浅谈太阳能住宅中的主动式太阳能技术

浅谈太阳能住宅中的主动式太阳能技术

作者：潘冬辉鞠振河

来源：《山东工业技术》2017年第23期

摘要：当今，能源危机日益严重，发展新能源是大趋势。而太阳能作为典型的清洁能源，是一个良好的切入点。进入21世纪，面临各种环境能源问题，将太阳能应用于建筑是大势所趋。在此，我们就太阳能在住宅中的主动式太阳能技术的概念和应用进行阐述，并对其各个主要子系统进行细致分析。

关键词：住宅；太阳能技术；主动式

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.23.049

1 引言

太阳能住宅相比传统住宅，有着更好的生活体验。利用太阳能，住宅不仅能维持室内温度，还能为各种家用电器供电，此外，还可以保证屋内的热水供应充足，生活方便，节约环保。尤其是研究主动式太阳能技术，对太阳能充分利用，意义重大[1]。

2 主动式太阳能技术

太阳能技术分主动和被动两种。被动式太阳能技术多应用在住宅标准较低的情况，如四合院，民宅等。而且被动式太阳能技术在我国传统当中有着很明显的体现，如修建住宅要坐北朝南，黄土高原的窑洞，蒙古包等。但如果到了城市，或者对建筑要求比较高的场合，完全靠被动式太阳能技术是远远不够的，因而我们需要重点探讨住宅当中的主动式太阳能技术。

主动式太阳能技术是太阳能利用的高级形式，它需要依靠集热器、各种循环管路、水泵等需要其它能源的机械装置来收集、储存和分配太阳能[2，3]。

3 主动式太阳能技术的利用

太阳能在建筑中的应用主要为光热和光电两种模式，特别是光热利用。光热就是将光能转化为热能，主要应用在供热和供暖系统。光电就是将光能转化为电能，主要应用于住宅中的照明系统（光伏发电）[4]。

3.1 太阳能热水系统

太阳能热水系统的主要元件有集热器、储存装置及循环管路，是目前应用最广的太阳能热利用系统。此外，还有辅助的再加热装置如电热器等以供应无日照时使用[5]。

系统工作原理（温室原理）：太阳能集热板通过其中的热能吸收装置吸收太阳光中的热量，然后加热冷水，因为热水的相对质量较轻，于是热水便会上浮，而水箱下部的冷水继续接受热量而加热冷水，这样循环往复。当太阳光不足时，则由辅助再热装置补充热量[6]。如图3-1所示：

3.2 热风集热式供热系统

系统工作原理：风机驱动空气在集热器和蓄热器之间来回流动，为住宅供暖。常见的蓄热体是砾石堆，辅助加热器为煤气热风炉。集热器虽然隐患系数低，但它过大的空间使用以及传到面积，会影响建筑的设计使用。如图3-2所示：

3.3 太阳能空调系统

空调系统可以供热也可以供冷。其中制冷系统分为两种：（1）吸收式系统。主要包括集热器和吸收式制冷机构成。系统需要结合太阳能热水系统，利用太阳能集热器获得高温热水，然后使热水吸收机制冷机运行，来获取冷量。（2）吸附式系统。该系统将太阳能集热器和制冷机合二为一，具有简单的结构。该系统采用沸石一水或活性炭一甲醇等无害材料作为工质组合，整个系统由太阳能吸附集热器，真空阀门、冷凝器、蒸发储液器、水泵等组成，白天太阳辐射充足，制冷解析，经冷凝器冷却成液态进入蒸发储液器，太阳能转化为代表制冷能力的吸附式储存起来，晚上温度降低，自然冷却后、吸附床温度下降、制冷剂被吸收，达到制冷效果[7，8]。

3.4 太阳能光伏发电系统

最常见的是住宅联网光伏发电系统，有无逆流和有逆流之分，前者应用更广泛。有逆流系统，通俗来讲就是，光伏发电系统可以和公用电网互相开放，不存在住户缺电的现象。适用于用电量较小的住户，不会给公用电网带来大威胁，电力平衡性高。而无逆流系统，它的必要条件是系统发电量低于住宅用电量，且是单向并联形式。工作原理如图3-5所示：

4 结语

太阳能作为永久资源，特别是太阳能在住宅中的合理利用，对人类的可持续发展将带来直接影响。本文主要探讨了太阳能利用当中的主动式太阳能技术，叙述了其各个部分系统的概念以及利用方式，意义重大，值得思考。

参考文献：

[1]罗运俊，何梓年，王长贵编著.太阳能利用技术[M].北京：化学工业出版社，2005，1（01）：15-80+217-220.

[2]江亿，林荣波，曾剑龙，朱颖心等著.住宅节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2006，3（01）：11-15+99-150.

[3]丁国华主编.太阳能建筑一体化研究、应用及实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2007，3（01）：15-45+90-100.

[4]罗振涛，史立山主编.中国太阳能热水器产业发展研究报告（2001-

2003），北京：中国环境出版社.

[5]建筑设计资料集编委会.建筑设计资料集（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，1994，7（02）：206-249.

[6]付融冰等.中国能源的现状[J].能源环境保护，第19卷第1期：

10.

[7]黄柯.太阳能光伏发电技术在建筑设计中的应用[J].建筑学报，2006（11）：20-28.

[8]徐向荣，贺玲丽，建筑设计采用太阳能热水器的探讨[J].工程质量，2004（03）：36-39.