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石墨烯與太陽能應用篇一

目前，家裝熱水器市場主要有三類主題產品，分別為燃氣熱水器、電熱水器、太陽能熱水器。太陽能熱水器通常由集熱器、絕熱貯水箱、連接管道、支架和控制系統組成。而支架是用于支起太陽能熱水器集熱真空管、水箱、以及其他附件的架子，多為矩形管，材質不固定。豪華型產品支架一般為200系列管材。

在區域產能分布排名上，從高到底的依次為：江浙滬，山東和西部并列，北京地區，豫皖地區，云南地區，其他地區總量加起來排第二。

據相關調查數據統計：2004年底，我國太陽能熱水器生產量已突破1200萬平方米，增幅為18%，保有量突破6000萬平方米。使用真空管數估計在560萬臺上下，行業總產值達120個億。2006年市場增長27%左右，市場銷量達到1900萬平方米。到2015年，我國太陽能熱水器普及率將達到20%～30%，約2.32億平方米的市場擁有量，年產值438億元。到2020年，太陽能熱水器集熱面積，將由現在的6400萬平方米發展到3億平方米。以下是不同的太陽能企業對不銹鋼管使用情況：

1)明星企業(如皇明、清華陽光年產在十萬臺以上，目前，全國范圍內只有15家)明星企業對不銹鋼的需求量大，大部分此類企業都有自己固定的采購渠道，部分企業可以與鋼廠的銷售部門直接聯系，采用直購的形式，降低采購成本。

明星企業對不銹鋼管的用量較多，年用量在150噸—200噸之間。

2)大型企業(如上海七喜陽光、南京寧志年產三萬臺以上，目前，全國氛圍內約有近60家)此類企業已初具規模，對材料的要求也比較嚴格，甚至為樹立品牌自身形象而不惜打壓自身的利潤空間。此類企業部分有自己固定的采購渠道，但也不是一成不變的，他們也會在質量要求允許的條件下，有效的氛圍之內，合理地降低采購成本。

采購清單：內膽：為進口304/2b，厚度不低于0.31mm。

外桶：進口304/2b、或430/2b，有光澤度要求。

豪華型產品支架：為200系列管材，反光板為430/ba。

此規模企業年需不銹鋼管在20噸—100噸之間，20噸-40噸范圍數目較多。3)中型企業(此規模企業數目眾多，約400—500家，年產量在一萬臺左右)此規模企業的特點不是很鮮明，目前在全國范圍內約有400—500家，總銷量占市場總份額的60%左右。此類企業經營模式也比較靈活，選用材料時相對較謹慎，大多有自己的采購渠道，但變動性很強。

此類廠家年消費不銹鋼管數量不大，一般情況下在50噸左右，規模略大點的，或許會突破100噸/年。

4)小型企業(此規模企業數目十分龐大，占整個行業三分之二，年產量均在一萬臺以下)此等規模企業采購缺少行業規范，隨意性強，使用不銹鋼的型號也多有變動，部分企業甚至會為了獲得更大的利潤而以犧牲產品的質量為代價。

此類廠家對不銹鋼管的選用沒有固定的要求，特別是一些的小的作坊加工式企業，采購更是隨意，部分企業有以次充好、以劣代優、用含鎳、鉻量底的規格代替高鎳、鉻不銹鋼管規格的采購現象。

本文選自：http://

石墨烯與太陽能應用篇二

太陽能采暖系統應用現狀與發展

茂名學院 王倩 北京工業大學 高新宇

摘要：太陽能采暖系統是以太陽能作為熱源，供給建筑物冬季采暖和全年其他用熱的系統。本文介紹了太陽能采暖系統國內外現狀和主要設備的應用情況，指出了系統設計中存在的一些問題，提出了發展太陽能采暖系統的若干措施。

關鍵詞：太陽能 采暖系統 太陽能集熱器 節能

前言

隨著國民經濟的發展，能源需求量日益增加，能源利用情況緊張，而常規能源的大量使用必將對環境造成不利影響。太陽能作為可再生能源的一種，取之不盡，用之不竭，同時又不會增加環境負荷，將成為未來能源結構中的重要組成部分。我國屬太陽能資源豐富的國家之一，年輻射總量大約在3300-8300mj/(m·a)，全國2/3以上面積地區年日照小時數大于2000h，每年陸地接收的太陽輻射能相當于2.4萬億噸標準煤，具有太陽能利用的良好條件。在建筑能耗中，生活熱水、供暖能耗占了相當的比例，利用太陽能來滿足生活熱水、供暖這些低品位能耗的要求具有巨大的節能效益，因此，太陽能采暖技術越來越受到人們的重視。太陽能采暖系統概況 1.1 太陽能采暖系統原理

太陽能采暖系統是指以太陽能作為采暖系統的熱源，利用太陽能集熱器將太陽能轉換成熱能，供給建筑物冬季采暖和全年其他用熱的系統。太陽能采暖可分為主動式和被動式兩種方式。被動式太陽能采暖通過建筑的朝向和周圍環境的合理布置，內部空間和外部形體的巧妙處理，以及建筑材2料和結構構造的恰當選擇，使建筑物在冬季能充分收集、存儲和分配太陽輻射熱。主動式太陽能采暖系統主要由太陽能集熱系統、蓄熱系統、末端供熱采暖系統、自動控制系統和其他能源輔助加熱、換熱設備集合構成，相比于被動式太陽能采暖，其供熱工況更加穩定，但同時，投資費用也增大，系統更加復雜。隨著經濟和社會的發展，主動式太陽能采暖開始大規模應用。

1.2 國外應用現狀

歐洲、北美對太陽能供熱(熱水、采暖)系統的工程應用已有幾十年歷史，過去主要用于單體建筑內的小型系統，近十余年來，包括區域供熱在內的大型太陽能供熱采暖綜合系統的工程應用有較快發展。德國是應用太陽能供熱技術較早的國家，太陽能采暖技術已經在德國居住區供熱設置改造和配套建設中得到廣泛推廣和應用；歐洲大多數國家都積極鼓勵支持利用太陽能，對安裝太陽能裝置的家庭實行補貼政策，一般補貼為系統造價的20%～50%；以色列80%住宅裝有太陽能熱水器，政府以立法形式規定高度27米以下新建住宅必須安裝太陽能熱水器。丹麥marstal太陽能供熱采暖工程是世界上最大的太陽能供熱采暖系統，太陽能集熱器設置在大面積空地上，集熱器面積1.83萬m，與社區熱力網連接，1996年建成運行，年熱負荷28gwh/y，同時使用2100m水箱、4000m水容量砂礫層及10000m地下水池蓄熱。

1.3 國內應用現狀

我國太陽能產業發展很快，截至2006年，我國太陽能熱水器年生產能力達到1500萬平方米，在用太陽能熱水器總集熱面積達l億平方米，生產量和使用量居世界第一。雖然我國太陽能熱水器應用已經相當廣泛，但太陽能采暖工程應用卻處于起步階段，已建成的都是單體示范建筑，如北京清華陽光公司辦公樓、天普新能源示范大樓等，太陽能區域供熱采暖工程則還沒有應用實踐。

近年的太陽能采暖建設項目中，比較集中和有代表性的是北京周邊郊區縣新民居的太陽能采暖工程。由于農村住宅相對分散，密度低，不宜采用投資大、維護水平高的集中供暖模式，而傳統的燃煤取暖方式又存在效率低、污染環境、費用較高等問題，在農村推廣安全環保、運行費用低的太[3]

[4]

3[2]

233

[1]陽能采暖系統符合新農村建設的客觀要求。太陽能采暖所需的集熱面積遠大于太陽能熱水系統，安裝位置要求較大，對于高層建筑或居住密度較大的城區存在安裝建設條件不足的問題，限制了應用，而農村住宅一般建筑容積率較低，沒有明顯遮擋，具備建設太陽能采暖項目的良好條件。北京平谷區新民居太陽能采暖工程項目進展較早，有很多成功應用的經驗2 太陽能采暖系統設備 2.1 集熱器

常見的太陽能集熱器有平板型和真空管型兩種，其中，真空管型又可分為全玻璃真空管型、u型管真空管和熱管真空管集熱器。目前在我國太陽能熱水器市場，平板太陽能熱水器約占10%左右的市場份額，其余均為真空管太陽能熱水器，而國外平板太陽能熱水器則占90%以上的市場份額，中國與世界太陽能市場主流存在巨大差異。由于太陽能采暖系統與建筑結合緊密，因而對集熱產品與建筑的結合、故障率、使用壽命等性能要求較高，平板集熱器結構簡單，抗壓，抗外力沖擊，適合承壓運行，從整體外觀、結構強度、安裝運行等方面都非常適合與建筑相結合。在熱性能方面，盡管平板集熱器的保溫性能不如真空管集熱器，但由于其有效采光面大于真空管集熱器，因此其熱效率高于真空管集熱器。早期平板集熱器不能防凍過冬的缺點隨著技術進步早已得到解決。太陽能采暖工程中，非采暖季能源過剩，真空管集熱器易發生爆管、真空度降低等問題，而平板集熱器則能較容易地解決這一問題，因此，目前北京地區太陽能采暖工程中，很多工程項目采用了平板型集熱器。

2.2 輔助熱源

為住宅提供采暖用熱水的太陽能采暖系統與為住宅提供生活熱水的太陽能熱水系統在供水特點上是不同的，生活熱水不需要連續供應而采暖用熱水必須連續供應，而且要穩定可靠。太陽輻射受晝夜、季節、緯度和海拔高度等自然條件的限制和陰雨天氣等隨機因素的影響，存在較大的間歇性和不穩定性，因此在太陽能采暖系統中，必須設置輔助熱源。輔助熱源要根據當地太陽能資源條件，[7]

[5][6]

。常規能源的供應狀況，建筑物熱負荷和周圍環境條件等因素，做綜合經濟性分析，以確定適宜的輔助熱源及合理的太陽能供暖比例。太陽能采暖中可以選擇的輔助熱源主要有小型燃油(氣)鍋爐，城市熱網或區域鍋爐房、工業廢熱、電鍋爐、電熱管、地源熱泵及生物質燃料等。在農村建沒的太陽能采暖項目，由于城市熱網及燃氣管線不易到達，油、電價格又較高，因此，輔助能源的應用類型多為生物質燃料。如北京平谷區掛甲峪村，輔助熱源用生物質鍋爐提供，采用生物質壓塊成型設備，把當地的果木修剪枝條粉碎后壓縮成燃料棒或燃料塊，作為生物質鍋爐燃料，同時還用作炊事燃料，這種生物質壓縮成型燃料比傳統的生物質燃燒密度高，燃燒效率高，儲藏也較容易，使用時勞動強度小，是一種較好的輔助熱源方式。

2.3 采暖末端

太陽能由于熱密度較低，集熱溫度很難達到較高水平。普通散熱器熱媒溫度要求較高(70℃以上)，而太陽能系統不易達到該出水溫度要求，因此，在太陽能采暖系統中，通常采用地板輻射采暖的末端供熱方式。地板采暖所需要的低溫熱水在35℃～55℃之間，正好是太陽能集熱器所能提供的適合溫度。地板采暖系統以整個地面作為散熱面，熱量主要以輻射方式傳播，與以對流散熱為主的散熱器系統相比，舒適性更好，腳暖頭涼的熱感覺更符合人體的生理學調節特點，且可以在比末端采用散熱器的系統低2℃～3℃的情況下獲得同樣的舒適感，節省供熱能耗。夜間采暖負荷一般大于白天，但夜間卻無太陽輻射，具有蓄熱功能的地板采暖方式是非常適合的。因此，目前太陽能采暖系統普遍采用地板輻射采暖系統作為末端。太陽能采暖系統設計中存在的一些問題 3.1 太陽能與建筑一體化

太陽能采暖系統是為建筑服務的，應該作為一個子系統融入建筑之中，實現太陽能與建筑一體化。但以我國太陽能熱水器發展來看：長期以來，太陽能熱水器一直是房屋建成后才由用戶購買安裝的，這種做法帶來很多問題，主要是對建筑外觀和房屋相關使用功能的破壞，導致了一些城市出

[5]臺不允許安裝太陽能熱水器的規定，嚴重制約了太陽能熱水器的進一步發展。由于太陽能采暖工程集熱器的面積遠大于太陽能熱水系統，因此，太陽能采暖系統與建筑的有機結合尤為重要。各建筑設計院過去很少設計太陽能采暖系統，這就要求設計人員在實踐中不斷將太陽能采暖技術融于建筑設計中，積累設計經驗以取得太陽能與建筑功能、建筑美學的協調。

3.2 冬夏熱量平衡問題

目前安裝的太陽能采暖系統，每6-8平米建筑面積約配置1平方米太陽能集熱器，此種配比條件下太陽能的冬季供暖的保證率相對較低，但同時夏季太陽能系統產生的生活熱水遠大于實際消耗量，這使得太陽能集熱系統不得不采取悶曬、遮擋等方法來減少太陽得熱，造成非采暖季太陽能利用率過低和因系統過熱而產生安全隱患等問題，因此，解決冬夏熱量平衡問題成為太陽能采暖系統發展的重要技術問題。

3.3 相關設計資料不完善

太陽能采暖系統設計主要由暖通工程師和建筑工程師來完成，由于過去很少進行此類設計，設計師希望有相關的標準、規范和設計手冊可供使用，目前已出版了國家標準gb50364《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》和《民用建筑太陽能熱水系統工程技術手冊》，但太陽能采暖系統的設計資料還不夠完善，各廠家的產品性能參數還需經權威檢測部門檢測后作為進行系統設計的重要依據。發展太陽能采暖系統的措施 4.1 加強建筑節能

建筑節能是實現太陽能采暖的先決條件，由于太陽能在單位面積上的能量密度較低，如果不通過加強圍護結構保溫等措施來有效降低建筑物的采暖負荷的話，太陽能采暖系統的集熱面積將會很大，增加系統的初投資，使太陽能采暖系統完全不能發揮應有的節能效益。我國已陸續頒布實施了針對不同建筑氣候區的建筑節能設計國家標準，這些標準的強制實施將大大降低建筑物的耗熱量指標，減輕太陽能采暖系統所承擔的負荷，形成太陽能供熱采暖工程應用的有利條件。

4.2 提高太陽能集熱系統的效率

目前建設的太陽能采暖工程中，集熱器、水箱等關鍵產品還有較大的改進空間，如進一步提高平板集熱器的密封性以增加集熱效率等，企業應加強研發力量，提高產品質量和工藝水平，開發安全可靠、高效穩定的新產品以不斷提高太陽能集熱系統的效率。房屋設計之初就同步進行太陽能采暖系統的設計，使設計適合于太陽能設備或部件的應用，在不影響建筑物的條件下，達到太陽能集熱性能的最佳。

4.3 提高太陽能利用率

太陽能采暖系統一定要提高太陽能利用率以縮短投資回收期。冬夏熱量不平衡的問題可由太陽能制冷技術、跨季節蓄熱技術和全年的綜合利用來解決。目前，跨季節蓄熱的理論和實驗研究還很少，研究的較多的是利用太陽能產生的熱水驅動吸收式制冷機的太陽能制冷，由于吸收式制冷機需要高溫水(85℃以上)做熱源，所以，應積極開發適用于太陽能空調系統的中高溫太陽能集熱器。在目前國內太陽能制冷技術和跨季節蓄熱技術還沒有市場化的條件下，可強調全年的綜合利用，考慮適當降低系統的太陽能保證率，合理匹配供暖和供熱水的建筑面積，如使系統供熱水的建筑面積大于供暖的建筑面積。

4.4 政府制定鼓勵支持政策

太陽能采暖系統具有較高社會效益，但存在投資相對較高，投資回收期較長的缺點，對房地產開發商而言，如果開發成本的增加不能帶動房屋銷售的話，則開發商的積極性不高。因此，政府應積極建設試點工程，針對生產廠商、房地產開發商、終端用戶制定更完善、合理的鼓勵、支持政策，積極推廣試點工程經驗，提高系統整體技術水平，促進太陽能采暖行業及市場的良性發展。(參考文獻略)

石墨烯與太陽能應用篇三

太陽能簡介及其應用

姓名：活下當下灬夢

現代社會是節約型社會，而社會生活也應該是節約能耗的生活。但是，人類目前使用的能源主要是化石能源。這不僅僅導致的是化石能源的迅速消失，更引起嚴重的生態環境問題。而太陽能取之不盡，用之不竭，對環境無害，這是人類未來能源最佳選擇之一。

太陽能（solar energy），一般是指太陽光的輻射能量，在現代一般用作發電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進一步發展。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等等。

太陽能從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一臺太陽能驅動的發動機算起經歷了300多年的發展歷史到現在，已經極大融入進人們的生活之中。尤其表現在太陽能電池、太陽能交通工具、太陽能建筑、太陽能海水淡化，太陽能制氫等等。

將太陽能轉化為電能，一直是人類美好的理想．1954年美國貝爾實驗室制成了世界上第一塊單晶硅太陽能電池，從此，人類這一理想就逐漸轉變為現實．太陽能電池是將太陽能轉化為電能的裝置，是由各種具有不同電子特性的半導體材料制成的平面器件，具有強大的內部電場．內部電場在太陽光的照射下，發生了電子和空穴的分離，電子和空穴分別向兩個相反的方向移動，正、負電荷分別聚集而產生電動勢rtl，即在太陽能電池的正面和背面之間產生電壓，接通外電路后就能輸出直流電流．例如以n半導體砷化掠和碳組成的電池(n。gaas[k2se—kzse《oh[c]就是一種典型的太陽能電池．近年來，太陽能電池得到飛速發展，20世紀80年代以來，發展為以硫化鎬、砷化掠等新型半導體材料為基礎的無機太陽能電池和以份普(又稱都花普)、酞普及葉綠素等為基材的有機太陽能電池．太陽能電他的效率(即光能轉化為電能的比例)也得到很大的提高，例如單晶硅太陽能電池的效率從最初的6．0％提高到24．7％；薄膜蹄化錦太陽能電他的效率為16．4％；在單晶硅片上、下表面分別沉積p型和n型非晶硅薄膜制成的hit型電池，效率已達21．0％．當今世界上光電轉化效率最高的當屬砷化掠多結太陽能電池，它在聚油船倍的陽光條件下，光電轉化效率已高達35．0％，并向40．0％的高峰攀升。

太陽能電池應用非常廣泛，也能較好地應用于交通工具．最近，美國研制了一種新型的太陽能電池驅動的飛行器，稱“太陽神原型機”．該機質量只有700kg，翼展74m，機翼上面裝有6．5萬塊太陽能電池板，首次試飛就成功地升到24．7km的高空，理論飛行高度可達30．9km*該飛行器的研制是航天航空技術領域的一次革命，顯示了太陽能電池在飛行器上的廣闊應用前景*太陽能電池在車、船上的應用研究也相當成功，例如，日本京都陶瓷公司和kitami理工學院共同研制開發的太陽能汽車“藍鷹”號，在第五屆世界太陽能汽車技力賽上表現非常突出．澳大利亞的太陽能汽車auroral01，外型新穎別致，像個飛碟，行程3*010mm，僅耗時41*1h，平均速度達72*96knvh*1996年日本人肯尼茲·霍維也號駕駛一條由回收廢罐頭盒制成的太陽能光電動船，整條船上的船篷都裝有太陽能電池，從厄瓜多爾航行到日本，航程16mm，歷時120d，此舉充分顯示了太陽能電池的廣闊應用前景．

太陽能再建筑上的應用也是極其成功的。從1941年美國麻省理工學院就建立了第一批太陽能建筑并取得專利后．澳大利亞悉尼市政府為了舉辦2000年奧運會，建筑了665套永久性太陽能住宅和500座太陽能活動房，供各國運動員下塌，并且在悉尼奧運村中的宴會廳和自助餐廳的屋頂上安裝了太陽能電池，此舉開創了“綠色奧運”的先河．此外在悉尼奧林匹克林蔭大道上，排列著19座太陽能燈塔，燈塔上的太陽能電池，白天將陽光的光能轉化為電能，貯存于蓄電池中；當暮色降臨時，蓄電池中的電能自動釋放，將路燈點亮．這項技術在航海燈塔上也已得到應用．

太陽能電池向建筑供電的形式非常靈活，既可安裝太陽能電池屋頂，也可將房屋的墻壁做成太陽能幕墻，或將窗臺做成太陽能窗沿．安裝在美國紐約第四時代廣場35—48層的太陽能幕墻為整棟大樓提供了1*5％的電力，而目前太陽能利用最常見的形式是將太陽能電池鋪設在傾斜的屋頂上．世界上最大的太陽能屋頂位于德國hema，功率為1mw．

上海交通大學太陽能研究所在該校閱行校區建設的生態能源房，為單層建筑，建筑面積245m2，內設展示廳、休息室、物品存放室、廁所和太陽能浴室等．該生態能源房安裝了功率4kw的太陽能電池、1kw的風能發電機、10m2的太陽能集熱器和2kw的地熱泵等設施．由這些綠色能源系統向生態能源房供電、供熱和供冷*其中太陽能和風能發出的電能充入蓄電池，轉變成220v交流電后，向室內的電燈、電視、空調、傳真機、計算機和洗衣機等供電，2kw的地熱泵用井水循環，可對室內供冷、供熱，而10m2的太陽能集熱器可為室內24喉供熱水．這對未來住房設計是一種有益的探索.眾所周知，淡水資源的緊缺一直是人類發展所要迫切解決的問題，而利用太陽能獲取淡水一直是專家學者積極研究的課題之一。太陽能海水淡化一般都采用蒸餾法，目前太陽能蒸餾裝置主要有被動式蒸餾系統和主動式蒸餾系統．被動式蒸餾系統最典型的例子是盤式太陽能蒸餾器，其結構簡單，取材方便，人類對其應用研究已有近100瀝史．目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中在新材料的選用、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用等方面*現在較為理想的盤式太陽能蒸餾器的日產水量一般為3—4kdm2r4i*若在海水中添加木炭等黑色吸熱物質，產水量還有很大提高．被動式太陽能蒸餾系統一個嚴重的缺點是工作溫度低，產水量不高，也不利于在夜間、陰雨天工作及利用其他余熱*1976年由s01iman等人最先提出主動式太陽能蒸餾器的設想，經過多年的研究和發展，目前的主動式太陽能蒸餾系統有多種*總而言之，是在被動式太陽能蒸餾系統中增加一些其他附屬設備，使其運行溫度得以大幅度提高，其內部傳質過程得以改善，并且大部分設備都能主動回收蒸汽在冷凝過程中釋放的潛熱，使其能得到比傳統太陽能蒸餾器高出一倍甚至數倍的產水量，因而目前受到廣泛重視。

同樣的太陽能制氫也是我們未來努力的方向之一。氫是一種二次能源，也是未來的新能源，干凈無毒，對環境無污染，可用于不同的能量轉換器．氫燃燒生成水，水可再經過光解產生氫，以取之不盡的水為原料，以太陽能為初次能源，從而構成一個對環境無污染的能源利用循環[5i．氫是氫燃料電池的燃料，我國己研制出加一次氫可行駛300km的可乘坐9人的氫燃料電池車．這是一種完全無污染的環保型車，但目前制氫的方法主要是烴—蒸汽催化轉化，這樣生產氫會影響環境，而用電解水的方法制氫又成本太高，使用太陽能電池就能解決這一問題．目前，在利用太陽能制氫方面除電解水制氫外，特別引入注目的是金屬有機化合物用于光解水的研究，近年已取得不少令人鼓舞的重要結果，但距離高效產氫和達到實用階段，尚有較大差距l61，相信在研究人員的努力下，會有新的突破．最近，科研人員利用生物技術迫使藻類植物在光合作用下吸收c02，放出02．目前，這一研究己取得很大的進展，在不久的將來可望實現實用化.太陽能作為一種熱輻射能源，是一種無污染的清潔能源，對于太陽能的開發利用已經成為世界各國索取和利用新能源，進行節能、環保的重要探究項目之一，取得了較大的進展并已進入實用階段。近幾年隨著我國經濟的快速發展和對環境保護的重視，非凡是在今年提出的建設節約型社會的方針后，太陽能作為一種取之不盡用之不竭的新型環保新能源，一種較為簡單、經濟、環保、可靠的改善建筑環境的方法，一種很適合我國經濟目前狀況的采暖及供熱方式，在我國得到了大力的推廣和廣泛的使用。

石墨烯與太陽能應用篇四

淺析太陽能在建筑上利用

摘要：能源危機成為地區政治動蕩和戰爭根源之一，化石能源的有效性、不可再生性及對環境的危害性越來越突出，人類面臨著巨大的挑戰和威脅，而建筑業是諸行業中的能源大戶。為使人類社會得以可持續發展，必須需求新的能源。因此，太陽能應用于建筑中的采暖及生活熱水是人類賴以生存和保證社會可持續發展的能源。太陽能熱水系統技術成熟、應用廣泛、積極推廣和使用新能源和可再生能源，對減少化石能源大氣帶來的污染，保護生態環境有著重大意義。關鍵字：太陽能 利用 建筑 意義 1.太陽能的簡述

太陽能一般是指太陽光的輻射能量，在現代一般用作發電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進一步發展。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等等。1.1太陽能的優點

(1)普遍：太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且無須開采和運輸。

(2)無害：開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。

(3)巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。

(4)長久：根據目前太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。

2.太陽能在建筑上的應用 2.1建筑的利用

太陽能產品通過近幾年的發展，其應用領域在不斷擴大.建筑的使用功能與太陽能產品的利用有機的結合在一起，形成了一批有特色的太陽能功能性建筑。

(1)太陽能熱水

太陽能熱水主要是通過太陽能熱水器將太陽的輻射能轉化為可直接利用的熱能，對建筑進行生活熱水的供給。太陽能產品具有運行費用低、環保節能、提升建筑品位等突出優點，除了在建筑屋頂安裝太陽能外，還可以利用建筑物的南立面，作為安裝集熱器的有利位置，從而充分利用建筑外表面，安裝更多的太陽能熱水器，以提供不同使用群體對熱水的需求。

(2)太陽能光伏發電

太陽能光伏發電是根據光生伏打效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。光伏發電一般應用在三個方面：一是太陽能日用電子產品；二是為無電場合提供電源；三是并網發電。并網光伏發電系統是與電網相連并向電網輸送電力的光伏發電系統。分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網發電系統。

(3)太陽能制冷

用太陽能進行制冷有兩種方法，一是先實現光一電轉換，再以電力推動常規的壓縮式制冷機制冷；二是進行光一熱轉換，以太陽能產生的熱能為空調機組進行制冷。前者系統比較簡單，但以目前的價格計算，其造價約為后者的3～4 倍。而后者與光一熱轉換直接利用不同，太陽能制冷空調是一個光一熱一冷的轉換過程，實際上是太陽能的間接利用。它不象太陽能熱水、干燥等低溫直接利用那樣容易實現，在技術上比較復雜，一般為采用溴化鋰制冷機組，利用太陽能提供的熱能驅動機組進行制冷，太陽能制冷機組cop 為0.7~1.3。

(4)太陽能采暖

太陽能采暖技術即利用太陽能產生的熱能提供建筑所需的熱負荷，該技術一般采用太陽能與地板輻射或吊頂輻射采暖結合的方式進行供暖。太陽能采暖與常規能源采暖相比，前者初投資較高，但日常運行費用低，一般3～5 年可收回成本。

(5)太陽能遮陽 在夏熱冬冷地區，遮陽對降低建筑能耗，提高室內居住舒適性有顯著的效果。而太陽能產品作為潔能源應用的典范，在建筑節能、建筑外遮陽等領域中的應用，無疑有著舉足輕重的作用。太陽能產品作為一種有效的綠色節能產品，主要功能是為建筑提供能源，以能源產品和遮陽產品結合，成為建筑的構件，應該是建筑節能的一個重要的發展方向。

(6)太陽能通風

在太陽能建筑中，春秋季為了平衡太陽能的利用，采用太陽能煙囪拔風，加強室內通風。太陽能煙囪即利用太陽能產品提供的熱量加熱安裝在煙囪內盤管中的水，通過熱傳遞，使煙囪內溫度升高。利用熱空氣上升的原理，使煙囪內空氣向上流動，達到室內強制通風，來調節室內氣候。2.2太陽能的意義

(1)太陽能作為清潔環保的可再生能源，已經被廣泛應用于民用建筑當中，研究表明，在太陽能利用方面具有經濟價值的地區是年輻射總量高于2200h的地區。因此，我國在大部分地區的建筑物中推廣應用太陽能熱利用技術已具備了良好的條件，特別是對電力緊缺地區具有一定的經濟效益和社會效益，太陽能廣泛應用于建筑物采暖不但節省大量的石化能源，而且減少了對不可再生能源的消耗。

(2)經濟上，民用建筑采暖的迅速發展，導致了居民生活用電量迅速增加，由于我國電力系統本身特點(火力發電占絕大部分)，調解性能較差，且已經存在著很大的高峰低谷負荷差異，隨著我國居民住宅采暖的發展，雖然其耗電量不大，但卻進一步加大了這種峰谷差異，使得電力系統的發展越來越不平衡，高峰負荷日益增加。因此這樣會造成巨大的能源消耗和嚴重污染，太陽能采暖將會給個人，國家都帶來巨大的經濟效益。

(3)提高人民生活質量：隨著國民經濟的迅速發展和人民生活水平的逐步提高，人們對生活舒適度的追求越來越強烈，尤其是偏遠的農村地區，能源短缺，太陽能在民用建筑采暖和熱水供應，有效地減少了能源短缺的現狀，提高人們的生活舒適度，改善居住條件及周邊環境。3.總結

太陽能作為一種新型能源已經進入到了我們的生活的各個方面，以其環保、節能、高利用率為大眾所廣泛使用。太陽能與建筑結合問題是多科學，多層面參與和合作的綜合性事業，應根據不同的類型，技術要求，使用目的以及不同地理緯度和氣候特點，建筑類型等，對建筑的造型，平面布局和功能等進行綜合考慮。只有這樣才能使太陽能設備的設計和利用與建筑的使用達到完美的統一，推動太陽能在建筑上的運用。參考文獻：

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