中國太陽能建筑的現(xiàn)狀及開展分析建筑節(jié)能是當今全世界建筑界共同面對的重要技術(shù)領(lǐng)域，也是緩解全球能源短缺和改善環(huán)境質(zhì)量的有效開展途徑。我國能源消費全球排名一直居高不下，龐大的能源需求導(dǎo)致了我國能源供需的矛盾，能源平安問題日益突出。因此，開展可再生能源對于我國保證能源供給和環(huán)境的改善都具有十分重要的戰(zhàn)略意義。1、建筑節(jié)能建筑節(jié)能的重要理念就是在現(xiàn)有的建筑技術(shù)條件下，盡可能的利用自然能量來到達環(huán)境的XX和熱舒適需要，也就是要做到合理地最大限度利用自然能源和高效率地最小限度利用人工能源。我國是全球最大開展中國家，能源消耗量位居全球第二，而其中建筑能耗約為全國總能耗的12%，建筑能耗主要是指采暖、空調(diào)、熱水供給、照明、家用電器、炊事、電梯等方面的能耗。隨著我國的經(jīng)濟騰飛和氣候變暖，再加之我國的地理位置與氣候特點以及人民生活水平的不斷提高，這一比例還在持續(xù)升高。在我國，建筑節(jié)能已占據(jù)節(jié)能領(lǐng)域的“半壁江山”。根據(jù)近半個世紀以來能源界的探索和實踐，當前普遍認為建筑節(jié)能是各種節(jié)能形式中最直觀、最有效且開展?jié)摿薮蟮墓?jié)能形式，它對于緩解當前緊X的能源問題，平衡經(jīng)濟開展與能源保護之間的關(guān)系有重大現(xiàn)實意義。1.1、太陽能建筑應(yīng)用長期以來，世界能源主要以石油、煤炭等礦物燃料為主。礦物燃料屬于不可再生資源，近年來其儲量不斷減少，而且當?shù)V物燃料再使用的過程當中，會產(chǎn)生大量的二氧化碳，這也是造成全球變暖一個重要原因之一。再建筑能耗中，暖通空調(diào)系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)所占的比例接近60%。太陽能作為無污染且用之不竭的可再生資源，有著普遍、無害、巨大、長久的特點，再建筑節(jié)能應(yīng)用中得到了廣泛關(guān)注和研究，并已經(jīng)得到了快速的開展。太陽能在建筑中的應(yīng)用包括整體式、平板式、分體式（陽臺壁掛）太陽能熱水器、太陽能中央熱水器、陽臺欄板太陽能熱水器、太陽能集熱系統(tǒng)、太陽能采暖系統(tǒng)、光熱光電一體化等太陽能產(chǎn)品。1.2、太陽能利用與建筑節(jié)能太陽能建筑一體化是全球建筑開展的主流趨勢，它并不是太陽能與建筑的簡單相加，而是真正讓太陽能成為建筑的一局部?，F(xiàn)代建筑設(shè)計提倡綠色節(jié)能理念，就是以推動建筑節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、環(huán)保型建材企業(yè)的市場化運用為建立設(shè)計標準，以就低能耗、低排放為目標進展建立設(shè)計，重點是提高可再生資源的利用率。采用節(jié)能型的建筑技術(shù)、設(shè)備、材料等，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調(diào)制冷效率都是當今節(jié)能型建筑的主要研究和解決對象。因此，大力支持和開展利用可再生資源顯得尤為重要。2、太陽能建筑應(yīng)用技術(shù)及現(xiàn)狀2.1、被動式太陽房被動式住房是指將自然通風(fēng)、自然采光、太陽能輻射，和室內(nèi)非供暖熱源得熱等各種被動式節(jié)能手段，與建筑圍護構(gòu)造高效節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，建造而成的低能耗房屋建筑。這種建筑在顯著提高室內(nèi)環(huán)境舒適性的同時，可大幅度減少建筑使用能耗，最大限度地降低對主動式機械采暖和制冷系統(tǒng)的依賴。相比傳統(tǒng)建筑，被動式住房節(jié)能可達85%以上。被動式住房優(yōu)越的節(jié)能和“零排放”性能，與我國政府大力提倡的“節(jié)能減排”政策高度契合。近幾年來在國家宏觀政策的指引下，在住建部科技與產(chǎn)業(yè)化開展中心的促進下，在各級政府和行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的支持鼓勵下，許多地區(qū)的廠區(qū)辦公樓建立中都開場采用“被動式房屋”技術(shù)進展設(shè)計和建立。2.1.1、被動式太陽房的分類及技術(shù)要點被動式太陽房的種類很多，其主要分為兩大類，即直承受益和間承受益。直承受益和間承受益類型的被動式太陽房又可分為以下四種：①直承受益式：這是讓太陽光通過透光材料直接進入室內(nèi)的采暖形式，是太陽能采暖中和普通房差異最小的一種。冬天陽光透過南向玻璃窗照射到房屋的地面墻壁和家具上，使之吸收太陽光熱后升溫。所吸收的一局部太陽光熱直接儲存在能夠緩慢釋放熱量的蓄熱體內(nèi)，另外一局部那么通過對流或輻射的形式在房屋空間內(nèi)傳遞，使房屋內(nèi)部空間始終處于恒溫狀態(tài)（如圖1所示）。這種太陽房的南窗面積很大，為了防止窗扇不嚴密而損失大量光熱能源，首先窗扇必須有良好的密封性能。另外，建議裝配一套保溫窗簾，以降低熱損。圖1直承受益式②蓄熱墻式：蓄熱墻式太陽能建筑設(shè)計理念：太陽光從南面的大面積玻璃窗照進屋內(nèi)，在南向安裝垂直集熱蓄熱墻來收集太陽光熱，然后將其通過傳導(dǎo)、輻射或?qū)α鞯男问絺鬏斨廖輧?nèi)（詳見圖2）。室內(nèi)使用能吸收太陽光熱的深色桌椅。目前市面上常見的集熱蓄熱墻主要有水墻式的、實體式的、花格式的、相變材料的以及快速集熱的。圖2蓄熱墻式③附加陽光間式：陽光間附建在建筑南側(cè)，它采用透光材料作為墻體圍護構(gòu)造。陽光間和房屋之間的公共墻上設(shè)門、窗等孔洞構(gòu)造。陽光間得到陽光照射被加熱，其內(nèi)部溫度始終比室外溫度高。因此，白天可以通過陽光間向房間內(nèi)供給熱能，夜晚也可以作為緩沖區(qū)，防止房間內(nèi)損失大量熱能。④貯熱屋頂式：主要利用屋頂構(gòu)造進展集熱蓄熱。其中有一種是利用裝滿水的密封塑料袋作為儲熱體，裝在頂棚上，可以用保溫蓋板覆蓋在塑料袋上面，防止熱量損失。冬季白天晴天時，敞開保溫板，使儲熱水袋吸收并儲存太陽光熱，然后通過對流、輻射的方式傳至屋內(nèi)。夜間那么關(guān)閉保溫板，防止屋內(nèi)的熱量向外散失。夏季室內(nèi)溫度偏高，白天必須關(guān)閉保溫蓋板，防止室外高溫的空氣和陽光向房內(nèi)傳導(dǎo)，可以用涼水袋吸收下面房間的熱量來降溫;夜晚那么要敞開保溫蓋板，使水袋冷卻。保溫蓋板還可根據(jù)房間溫度、水袋內(nèi)水溫和太陽輻照度，進展自動調(diào)節(jié)啟閉。此種方式適用于冬季不屬寒冷，但夏季較為炎熱的地區(qū)。2.1.2、存在的問題及解決方法被動式太陽房的推廣及利用已經(jīng)經(jīng)歷了近30年的開展歷程，積累了一定的經(jīng)歷，但是仍舊存在很多問題和缺乏。我們國家目前就被動式太陽房開展中存在的主要問題有：①未形成統(tǒng)一化生產(chǎn)。被動式太陽房集熱構(gòu)件在生產(chǎn)組裝的過程中，仍未能有效執(zhí)行工廠化、標準化、規(guī)模化這樣的集中統(tǒng)一生產(chǎn)方式，這是影響太陽能建筑推廣的主要原因之一。積極鼓勵房地產(chǎn)開發(fā)商企業(yè)設(shè)計并安裝太陽能應(yīng)用設(shè)施，在此根底上還要加強太陽房集熱構(gòu)件產(chǎn)品知識培訓(xùn)，提高生產(chǎn)企業(yè)的積極性，鼓勵并引導(dǎo)相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)對集熱構(gòu)件工廠化、標準化和規(guī)?；纳a(chǎn)。②建筑材料有待進一步開發(fā)。我們國家目前對新型建筑材料的研究和開展一定程度上制約了太陽房的開展和推廣。現(xiàn)在在我們國家的建材市場上很少能夠看得到適合太陽能建筑的透光、保溫、儲熱等性能高價格低的建筑材料。鼓勵企業(yè)加強太陽能建筑應(yīng)用的自主創(chuàng)新，積極開發(fā)太陽房的新型建材，爭取做到“就地取材”、"因地制宜”，充分利用當?shù)氐馁Y源。所以今后還需進一步加大自主開發(fā)此類材料的措施和力度。③施工及質(zhì)量問題。太陽能建筑在施工上較普通建筑而言要復(fù)雜得多，其施工質(zhì)量的好壞直接影響到它的集熱效果，所以其本錢和造價都較高，一定程度上影響了它的推廣和利用。太陽房的施工需要執(zhí)行普通建筑有關(guān)的施工標準之外，還要嚴格按照太陽房的特殊要求進展施工。并且太陽房的驗收還因按照?被動式太陽房熱工技術(shù)條件和測試方法(GB/T154052006)。2.2、太陽能熱水系統(tǒng)太陽能熱水系統(tǒng)是將太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置，將水從低溫加熱到高溫，以滿足人們在生活、生產(chǎn)種的熱水使用。太陽能熱水系統(tǒng)是由集熱管、儲水箱、循環(huán)管道、及支架等相關(guān)零配件組成。2.2.1、太陽能熱水系統(tǒng)的分類①太陽能熱水器按照實際用途，可分為小容量供家庭使用的太陽能熱水器，通常被稱之為家用太陽能熱水器，以及供大型住宅、酒店和浴室等建筑集中使用的大容量的太陽能熱水器。這兩者之間沒有根本的區(qū)別，只是前者水容量比擬少，按照國家相關(guān)規(guī)定，儲熱水箱水容量600L以下為家用太陽能熱水系統(tǒng)，使用者可直接購置，安裝后即可使用;后者是需考慮用戶對水溫水量以及在對建筑物的實際情況進展了解后，進展系統(tǒng)設(shè)計之后開場安裝，并且要在驗收通過之后才能交付使用，總體來說，各項程序要比家庭用太陽能熱水器復(fù)雜。②太陽能熱水器按照水箱和集熱器的關(guān)系可分為緊湊式系統(tǒng)和別離式系統(tǒng)。緊湊式太陽能熱水器就是將真空玻璃管直接插入水箱中，利用加熱水的循環(huán)，使得水箱中的水溫升高，這是市場最常規(guī)的太陽能熱水器;分體式熱水器是將集熱器與水箱分開，可大大增加太陽能熱水器容量，不采用落水式工作方式，擴大了使用范圍。③太陽能熱水器按照供水范圍又可分為集中供熱水和局部供熱水。其中集中供熱水主要是指為單幢建筑或幾幢建筑提供熱水。局部供熱水是指為建筑物內(nèi)某一局部單元或單個用戶供熱水的形式。2.2.2、存在的問題及解決方法太陽能熱水系統(tǒng)在各地的開展還不平衡，大局部地區(qū)對太陽能熱水系統(tǒng)使用、施工以及安裝都存在不同的認識，比方各個地區(qū)對高層住宅使用太陽能熱水系統(tǒng)的規(guī)定標準不同;各地對太陽能熱水系統(tǒng)技術(shù)層面上的問題等都還與相當多的問題有待解決。這些現(xiàn)象的產(chǎn)生又諸多方面的因素。原因之一，管理層面上的問題。各個地區(qū)因為條件相差較大，且不同地區(qū)的政府對于太陽能的認識水平也存在差異，所以政府的法律或相關(guān)的規(guī)定要求不一，導(dǎo)致各地區(qū)關(guān)于太陽能的規(guī)定和應(yīng)用范圍也有很大的不同。比方XX、XX省規(guī)定新建住宅12層以下必須應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)，12層以上那么不強制要求使用太陽能熱水系統(tǒng)。而XX市規(guī)定是6層。還有，作為建筑設(shè)計主體的各專業(yè)建筑設(shè)計元，過去根本上沒有介入太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計，對太陽能集熱系統(tǒng)缺乏了解，沒有相關(guān)的設(shè)計參數(shù)可供參考，后期技術(shù)也就得不到保證。這樣一來就大大增加了本錢和難度，在目前市場條件下就會缺乏動力。原因之二，技術(shù)層面上的問題。目前高層住宅的太陽能熱水系統(tǒng)還未形成建筑一體化的規(guī)模，技術(shù)尚待進一步開發(fā)。高層建筑中供水的水壓高、壓力差值大以及用水的峰值變化不規(guī)律等特點都會直接導(dǎo)致集中式太陽能熱水系統(tǒng)產(chǎn)生熱量分布不均勻、設(shè)備短路等問題。而且在高層建筑群中安裝太陽能，因為采光面積的區(qū)域有限，可以安裝熱水系統(tǒng)的位置有限，在其安裝上無法完全考慮南向采光提供從而提高太陽能所能承受的日照，再加之有的高層建筑屋面造型或其他原因，也會導(dǎo)致集熱器無法正常安裝。原因之三，地產(chǎn)開發(fā)商必須承當太陽能熱水系統(tǒng)的前期投資，前期本錢較大，如果建造的太陽能建筑房屋沒有銷路，就會嚴重磋商地產(chǎn)開發(fā)商的積極性。鑒于此，要在國內(nèi)普及太陽能建筑，必須發(fā)動整個太陽能產(chǎn)業(yè)與建筑業(yè)傾力合作，充分發(fā)揮二者的技術(shù)優(yōu)勢，盡量依靠優(yōu)化設(shè)計降低建筑本錢，讓二者“雙贏”。譬如，太陽能產(chǎn)業(yè)首先要根據(jù)太陽能節(jié)能建筑設(shè)計要求不斷優(yōu)化設(shè)計產(chǎn)品構(gòu)造，提高產(chǎn)品質(zhì)量。建筑界那么需要發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，不斷優(yōu)化太陽能建筑構(gòu)造，以確保建筑構(gòu)造與太陽能設(shè)備更加契合。另外，政府也需要努力引導(dǎo)和鼓勵企業(yè)相互協(xié)作，互利互惠。隨著人民生活水平的不斷提高，具有24小時供熱功能的商品住宅逐漸增多，太陽能熱水系統(tǒng)具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢。如果能大力開發(fā)“綠色建筑”，一方面能夠減少物管部門的日常開支，另一方面也能為房屋帶來新的賣點，對政府、企業(yè)和用戶都由益處。2.3、太陽能光伏發(fā)電光伏發(fā)電近些年來開展很快，同時也在可再生能源領(lǐng)域當中最具經(jīng)濟潛力。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦，假設(shè)把地球外表0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%,每年發(fā)電量可達5.6X1012千瓦小時，相當于世界上能耗的40倍。從美國貝爾實驗室第一塊結(jié)晶體硅太陽電池的產(chǎn)生，到現(xiàn)在國防、民用的大量應(yīng)用，近幾年國際上光伏發(fā)電快速開展，世界上已經(jīng)建成了多座兆瓦級光伏發(fā)電系統(tǒng)。2.3.1、光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類光伏發(fā)電系統(tǒng)按照與電網(wǎng)的連接方式，可分為離網(wǎng)光伏發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。①離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。當光伏發(fā)電系統(tǒng)不與公共的電網(wǎng)相連接而獨立供電的這種形式被稱為離網(wǎng)光伏發(fā)電。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要應(yīng)用于遠離公共電網(wǎng)的無電池區(qū)以及一些特殊場所，如為較為偏僻的農(nóng)村、海島、高原或者沙漠等提供照明、電視、播送等根本生活用電，為通信站、航標、輸油輸氣管氣象站、邊防哨所等特殊場所提供電源。②并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。與公共電網(wǎng)共同連接并承當供電任務(wù)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。并網(wǎng)系統(tǒng)由太陽能電池方陣、并網(wǎng)逆流器組成。并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)是太陽能光伏發(fā)電進入大規(guī)模商業(yè)化發(fā)電的階段，成為電力工業(yè)組成局部的重要開展方向，是當今世界太陽能光伏發(fā)電技術(shù)開展的主流趨勢。2.3.2、存在的問題及解決措施目前，我國在并網(wǎng)光伏建筑的應(yīng)用存在以下問題，有待解決。①建筑光伏設(shè)計能力存在諸多缺乏。最理想的建筑光伏是集成設(shè)計、集成制造、集成安裝，這就要求在建筑設(shè)計之初考慮光伏與建筑相結(jié)合。我國建筑光伏集成設(shè)計能力較弱，經(jīng)歷累計也不充分，建筑設(shè)計、光伏技術(shù)人員用積極學(xué)習(xí)國外的先進經(jīng)歷和技術(shù)，加強國內(nèi)合作，提高光伏建筑一體化的的設(shè)計能力對于現(xiàn)有建筑因地制宜的地開展光伏系統(tǒng)地應(yīng)用，市場潛力十分巨大。通過國家地相關(guān)鼓勵政策，業(yè)主應(yīng)積極同建筑設(shè)計單位、光伏系統(tǒng)營銷單位共同開發(fā)各類高性價比地建筑光伏系統(tǒng)設(shè)計。②建筑光伏人才隊伍尚未成型。截止至2021年底，我國建筑光伏地安裝總量僅26MWp左右，設(shè)計、安裝、運行維護產(chǎn)業(yè)隊伍尚未完全成型，人才培養(yǎng)體系也不完善。現(xiàn)必須繼續(xù)加大開展力度，迅速擴建和完善我國建筑光伏人才地培養(yǎng)體系。③并網(wǎng)光伏關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)力量薄弱。并網(wǎng)光伏中專用逆變器是并網(wǎng)光伏地關(guān)鍵設(shè)備。相比擬而言，國內(nèi)光伏發(fā)電專用逆變器地研究起步較晚，研究難度大大增加。我國已經(jīng)開發(fā)一些小型的光伏逆變器，對直接和高壓網(wǎng)并網(wǎng)的逆變器的研究還需加大科