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 技术交流

西安太阳能工程建筑前景

     西安太阳能工程在未来建筑上的应用与发展,它是完美的能源,无污染,无噪声,取之不尽,用之不竭的绿色能源,能与建筑很好的结合,是我们未来所提倡的途径。
    人类生活的地球目前大约已有46亿年,而人类的文明生活从有文字起也有约6000年的历史,地球是人类之家,没有地球也没有人类的生存了,反之,人类更应该了解地球,并且应加倍爱护。
我们知道科学家把地球分为四个圈层:岩石圈、水圈、大气圈和生物圈,它们蕴藏了人类所需要的各种资源,并养活着地球陆地上的60多亿人口和其他所有的生物,成为人类永恒的需求。那么,就目前所知道的地球各种主要资源有那些呢?
矿产资源的警示:
    地球上的矿物已知的有3300多种,并且构成多样的矿产资源,人类目前使用的95%以上的能源、80%以上的工业原材料和70%以上的农业生产资料都来自于矿产资源,这是人类赖以生存和社会赖以发展的物质基础。
煤炭:
    由远古的植物因埋在地下而形成的一种固态化石原料。洁净煤燃烧技术成为当前能源领域开发的热点,许多国家在开发能保持空气清洁的煤炭燃烧技术。
石油:
    由几亿年前生活在海洋中和较浅内海中的小动物、海藻、原生生物形成,大多数石油储藏在地下砂岩层或石灰岩层的小孔中,石油的形成需要几亿年的时间。从已探明的储量分析,现在地球上的石油、天然气和煤炭的总储量分别为:石油一万亿桶、天然气120万亿立方米、煤炭一万亿吨。按照目前全世界对矿产资源的能耗速度计算,这些能源可供人类使用的时间大约还有:石油45—50年,天然气50—60年,煤炭200—220年。为尽量减少对矿产资源的消耗,在有可能的情况下要多使用可再生能源。矿产资源是有限的和不可再生的,对矿产资源的过度掘取和不合理的开发利用,必将带来资源的枯竭和对地球生态环境的负面影响。据煤炭部门统计,我国约有20个省(市、区)采空塌陷180多处,塌坑1595个,塌陷面面积达1150平方公里以上。克拉玛依地区油田由于开发等原因造成的地面沉降,直接影响到临近地区,乌鲁木齐10余年来地面下沉约160毫米。在通常情况下,地下水及石油天然气开采30年以后易发生地面沉降,但是我国有相当多的地区不到30年就发生了地面沉降,这说明过度开采已经达到相当严重的程度。因此,如何合理有效地利用地球资源,维护人类的生存环境,已成为当今世界所共同关注的问题。
    由于人类的过度消耗,在过去的30年问人类的经济活动使得地球上的生物种类减少了35%,其中淡水生物减少了54%,海洋生物种类减少了35%,森林物种减少了15%。传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。
    太阳能是一种巨大的能源,太阳能可以再生,因而具备取之不尽,用之不竭的特点;在工业越来越发达而环境越来越严重的今天,太阳能却是非常干净的能源;太阳能可以在当地取得,大大节省了在使用矿物燃料时所需的运输费用。能源的需求量是十分可观的;能源问题是世界性的,现在已普遍认为不能完全依赖于矿物能源的开发,向新的能源构成的过渡迟早总会到来,我国当然也是这样,我们应该着眼于未来。
    人们认识到太阳能作为一种能源和原动力,还是近三百年的事。
    太阳能每天到达地面的太阳辐射能大约相当于2.5亿万桶石油;每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于目前世界上能耗的40倍。
太阳能与建筑一体化应用 
    1.呼吸幕墙——呼吸的“毛孔”
呼吸幕墙由内、外两层幕墙组成,内层与外层幕墙之间形成一个相对封闭的空间,空气可以从下部进风口进入这一空间,然后又从上部排风口离开这一空间,此空间内的空气一直处于流动状态,空气在此空间内的流动与内层幕墙的外表面不断进行热量交换,就好像是在进行呼吸。夏季,打开内层幕墙下部通风口及外层幕墙上部排风口,利用热压效应,送入室外新风。保持室内相对舒适温度和阻挡室外噪声。
    2.另一套发电装置: 
      光电板→智能控制器
         ↑
风力发电机→智能控制器→直流中心→逆变器
                          ↓
                         蓄电池      ↓ 
                                办公照明用电
    3. 空气源热泵系统:
    采用空气源热泵技术提供热水。系统的空气源热泵能效比可达到300%以上。与常规能源加热方式相比,空气源加热可节约70%—80%以上的能耗。空气源热泵不需要阳光直射,对环境温度要求较低,利用热泵技术,从太阳、空气和电热中获取清洁能源,做到多能优势互补,从而达到减少常规能源费用,满足用户对采暖、空调、热水的需要。
    4. 太阳能通风井:
    大楼向阳一侧设置太阳能拔风井道,以调节大楼内部的热环境。通风井上下个设一活动开口。夏季,通风井上部开口打开,下部关闭,井道内空气吸收太阳热量而上升,从上部开口散失,井道内存在负压,使得各层走道的空气流入井道补充,由此加强了室内的通风,有利于降温。冬季,通风井道上部开口关闭,下部打开。从下部进入井道的空气,在井道内吸收太阳热而升温,并进入到各层走道,从而使热量进入建筑内部。
    5. 遮阳系统设计:
    采用水平推拉遮阳系统和顶层设置可转动的水平遮阳系统。
光伏建筑一体化是太阳能利用最佳的形式,要跟建筑结合。这个是非常好的。另外是太阳能从独立系统到并网发电。我们国家的偏远地区,青海、西藏等等,我们有几千万人缺电,在这种情况下,我们利用太阳能发电是一种扶贫,但是大家知道,独立系统是不环保的,要大量的炼磁,白天有太阳的时候发电。晚上的没有太阳,用送电,太阳能发电其一个调节的作用。
    从示范到大力推广,从屋顶光伏到建筑继承,光伏组建成为一种新兴的建筑材料。按照建筑特点与形式特殊设计制造光伏建筑在太阳能建筑中魅力无比,尽量满足最佳发电角度(屋顶);显示太阳电池具有观赏性。
    目前太阳能主要是环保的概念,应该从独立系统到并网发电,这样更环保、安全和少维护。然后是从光伏屋顶到建筑一体化。建筑耗能占总能耗三分之一,建筑材料功能化,每一栋建筑本身就是一坐太阳能利用工厂。城市优先发展,从节能环保城市开始,利用现有电网,调峰作用,公共照明等等。光伏发电是最佳的发电形式,简单、清洁和永恒,与燃料电池结合最佳能源组合,终究成为主要的发电形式。
    在光伏建筑方面,德国、日本走在了前面,代表了人类可再生能源利用的发展方向。我国应该根据实际情况,制订切实可行的发展计划。光伏与建筑可实现完美结合,我国很多的管理部门,特别是在建筑商要先走一步,包括盖楼的时候,就是想到利用太阳能的管道,包括它的角度和安装,要在一体化上考虑。

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