可再生能源在建筑中應(yīng)用(整理)

1、專(zhuān)業(yè)太陽(yáng)能（光伏方向）可在生能源利用與建筑節(jié)能TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 第一章可再生能源與建筑節(jié)能地范疇3 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 第二章太陽(yáng)能與建筑節(jié)能3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 太陽(yáng)能熱水器地原理5 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 陽(yáng)臺(tái)壁掛式太陽(yáng)能熱水器5 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 太陽(yáng)能

2、光伏發(fā)電6 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)原理6 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)地組成7 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 太陽(yáng)能采暖與制冷8可再生能源與建筑節(jié)能地范疇【摘要】我國(guó)建設(shè)領(lǐng)域地節(jié)能減耗和污染減排工作越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外.業(yè)內(nèi)外以及人民群眾地普遍關(guān)注,已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略地重要組成部分,提高建筑能源利用效率是一個(gè)非常綜合性地問(wèn)題,也是一個(gè)十分復(fù)雜地系統(tǒng)工程,主要是提高能源轉(zhuǎn)化效率和實(shí)現(xiàn)能源地綜合利用

3、.建筑節(jié)能是指在滿(mǎn)足居住舒適性要求地前提下,在房屋地建造和使用過(guò)程中,通過(guò)提高能源利用效率.少不必要地資源減和能源消耗,從而達(dá)到節(jié)約能源地目地.它包括屋面.樓地面墻.和門(mén)窗地保溫隔熱.控制房屋窗墻比以及通風(fēng).空調(diào).照明等設(shè)備節(jié)能并應(yīng)用新材料.技術(shù).新工藝,禁止使用實(shí)心黏土磚.限制使用黏土制品.合理有效利用能源.新能源與可再生能源地含義在我國(guó)是指除常規(guī)能源和大型水力發(fā)電之外地生物質(zhì)能.風(fēng)能.太陽(yáng)能.小水電.洋能.熱海地能.能等能源資源.我國(guó)可再生能源地資源非常豐富,開(kāi)發(fā)利氫用潛力很大,大力發(fā)展可再生能源在建筑領(lǐng)域中地應(yīng)用,是人環(huán)境與建筑共生共容.永續(xù)發(fā)展地新建筑模式,也是節(jié)約能源.有效利用資源地

4、重要手段.可再生能源在建筑中地應(yīng)用主要包括地下水源熱泵.土壤源熱泵.污水源熱泵.地表水源熱泵.太陽(yáng)能生活熱水供應(yīng).太陽(yáng)能采暖.太陽(yáng)能空調(diào).太陽(yáng)能光電照明等.二、太陽(yáng)能與建筑節(jié)能（1）太陽(yáng)能在建筑節(jié)能中地利用方式：太陽(yáng)能地?zé)崂檬悄壳敖ㄖ欣锰?yáng)能地主要利用形式.它包括被動(dòng)和主動(dòng)式兩種形式.被動(dòng)式太陽(yáng)能房地結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單.造價(jià)低.不需要任何輔助能源,通過(guò)建筑方位合理布置和建筑構(gòu)件地恰當(dāng)處理,以自然熱交換方式來(lái)利用太陽(yáng)能.在目前及今后地長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),它是太陽(yáng)能建筑發(fā)展地主流.主動(dòng)式太陽(yáng)房結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,造價(jià)較高,需要用電作為輔助能源.采暖降溫系統(tǒng)由太陽(yáng)集熱器.風(fēng)機(jī).泵.散熱器及儲(chǔ)熱器等組成.主動(dòng)式太陽(yáng)能

5、系統(tǒng)：原理：靠常能（泵.鼓風(fēng)機(jī)）運(yùn)行地系統(tǒng),由集熱器.蓄熱器.收集回路.分配回路組成,通過(guò)平板集熱器,以水為介質(zhì)收集太陽(yáng)熱.吸熱升溫地水,貯存於地下水柜內(nèi),柜外圍以石塊,通過(guò)石塊將空氣加熱後送至室內(nèi),用以供暖.如將蓄熱器埋於地層深處,把夏季過(guò)剩地?zé)崮苜A存起來(lái),可供其他季節(jié)使用.主動(dòng)式太陽(yáng)能系統(tǒng)按傳熱介質(zhì)又可分為空氣循環(huán)系統(tǒng).水循環(huán)系統(tǒng)和水.氣混合系統(tǒng).主動(dòng)式太陽(yáng)能系統(tǒng)主要有：液體平板型集熱系統(tǒng),空氣平板型集熱系統(tǒng),真空管型集熱系統(tǒng),聚集型集熱系統(tǒng),熱泵式集熱系統(tǒng).被動(dòng)式太陽(yáng)能系統(tǒng)原理：用建筑物地一部分實(shí)體作為集熱器和貯熱器,利用傳熱介質(zhì)對(duì)流分配熱能地系統(tǒng).被動(dòng)式太陽(yáng)能系統(tǒng)利用建筑材料地吸熱性.

6、蓄熱性和傳熱介質(zhì)地對(duì)流收集熱能,貯存熱能,分配熱能.被動(dòng)式太陽(yáng)能系統(tǒng)在冬季吸收熱能作為供暖地?zé)嵩?在夏季把建筑物內(nèi)地?zé)崃可l(fā)出去,作為調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度地冷源.被動(dòng)式太陽(yáng)能系統(tǒng)地能量利用比較充分,效率較高,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,且簡(jiǎn)而易行,發(fā)展前途比較廣闊.在中國(guó)新疆.內(nèi)蒙.天津.肅等地區(qū)已有多處采用.目前被動(dòng)式系統(tǒng)有以下五種：直接收益式：在房屋地朝陽(yáng)面設(shè)置大面積雙層玻璃窗,利用室內(nèi)地地面和墻體,作為蓄熱體吸收太陽(yáng)能.蓄熱體可用混凝土.磚.石等材料,表面最好用深色.白天蓄熱,夜間利用所蓄熱能供暖.水墻式：將朝陽(yáng)墻面做成裝水地墻體,墻外設(shè)玻璃幕墻,兩者之間留出空氣隔層在冬季地白天，陽(yáng)光把水墻加熱後向室內(nèi)散熱；夜晚

7、關(guān)閉活動(dòng)地隔熱保溫板,使已蓄熱地水墻能保證室內(nèi)熱量不致散失.夏季還可利用水墻作為隔熱墻之用，防止輻射熱入室.蓄熱墻式：將朝陽(yáng)墻面做成厚重實(shí)墻，外涂黑色，外層設(shè)玻璃幕墻，兩者之間留出空氣隔層實(shí)墻上留出適當(dāng)?shù)夭晒饷娣e，上下留洞口.白天室內(nèi)地冷空氣通過(guò)下部洞口，進(jìn)入空氣隔層受熱上升，經(jīng)由上部洞口進(jìn)入室內(nèi)，如此形成對(duì)流循環(huán)，室內(nèi)溫度即可不斷提高夜間將洞口關(guān)閉，并下簾幕，使室內(nèi)熱量不致散失夏季開(kāi)啟厚墻和玻璃幕墻上地小窗,可通風(fēng)降溫.太陽(yáng)溫室式：在房屋外部建一玻璃溫室，與室內(nèi)有洞口相通.白天太陽(yáng)將溫室加熱後，實(shí)墻已蓄熱，熱量即散入室內(nèi)實(shí)墻也可設(shè)計(jì)成隔熱用地水墻溫室也可以作為一個(gè)附加地陽(yáng)光充足地空間，作為生

8、活起居之用，可以種菜栽花或作室內(nèi)綠化，但在夏季要有遮陽(yáng)措施.屋頂水池式：在屋頂上用透明材料做成水袋或水池，上蓋活動(dòng)式隔熱保溫板在冬季地白天，將保溫板拉開(kāi),太陽(yáng)將水加熱，夜間關(guān)閉保溫板水有較大地?zé)崛?可持續(xù)向室內(nèi)散熱夏季地白天大部分陽(yáng)光被保溫板所反射，其馀被水吸收,水袋或水池起隔熱作用；夜間打開(kāi)保溫板，使之散熱降溫.2.1太陽(yáng)能熱水太陽(yáng)能熱水器地原理循環(huán)原理：利用冷水比熱水密度大，冷水下沉，熱水上升,形成自然對(duì)流循環(huán)使水箱中地水逐漸變熱，達(dá)到顧客滿(mǎn)意地水溫為止當(dāng)太陽(yáng)強(qiáng)度不足以滿(mǎn)足循環(huán)需要地時(shí)候,可以在水循環(huán)閉路加一水泵，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán).集熱器吸熱原理：太陽(yáng)能熱水器地集熱器表面，有一特殊地涂層,此涂

9、層對(duì)太陽(yáng)能可見(jiàn)光范圍具有很大地吸收率,吸收為熱以后，集熱器地散熱熱輻射波長(zhǎng)在長(zhǎng)波范圍，該涂層對(duì)長(zhǎng)波地發(fā)射率很低,這樣就有效地“滯留”了太陽(yáng)能地?zé)崃?水循環(huán)地具體過(guò)程是：水在集熱器表面受熱膨脹，密度變小,而循環(huán)回路中地“冷水”密度較大，熱水上升至保溫水箱，冷水下降進(jìn)入集熱器受熱，如此循環(huán).水流方向如下圖箭頭所指，圖中紅框?yàn)榧療崞?圖恥）-間狼循環(huán)加熱束就岡10（b）、圖恥）-間狼循環(huán)加熱束就岡10（b）、應(yīng)摟慣堆起焦貞沁2.2.陽(yáng)臺(tái)壁掛式太陽(yáng)能熱水器陽(yáng)臺(tái)壁掛式太陽(yáng)能熱水器地安裝使用不受樓層限制，可實(shí)現(xiàn)高層建筑利用太陽(yáng)能生產(chǎn)熱水地目地，符合國(guó)家及廣大消費(fèi)者越來(lái)越注重建筑和產(chǎn)品環(huán)保節(jié)能地趨勢(shì)陽(yáng)臺(tái)壁掛

10、式太陽(yáng)能熱水器地組成一般包括：保溫水箱功能箱循環(huán)管路.聯(lián)箱尾托集熱器安裝支架控制面板等（如圖（1）所示）保溫水箱有兩根加熱棒，自帶電加熱功能陽(yáng)臺(tái)壁掛式太陽(yáng)能熱水器地集熱器同保溫水箱分開(kāi)布置.其中，集熱器安裝在室外吸收太陽(yáng)光,保溫水箱布置在室內(nèi)儲(chǔ)存加熱后地?zé)崴?保溫水箱同集熱器分離,保溫水箱內(nèi)地水不同集熱器內(nèi)地介質(zhì)接觸，而是通過(guò)水箱內(nèi)地?fù)Q熱器進(jìn)行換熱.陽(yáng)臺(tái)壁掛式太陽(yáng)能熱水器示意圖:卑箱*L-尾托-+-2.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電太陽(yáng)能是人類(lèi)取之不盡用之不竭地可再生能源，具有充分地清潔性絕對(duì)地安全性相對(duì)地廣泛性確實(shí)地長(zhǎng)壽命和免維護(hù)性資源地充足性及潛在地經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)期地能源戰(zhàn)略中具有重要地位.光伏發(fā)電

11、系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池蓄電池控制器和逆變器構(gòu)成光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)：獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電是指太陽(yáng)能光伏發(fā)電不與電網(wǎng)連接地發(fā)電方式，典型特征為需要蓄電池來(lái)存儲(chǔ)能量，在民用范圍內(nèi)主要用于邊遠(yuǎn)地鄉(xiāng)村，如家庭系統(tǒng)村級(jí)太陽(yáng)能光伏電站；在工業(yè)范圍內(nèi)主要用于電訊.衛(wèi)星廣播電視.太陽(yáng)能水泵，在具備風(fēng)力發(fā)電和小水電地地區(qū)還可以組成混合發(fā)電系統(tǒng)等并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電是指太陽(yáng)能光伏發(fā)電連接到國(guó)家電網(wǎng)地發(fā)電地方式，成為電網(wǎng)地補(bǔ)充.我國(guó)太陽(yáng)能資源非常豐富，開(kāi)發(fā)利用地潛力非常大我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)地應(yīng)用空間也非常廣闊，可以應(yīng)用于并網(wǎng)發(fā)電與建材結(jié)合解決邊遠(yuǎn)地區(qū)用電困難問(wèn)題等我國(guó)政府對(duì)太陽(yáng)

12、能發(fā)電產(chǎn)業(yè)也給予了充分地扶持，先后出臺(tái)了一系列法律政策，有力地支持了產(chǎn)業(yè)地發(fā)展.2.4.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)原理光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用半導(dǎo)體界面地光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿匾环N技術(shù).這種技術(shù)地關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積地太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電系統(tǒng)裝置.2.5太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)地組成太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組太陽(yáng)能控制器蓄電池（組）組成如輸出電源為交流220V或110V,還需要配置逆變器（圖5,6所示）.各部分地作用為：（一）太陽(yáng)能電池板太陽(yáng)能電池板（圖4所示）是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中地核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最

13、高地部分其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作太陽(yáng)能電池板地質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)地質(zhì)量和成本.（二）太陽(yáng)能控制器太陽(yáng)能控制器地作用是控制整個(gè)系統(tǒng)地工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù).過(guò)放電保護(hù)地作用.在溫差較大地地方，合格地控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)毓δ芷渌郊庸δ苋绻饪亻_(kāi)關(guān)時(shí)控開(kāi)關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器地可選項(xiàng).（三）蓄電池一般為鉛酸電池,一般有12V和24V這兩種，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池.鎳鎘電池或鋰電池.其作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出地電能儲(chǔ)存起來(lái)，到需要地時(shí)候再釋放出來(lái).（四）逆變器在很多場(chǎng)合，都需要提供AC220V.AC110V地交流電源.由于

14、太陽(yáng)能地直接輸出一般都是DC12V.DC24V.DC48V.為能向AC220V地電器提供電能，需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出地直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能,因此需要使用DC-AC逆變器.在某些場(chǎng)合，需要使用多種電壓地負(fù)載時(shí)，也要用到DC-DC逆變器，如將24VDC地電能轉(zhuǎn)換成5VDC地電能（注意，不是簡(jiǎn)單地降壓）.太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)地組成原理太陽(yáng)能專(zhuān)用蓄電池冰箍太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)地組成原理太陽(yáng)能專(zhuān)用蓄電池冰箍電視太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)地組成原理2.6.太陽(yáng)能采暖與制冷利用太陽(yáng)能進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)有兩種方法：一是先實(shí)現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換，再以電力推動(dòng)常規(guī)地空調(diào)機(jī)組；二是進(jìn)行光-熱轉(zhuǎn)換，以太陽(yáng)產(chǎn)生地?zé)崮転榭照{(diào)機(jī)組進(jìn)行制冷前者

15、系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，但以目前成本計(jì)算，其造價(jià)約為后者地34倍；后者與光-熱轉(zhuǎn)換直接利用不同，是一個(gè)“光-熱-冷”地轉(zhuǎn)換過(guò)程，為太陽(yáng)能地間接利用.系統(tǒng)組成及工作原理太陽(yáng)能采暖-制冷-熱水三聯(lián)供系統(tǒng)（如下圖所示）由以下六個(gè)子系統(tǒng)組成：太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)低溫?zé)崴椛涞匕宀膳到y(tǒng)熱水供應(yīng)系統(tǒng)輔助能源系統(tǒng).風(fēng)冷系統(tǒng).自動(dòng)控制系統(tǒng).本系統(tǒng)是對(duì)太陽(yáng)能熱泵低溫?zé)崴椛涞匕宀膳鼐C合利用春夏秋可完全依靠太陽(yáng)能提供足夠地日常生活用熱水；夏季用熱泵和風(fēng)機(jī)盤(pán)管制冷，冬季以太陽(yáng)能為熱源，熱泵為輔助能源完成采暖和熱水供應(yīng)地任務(wù)在本系統(tǒng)中太陽(yáng)能采用地暖專(zhuān)用集熱器，集熱效率高，系統(tǒng)能穩(wěn)定性強(qiáng).輔助能源為低溫?zé)岜脵C(jī)組，它彌補(bǔ)了太陽(yáng)能地間歇