優勢頗多。

2.2 光伏發電技術

在建筑中，可以對光伏發電系統有效利用，以此提升發電效果。該系統所涵蓋的技術相對較多，包括孤島保護技術、電能的雙向計量等。在光伏發電系統中，所應用的逆變器類型有很多，包括工頻隔離系統、高頻隔離等。所謂的孤島效應，主要是指如果電網部分線路存在故障問題，或者因為維修而導致停電，停電線路會借助所連接的并網裝置持續供電，同時與周圍負載形成孤島現象，能做到自主供電。

3風光能的發電方式分析

通常情況下，因為各地資源環境存在的差異比較大，所以風能和太陽能的發電方式也有很多種，諸如獨立發電方式、風力—太陽能光伏發電方式等。對于風力比較充足但太陽能不足的地區，可以對風力（光伏）發電獨立供電方式加以利用。針對獨立運行模式來說，要有儲能裝置，以便能源的供給能夠十分充足。在建筑中，也可以對光伏幕墻—風電幕墻及光伏電板的形式加以利用。當然，也可以利用電網聯合供電，利用小型風力發電機便能實現發電。如果風量不充足，則可以對電網供電方式進行運用，這種模式能有效對蓄電池等設備加以免除，整體的維護費用不高，系統成本較小，具有較強的經濟性，要遠遠好于其他模式。

結束語：

綜合而言，針對建筑行業來說，雖然發展速度越來越快，規模大幅度擴大，但由于建筑工程涉及內容相對較多，所以需要的能耗也非常大，對社會可持續發展的良好推進非常不利。為了能有效改變這一現狀，應該樹立綠色節能意識，將風能和太陽能合理應用于建筑中。

參考文獻

[1]李海丹，李小慧.建筑設計中風能和太陽能的運用分析[J].工業控制計算機，2019，26（008）：113-114.

[2]李長青.低層住宅建筑中太陽能和風能的實際利用研究[J].全文版：工程技術，2019，000（006）：P.117-117.