太陽能利用與城市建筑一體化,使太陽能利用與城市建筑完美、協(xié)調(diào)地結(jié)合起來,是現(xiàn)在太陽能利用較突出的問題。傳統(tǒng)的太陽能熱水器、太陽能光伏發(fā)電的太陽能接收裝置主要安裝在建筑物的頂層、外墻。
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實(shí)現(xiàn)太陽能利用與城市建筑一體化,使太陽能利用與城市建筑完美、協(xié)調(diào)地結(jié)合起來,是現(xiàn)在太陽能利用較突出的問題。傳統(tǒng)的太陽能熱水器、太陽能光伏發(fā)電的太陽能接收裝置主要安裝在建筑物的頂層、外墻。安裝在頂層,由于大多數(shù)建筑在建設(shè)時(shí)沒有預(yù)留多的荷重,易使房頂變形。頂層在設(shè)計(jì)時(shí)多為法定防火通道,安裝過多的東西,在發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)阻礙大眾逃生。特別在高層建筑頂層安裝又存在能量傳遞距離長、能量損失較大、安裝數(shù)量有限等缺點(diǎn)。而直接安裝在外墻,由于大多數(shù)建筑在設(shè)計(jì)建造時(shí)沒有進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì),直接安裝影響建筑外觀,且日曬雨淋之下接收裝置易墜地傷人。
窗式太陽能接收裝置是將收集太陽能的材料制品安裝在一個(gè)窗框內(nèi),再與固定在墻壁的窗架相連組成一個(gè)“窗” ,同時(shí)在其內(nèi)側(cè)可加裝玻璃。此“窗” 和太陽能熱水器、太陽能發(fā)電等結(jié)合起來,可使其具有傳統(tǒng)窗的功能,可擋風(fēng)、擋雨。如果加裝節(jié)能玻璃(如鍍有防輻射膜的玻璃、low-E玻璃、中空玻璃等),又可起溫屏作用,減少建筑能耗。還可以利用太陽能發(fā)電生產(chǎn)熱能等,一舉多得,實(shí)現(xiàn)太陽能與建筑一體化。此方案較現(xiàn)有的方法更簡單易行、成本低,對(duì)建筑外觀影響小并且安全性高。對(duì)高層建筑推廣太陽能利用、減少建筑能耗非常有利。
窗式太陽能接收裝置可制造多種窗形,如外推式、固定式、左右外推式、左右移動(dòng)式(后二者見示意圖一、二)。
工藝優(yōu)勢
生產(chǎn)工藝簡便 將收集太陽能的材料制品安裝在一個(gè)窗框內(nèi),再與固定在墻壁的窗架相連組成一個(gè)“窗” 在其內(nèi)側(cè)可加裝玻璃。
既可節(jié)能(減少建筑能耗)又可產(chǎn)出新能源 如果加裝節(jié)能玻璃(如鍍有防輻射膜的玻璃等)可起保溫作用,減少建筑能耗。同時(shí)收集太陽能的材料制品又可生產(chǎn)新能源、利用太陽能發(fā)電、生產(chǎn)熱能等,一舉兩得。
減少成本 可安裝在窗戶、陽臺(tái)、走廊,相比安裝在頂層,能量傳遞距離縮小、能量損失較小、使用材料減少。
安裝面積較大 陽臺(tái)、窗戶、走廊有多大接收裝置就可做多大,現(xiàn)代建筑以安裝大的幕墻玻璃、落地窗為時(shí)尚,但建筑能耗較大。如和本裝置結(jié)合,可大大提高太陽能接收裝置安裝面積,既可產(chǎn)生新能源,又可以減少建筑能耗,還可以時(shí)尚美觀。
安裝推廣范圍廣市場廣 國家已擬定強(qiáng)制規(guī)定12層以下的建筑必須安裝太陽能,為什么12層以上的不強(qiáng)制規(guī)定安裝?就是因?yàn)楝F(xiàn)在太陽能熱水器產(chǎn)品安裝12層以上的建筑時(shí)工效低,使用價(jià)值不高,或安全性不高。而窗式太陽能接收裝置既可安裝在12層以下,也可以安裝在12層以上的建筑,并且工效比傳統(tǒng)的要高,安全性高。
節(jié)能效益顯著 一般情況下,每平方米集熱器每年可提供能量約450kWh,如果安裝2m2集熱器的話,則一年可提供能量約900kWh,若電價(jià)按0.6元/ kWh計(jì)算,則一年可節(jié)約電費(fèi)540元。如果一臺(tái)2m2的普通直插式真空管太陽熱水器的價(jià)格為2500元,則4~5年時(shí)間即可收回?zé)崴魍顿Y,以后則可以無費(fèi)用地使用太陽熱水器。
前景與效益
國務(wù)院總理溫家寶2007年11月28日在中歐工商峰會(huì)發(fā)表演講時(shí)表示,預(yù)計(jì)未來5年,中國在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的投資將達(dá)到3000億美元,占世界市場的30%。此外,歐洲投資銀行將為中國提供5億歐元的貸款,用于節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目。此次我國政府的承諾充分證明了我國對(duì)于能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的高度重視,已把節(jié)能減排作為轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重要措施。
目前我國政府節(jié)能減排的力度前所未有,國家在“十一五” 期間的環(huán)保投入也將大幅度提高,中國節(jié)能減排市場十分廣闊。在實(shí)施這些節(jié)能減排措施的過程中,將大量采用節(jié)能環(huán)保的技術(shù)和設(shè)備。僅建筑節(jié)能一項(xiàng),中國就有2000多億美元的投資潛力。對(duì)節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域在未來5年之內(nèi)投入3000億美元,平均每年600億美元資金無疑將成為投資環(huán)保類公司利潤增長的最佳原動(dòng)力。
在我國電力消耗中,日常照明占20% ,如窗式太陽能接收裝飾與太陽能光伏發(fā)電結(jié)合,并使用節(jié)能燈(如LED燈等),完全可取代一般家庭、商場、辦公室等的日常照明。至少可減少10%以上的傳統(tǒng)電力消耗;再和太陽能熱水器結(jié)合,至少可減少50%的用于日常洗澡的天然氣、液化石油氣的消耗;再和太陽能取暖器結(jié)合,至少可減少20%的冬季取暖能耗;窗式太陽能接收裝置如果和節(jié)能玻璃結(jié)合(如鍍有防輻射膜的玻璃等),可起保溫作用,減少建筑能耗。至少減少10%以上的用于建筑內(nèi)制冷、取暖的能耗。