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太阳能的操纵

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  我国应用太阳能采暖发展迅速,节能效果明显。在建筑物的能耗结构中,其中75%左右的能源用于建筑采暖和热水供应。将太阳能利用与建筑节能技术相结合,可以降低能源消耗,减少能源消耗所带来的环境污染,是建筑节能的一个重要途径。

  将太阳能作为蒸发器热源的热泵系统称为太阳能热泵系统。太阳能热泵应用的主要研究领域为冬季太阳能热泵——地板辐射供暖系统和非采暖季太阳能热泵供热水系统的研究。

  热泵技术是一种新型的节能型空调制冷供热技术,是利用少量高品位的电能作为驱动能源,从低温热源吸取低品位热能,并将其传输给高温热源,以达到泵热的目的,从而转能质系数低的能源为能质系数高的能源,节约高品位能源,是一种能够提高能量品位的技术。

  在太阳能的利用中,太阳能制冷空调是一个极具发展前景的领域,也是当前制冷技术研究中的热点。太阳能制冷具有以下三个优点:1)节能;2)环保;3)热量的供给和冷量的需求在季节和数量上能够高度匹配,太阳辐射越强,气温越高,冷量需求也越大。太阳能制冷还可以设计成多能源系统,充分利用余热、废气、天然气等其他能源。

  目前,关于太阳能制冷系统的研究较多,从原理上看主要包括以下两种:1)以热能为驱动能源,如吸收式、吸附式、喷射式制冷等;2)以电能为驱动能源,先把太阳能转化成电能,然后再利用电能来制冷,如光电式制冷、热电制冷等。

  目前,在欧美等发达国家,一些公用事业公司通过大型中心光电场以增加他们的电能,而另一些电力公司则通过建立靠近用户的小型光电场达到这个目的。有的光电阵列集电板布置在毗邻建筑的地方,有的布置在屋顶上,或者干脆整个结合到建筑的围护结构中。在这种情况下,建筑光电一体式系统就应运而生,简称为BIPV。这种BIPV光电设备可以充当建筑的屋顶、外壁板、幕墙、玻璃窗或者雨篷等特殊元件。

  建筑光电一体式系统作为一项新领域有如下优点:1)能够减少电量输送过程的费用,而这部分费用有时高达总电价的50%; 2)能够减少电量输送过程的能耗;3)避免了放置光电阵板的额外占用空间;4)可以省去建筑围护结构的部分费用;5)与建筑结构合二为一,可以省去单独为光电设备提供的支撑结构;6)使用新型建筑围护材料,发挥美学潜力;7)以不破坏环境的方式生产全部或部分的建筑所需电力。

  由于建筑光电一体式系统具有如上所述的一系列优点,并且随着光电技术研究的进步、光电设备价格的下降,在不久的将来,将有越来越多的建筑表面将采用光电覆面。

  太阳辐射能作为一种自然能源,以其储量丰富且无污染性显示了其独特的优势,已被国际公认为未来最具竞争性的能源之一。

  我国陆地面积接收的太阳辐射总量在3.3×103 kJ/( m2·年)~ 8.4×10 kJ/(m2·年)之间,相当于2.4×10 亿t标准煤,属太阳能资源丰富的国家之一,太阳能利用前景十分广阔。在人口膨胀、资源紧张等问题困扰人类的今天,开发利用太阳能,提倡建造绿色建筑,充分体现了可持续发展和人类回归自然的理念。