建筑中可再生能源的應(yīng)用

1、 可再生能源及新能源在建筑中的應(yīng)用 姓名：周璇 學(xué)號： 學(xué)院：經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 專業(yè)：管理科學(xué)與工程一、引言 回顧人類的建筑史，建筑從最初的人們用來遮風(fēng)避雨、抵御寒冷等惡劣的自然環(huán)境的遮蔽所，到今天的現(xiàn)代建筑。人們在享受現(xiàn)代文明的同時，也不得不面臨著一系列環(huán)境問題，因為環(huán)境問題已經(jīng)對我們的發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅 人口劇增、資源過度消耗、氣候變異和生態(tài)破壞等。 一次能源可以進(jìn)一步分為再生能源和非再生能源兩大類型。再生能源包括太陽能、水力、風(fēng)力、生物質(zhì)能、波浪能、潮汐能等，它們在自然界可以循環(huán)再生?？稍偕茉磁c建筑的結(jié)合，已經(jīng)成為發(fā)展節(jié)能建筑的必然趨勢?？稍偕茉词翘娲Ｒ?guī)能源、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重要方式，

2、其應(yīng)用對于促進(jìn)建筑節(jié)能、改善城市環(huán)境具有重要意義。 我國可再生能源利用技術(shù)發(fā)展起源于20世紀(jì)70年代，但真正實現(xiàn)快速發(fā)展是自2006年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部會同財務(wù)部在全國范圍內(nèi)開展可再生能源建筑應(yīng)用示范起，在此主要介紹太陽能利用技術(shù)與地源熱泵技術(shù)及其應(yīng)用與發(fā)展。2、 建筑中可再生能源的應(yīng)用 （一）太陽能太陽能（Solar Energy）一般指太陽能的輻射能量。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種主要方式。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢能等由太陽能導(dǎo)致或轉(zhuǎn)化成的能量形式。利用太陽能的方法主要有：太陽能電池，通過光電轉(zhuǎn)換把太陽光中包含的能量轉(zhuǎn)

3、化為電能；太陽能熱水器，利用太陽光的熱量加熱水，并利用熱水發(fā)電等。太陽能清潔環(huán)保，無任何污染，利用價值高，太陽能更沒有能源短缺這一說法，其種種優(yōu)點決定了其在能源更替中的不可取代的地位。常用的利用形式有三種：太陽能光伏、太陽能光熱和太陽光合能。在此主要對太陽能光伏及其應(yīng)用進(jìn)行主要介紹。光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，主要部件由電子元器件構(gòu)成。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏發(fā)電的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：1. 無枯竭危險；安全可靠，無噪

4、聲，無污染排放外，絕對干凈（無公害）；2. 不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢；例如，無電地區(qū)，以及地形復(fù)雜地區(qū)；3. 無需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電；4. 能源質(zhì)量高；使用者從感情上容易接受；5. 建設(shè)周期短，獲取能源花費(fèi)的時間短。但是太陽能光伏發(fā)電還存在一些有待攻克的“弱點”，它的主要缺點為轉(zhuǎn)化率低、占面積大等幾個方面。但這些問題隨著技術(shù)的進(jìn)步正持續(xù)得到改善。 （二）地?zé)崮艿責(zé)崮蹽eothermal Energy是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發(fā)及地震的能量。透過地下水的流動和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼，熱力得以被

5、轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方，高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會滲出地面。運(yùn)用地?zé)崮茏詈唵魏妥詈虾醭杀拘б娴姆椒?，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量。可利用的地?zé)崮苌鷳B(tài)建筑能源技術(shù)，包括地下通風(fēng)空調(diào)、地下儲能及地下水采暖空調(diào)技術(shù)與地源熱泵及地?zé)岚l(fā)電技術(shù)等。在此主要介紹地源熱泵技術(shù)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)由低溫位熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去。 以建筑物空調(diào)（包括供熱和制冷）為目的的熱泵系統(tǒng)有許多種，通常把它們分為空氣源熱

6、泵和地源熱泵兩大類?？諝庠礋岜靡允彝饪諝鉃橐粋€熱源。它的系統(tǒng)簡單，初投資較低，但在夏季高溫和冬季寒冷天氣時熱泵的效率大大降低，應(yīng)用受到氣候條件的制約，基本上不適用于華北的冬冷夏熱的氣候條件。另一種熱泵利用大地（地下巖土、地表水、地下水）作為熱源，可以稱之為“地源熱泵”。離地表5-100m的地層中未受干擾時常年保持恒定的溫度（山東省約為16-18），遠(yuǎn)高于冬季的室外溫度，又遠(yuǎn)低于夏季的室外溫度。因此地源熱泵可克服空氣源熱泵的技術(shù)障礙，且效率大大提高。此外，冬季通過熱泵把大地中的熱量升高溫度后對建筑供熱，同時使大地中的溫度降低，即蓄存了冷量；夏季通過熱泵把建筑物中的熱量傳輸給大地，對建筑物降溫，同

7、時在大地中蓄存熱量。這樣在地源熱泵系統(tǒng)中大地起到了蓄能器的作用，進(jìn)一步提高了空調(diào)系統(tǒng)全年的能源利用效率。 地源熱泵的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：1. 利用清潔的電能實現(xiàn)供熱和空調(diào)，廢除了污染嚴(yán)重的中小型燃煤鍋爐；2. 利用的能量是地殼淺層（200m以內(nèi)）蓄存的熱量，是一種可再生能源；3. 機(jī)組效率高，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用；4. 傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)通常需分別設(shè)置冷源（制冷機(jī)）和熱源（鍋爐）。地源熱泵既可供冷，又可供暖，一機(jī)多用，節(jié)約設(shè)備用房。但是地源熱泵技術(shù)在利用過程中還存在一些問題，例如：水資源利用問題；水質(zhì)處理問題；地源熱泵技術(shù)與其他技術(shù)的配合問題等。三、結(jié)語 新能源及可再生能源的利用是緩解能源危機(jī)、減輕環(huán)境污染、改善生活工