可再生能源

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摘要：本文主要介绍了可再生能源的概念，及太阳能作为可再生能源之一，在建筑中的应用。

关键词：可再生能源；太阳能；建筑应用

中图分类号：TK511文献标识码： A

1.前言

当前日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生能源成为研究重点。在可再生资源中，太阳能廉价、易得、资源丰富和环保，在我国总的能源消耗中，建筑能耗所占比例相当大。本文将阐述可再生能源的概念以及太阳能作为可再生能源在建筑中的应用。

2.可再生能源利用的基本概念和技术手段

2.1可再生能源的概念

按照形成条件能源分为两类：

一类是自然界中以天然形成存在的能量资源，如原煤、原油、天然气、油页岩、核燃料、植物桔杆、太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、潮汐能等，统称为 "一次能源"，也就是天然能源。

另一类是由一次能源直接或间接转换而成的其他种类和形式的能源，如煤气、焦炭、人造石油、汽油、煤油、柴油、重油、电力、蒸汽、热水、酒精、沼气、氢气、激光等，统称为"二次能源"，也就是人工能源。

"一次能源"，还可以根据它们能否 "再生"(即根据产生周期的长短)分为可再生能源和非再生能源两类。

可再生能源是指能够重复产生的自然能源，如太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、潮汐能、生物质能等，它们可以供给人类使用很长时期也不会枯竭。

非再生能源是指不能在短时期内重复产生的天然能源，如原煤、原油、天然气、油页岩和核燃料等，这些能源的产生周期极长(往往需达数百万年之久)，因此产生的速率远远跟不上人类对它们的开发速率，总有一天会被人类耗用竭尽。

3.太阳能

3.1国内外利用情况

3.1.1国外利用情况

目前国际上太阳能的开发与利用已经成为各国日益关注的热点，其中主要集中在太阳能热利用与太阳能发电等领域。在太阳能热利用方面，太阳能热水器及热水系统得到了较为普遍的应用，其中希腊、以色列等国与我国一样，太阳能热水器主要供应生活和洗浴热水；在欧洲和澳大利亚，太阳能热水系统主要是作为辅助热源与常规能源系统联合运行，既能供应生活和洗浴热水，还为建筑供暖；在美国，太阳能热水器主要是用于游泳池的加热。欧盟90%以上的太阳能热能用于居民住宅。OECD（经合组织）国家能源消费中的15%-20%用于水加热，太阳能热水器的潜力是巨大的。太阳能发电主要包括太阳能热发电与太阳能光伏发电等形式。

20世纪80年代以来，美、以、德、意、俄、澳、西等国积极开展了研究开发工作，相继建立起塔式系统、槽式系统和碟式系统等不同形式的示范装置。

3.1.2国内利用状况

我国太阳能热利用工程主要包括太阳热水、太阳房、太阳灶、采暖与空调、制冷、太阳能干燥、海水淡化和工业用热等领域。

太阳能热水器在我国得到了快速发展和推广应用，是我国可再生能源领域中产业化发展最成功的范例。

2008年，中国太阳能热水器行业总产值为430亿元，太阳能集热器产量为3100万平方米，占世界总产量的70%。至2008年底，中国太阳能热水器保有量为1.23亿平方米，约占世界总保有量的60%。在太阳能利用标准体系建设方面，颁布实施了20项标准，其中国家标准16项、行业标准4项，已建成北京和武汉两个国家级太阳能热水器产品检测中心。中国热水器的户用比例只有3%，与日本的2O%和以色列的80%相比相差甚远。

我国于1958年开始研究光伏电池，1971年首次成功应用于东方红二号卫星上。

1995年，在的无水力无电县中，建成两个功率分别为10千瓦和20千瓦的光伏电站。

2004年，国家计委启动“西部省区无电乡通电计划”，通过光伏和小型风力发电解决西部七省区700多个无电乡的用电问题，光伏用量达到25.5兆瓦。

到2008年底，中国太阳能电池的累计装机已经达到80兆瓦。

至2013年底，我国太阳能光伏发电累计装机约为35万千瓦。

我国光伏发电的市场主要在通信和工业、农村和边远地区、光伏并网发电系统和太阳能商品及其他应用。

3.2太阳能利用技术

3.2.1太阳能光伏技术

目前在全世界，太阳能光伏板在都是无法回收投资的。

北京，10m2最大输出功率1kW，能瞬时带动1.5匹空调，价格约8-10万元

适宜条件：日照充足、无电网地区太阳能光伏发电应应用于需要高品位、特别是直流电能的场合室内照明、路灯、电脑、电视机、绿地浇灌泵同样投资，边远农村，西北沙漠等地的发电量高的多高层建筑安装太阳能光伏板，多数只能安装在垂直的立面上，而且以南立面为主热带地区利用太阳能资源的局限性太阳高度角高，垂直光伏板获得的日照量小，日照时间短大部分地区大气透明度低，等级为5，仅好于重庆 (等级6)

3.2.3太阳能热水器

3.2.4太阳能热水系统

3.2.5被动式太阳能采暖

3.2.6太阳能制冷与空调

夏季。被太阳集热器加热的热水--贮水箱--吸收式制冷机提供热媒水--贮水箱--太阳集热器加热;当太阳能不足以提供高温热媒水时，可由辅助锅炉补充热量。

冬季，太阳集热器加热的热水--贮水箱--空调箱 (或风机盘管)--供热采暖。当太阳能不能满足要求时，也可由辅助锅炉补充热量。

非空调采暖季节，太阳集热器加热的热水---直接通向生活用贮水箱中。

太阳能吸收式制冷系统，实际上是将太阳集热器与吸收式制冷机相结合，目前主要应用于大中型中央空调。

太阳能吸附式制冷系统是将太阳能系统与制冷机合二为一，结构比较简单。

太阳能吸附式制冷系统多用于制冰，也有用于空调，而且主要应用于小型家用空调。

吸附剂一制冷剂组合可以有不同的选择，如沸石一水、活性碳一甲醇等。

白天，吸附集热器吸收太阳辐射能--吸附床温度升高--制冷剂从吸附剂中解吸--吸附集热器内压力升高。解吸出来的制冷剂迸人冷凝器，经冷却介质 (水或空气)冷却后凝结为液态，进人蒸发贮液器。这样，太阳能就转化为代表制冷能力的吸附势能贮备起来，实现化学吸附潜能的贮存。

夜间或太阳辐照不足时，环境温度降低，太阳能吸附集热器通过自然冷却后，吸附床温度下降，吸附剂开始吸附制冷剂，产生制冷效果。产生的冷量一部分通过冷媒水从风机盘管 (或空调箱)输出，另一部分贮存在蒸发贮液器中，可在需要时根据实际情况调节制冷量。

在太阳能吸附集热器的埋管内通冷却水，回收吸附床的显热及吸附热以改善吸附效果，还可为家庭或用户提供生活用热水。

3.2.7太阳能与建筑一体化

4.结论

太阳能是一种优质的可再生资源，其分布非常广泛。充分利用自然界再生能源，很大程度上缓解石油和天然气日渐紧缺的危机。建筑作为耗能大户，有必要进行节能。而太阳能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，许多国家都制定了相应的发展计划，形成了各具特色的发展模式，产业规模继续扩大，技术水平逐步提高，特别是在建筑应用上呈现出良好的发展前景。

参考文献：

[1].龙夫，美国开发可再生能源的政策与措施[J]．高科技与产业化，2008，(05);

[2].汤小林.节能减排又一年[J].电气时代，2008（1）：30-34;

[3].卢金军.太阳能电池的研究现状和产业发展[J].科技资讯，2007，NO18:38.