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摘 要：太阳能自从古代就早已开始在建筑物上使用,太阳能蓄热、太阳能照明、太阳能热水、太阳能加热空气等都已在建筑物上应用.在未来的建筑上会有越来越多的使用太阳能.以下重点介绍一下种种太阳能技术.
关 键 词：太阳能；技术；应用
自从开始有建筑历史记录以来,阳光影响了建筑设计.先进的太阳能建筑和城市规划方法首先被希腊人和中国人采用,,他们将建筑物朝向提供光和热的南面.
1.被动式太阳能建筑的共同特征是相对于太阳的朝向,简洁的比例(低表面积对体积比)、选择的遮挡(屋顶)和热质量比.当这些特点适合当地气候和环境时,它们会提供光线充足的空间,让他们可以呆在一个舒适的温度范围内.苏格拉底的大厅房子是一个典型的被动太阳能设计例子.最近的方法使用电脑建模,将太阳能照明、取暖和通风系统于一体的综合性太阳能设计软件包联系在一起进行模拟太阳能设计.主动的太阳能设备,如泵、风机和可调窗户可以补充被动设计和改进系统性能.
2.城市热岛(UHI)是温度高于的周围环境的大都市地区.较高的温度是由于城市的材料增加吸收太阳光的结果,如自然环境中的沥青和混凝土,,它具有较低地表和较高的热容量.一个直接抵消UHI效果的方法是用一些油漆将房屋和道路涂刷成白色和种种植树木.运用这些方法,一个假设的“酷社区”程序,已在洛杉矶计划,城市气温预计将会减少大约3C,费用估计为1亿美元,,估计年利润从空调成本和医疗储蓄总数节省5.3亿美元.
3.太阳能的建筑照明,例如意大利罗马万神殿顶部的采光井的日光照明的特点自从古代就已被应用.照明的历史是以利用自然光线.罗马人早在6th世纪英国法律回应这些判决法与1832年的草案时就意识到光的权利.在20th世纪人工照明成为的主要的室内照明来源,但日光照明技术和太阳能照明混合的解决方案,降低能耗.
采光系统收集和分配阳光提供了室内照明.这种被动技术利用直接弥补能源取代人工照明,间接地减少使用非太阳能的空调.虽然较难量化,利用天然照明,但也比人工照明提供了生理和心理上的益处.采光设计意味着仔细选择的窗口类型,大小和朝向,室外遮阳设备也可能考虑进去.个别的特点包括锯齿形的屋顶、,高窗、采光带、天窗及光管.他们可能会纳入现有的建筑,,而且当将如眩光、热流和使用次数因素都考虑进去集成在一个太阳能设计软件包内时是最有效的.当采光特点是恰当应用时,他们可以减少25%与照明有关的能量需求.
混合太阳能照明是一种提供室内照明主动太阳能的方法.HSL系统使用聚焦镜跟踪太阳收集阳光,并在楼内使用光纤将其传输来补充传统照明.在单层房屋应用中,这些系统能够传输50%所收到的直射阳光.
沿着道路的太阳能路灯白天充电照亮,黄昏是司空见惯的事.在发展中国家太阳能充电灯笼已经成为流行的,在那里他们提供一个更安全、更便宜的煤油灯替代物.
虽然夏令时间是为利用日光节约能源一种方式,但最近的研究一直受到限制和报告有完全相反的结论：
有几项研究报到节省,,但同样也有许多建议报道没有效果,甚至是一个纯粹的损失,特别是考虑汽油消耗量时.主要影响用电量的是地理、气候以及经济,使其难以概括研究.
4.太阳能加热技术可用于水加热、空间加热、空间冷却和工业生成热量.太阳能热水系统利用阳光加热水.在地理纬度低(低于40度)的地区,60~70%的家庭用热水达60摄氏度的温度,可以利用太阳能供热系统.最常见的太阳能热水器真空管收集器44%)和上釉的扁管收集器(34%)通常用于家庭热水,未上釉的塑料收集器(21%)主要用于加热游泳池.
在2007年,总装机容量的太阳能热水系统大约154兆瓦.2006年中国安装配置70兆瓦是世界上最大的,并且长期目标,到2020年安装210兆瓦.]以色列和塞浦路斯是人均使用太阳能热水系统的领导人,已超过90%的家庭使用热水系统.在美国,加拿大和澳大利亚加热游泳池是占优势的,应用太阳能热水具有装机容量18兆瓦.
5.蓄热体是,可以用来储存热量的材料―它加热来自太阳的太阳能热量.常见的蓄能材料包括石、水泥和水.历史上,他们被用在温暖的温带干旱气候或保持建筑物凉爽,白天吸收太阳能,在晚上,辐射储存的热量,以冷却空气.但是它们可以被使用在寒冷的气候的地区以保持温暖.蓄热体的大小和位置取决于几个因素如气候、采光和遮光条件.适当的合并、蓄热体保持在一个舒适的空间温度范围,从而,减少了需要辅助加热或冷却设备.
6.太阳能通风系统
太阳能烟囱(或热的烟囱,在这种情况下)是一种被动式太阳能通风系统,即组成一个连接一栋建筑物内部和外部的一个竖井的通风系统.当烟囱温暖,时,里面的空气被加热产生上升气流,,吸引空气通过建筑.使用性能在某种程度上在温室里,可利用上釉和蓄热材料.
落叶树木和植物已经被作为一种太阳能加热和冷却控制手段在南方当在一幢建筑物旁种植时,它们的叶子在夏季期间提供树阴,,而在冬季时裸露树干允许光通过.由于光秃秃的无叶树木遮荫太阳辐射三分之一到二分之一.在,夏季遮阳的益处和冬季加热的损失存在一个相应平衡.在有显著的热负荷气温情况下,落叶乔木不应该种植在南方建筑物旁,因为他们会妨碍冬季太阳能的可用性.然而,他们可以用在东侧和西侧,以提供一定程度的夏天遮阴,没有明显地影响着冬季太阳能的收集.
在美国,供暖、通风和空调（HVAC）系统占30%(4.65EJ)的能量用于商业建筑而近50%的(10.1EJ)的能量用于住宅建筑.太阳能采暖、制冷、通风技术可以抵消一部分该能量.
综上所述,太阳能自从古代就早已开始在建筑物上使用,太阳能蓄热、太阳能照明、太阳能热水、太阳能加热空气等都已在建筑物上应用.在未来的建筑上会有越来越多的使用太阳能.