王翔
中广核太阳能连云港有限公司
摘要：改革开放以来，随着我国社会经济的快速发展，科学技术水平的不断提高，传统不可再生能源的消耗也逐渐增多，为了保证经济社会的可持续发展，必须大力开发可再生能源。由于建筑为全社会耗能“大户”，降低建筑节能刻不容缓。在绿色建筑中，更好运用太阳能发电系统，加大对光伏发电系统节能研究，成为能源发展的未来趋势之一
关键词：太阳能发电；绿色节能建筑；研究
1太阳能技术概述
1.1太阳能技术的特点
第一，普遍性。我们国家所拥有的太阳能资源是比较丰富的，2/3以上的国土面积年照射量超过两千小时，有条件实现对太阳能的高效利用；第二，无污染性。煤炭和石油之类能源的利用，在其燃烧的过程当中会形成一些有害气体和固体废物，给生态环境造成了严重的影响，而对于太阳能的应用，是不会对自然环境形成污染的；第三，安全性。火力发电和核能发电等如果出现了安全事故，将会对生态环境形成严重的污染，导致环境危机的出现，给人们的生命财产安全造成威胁。而利用太阳能发电的方式却具有非常高的安全性和可靠性；第四，大量性。在十一亿年中，太阳只对自身形成了不到20%的消耗，所以太阳能对于人类来说可以说是取之不尽用之不竭的，它是太阳中裂变反应所释放的能量。
1.2应用太阳能的优势
人类对太阳能加以应用的优势可以体现在以下几个方面：①能源丰富。有相关科研人员研究得出结论，太阳至少还能够保证数十亿年对地球太阳能的供应，所以说它的丰富性是不言而喻的；②使用空间的广泛性。在应用太阳能的过程中通常不会受到地域因素的约束。在地球上几乎所有的地方都能够对太阳能加以开发和利用，并不需要运输，这种优势对于那些比较偏远的山区来说能够提供出更好的便利；③安全环保。太阳能是一种清洁性极强的能源，在对其加以开发和利用的过程当中并不会产生固体废物、污水以及有害气体，而且也不会形成噪音，对生态环境的保护极为有利，高度契合我国可持续发展战略的需求。
2绿色建筑中利用太阳能发电系统的效果
2.1太阳能发电系统利用的节能效果
在绿色建筑中，利用太阳能发电系统的节能效果是比较明显的，节能效果比较明显最为直接的体现是，由于将大量的太阳能转化为电能，节省了建筑的电网供电。同时，太阳能电池板的遮阳板与天窗中利用太阳能发电系统，在具备其原有功能的同时，也具有隔热效果，降低了夏季建筑内部的温度，间接降低了建筑内部能耗，特别是制冷负荷的消耗，降低了能源消耗。目前，我国的能源主要是以火力发电为主，在建筑中大量使用太阳能发电系统，无疑将会降低对火电的需求量，这对于缓解能源供应紧张的局面，具有重要的意义，对于改善环境减少环境污染，也具有重要的意义。
2.2光伏发电系统利用的节能经济效益
太阳能发电系统的一个主要特点是一次性安装成本高，但是运营成本低，也就是一次消费可长久享受。比如在绿色建筑中，安装一个400kW的太阳能发电系统，在一年之中，这一太阳能发电系统的发电量约为400000kW·h，由于安装费用，包括人工费、材料费和安装费，大概需要400万，如果目前的商业电价为1.5yuan/kW·h，成本收回仅仅需要六年多时间，太阳能发电系统的平均寿命约为25年，即收回成本后的18年时间里，太阳能发电系统可节省1080万元的电费。同时，除去日常维修和管理费用，经济收益将近900万，节能的经济效益十分可观。
3绿色建筑中太阳能发电系统的应用分析
3.1太阳能发电系统在绿色建筑外墙中的应用
在一个建筑中，建筑外墙与太阳光的接触面最大，特别是对于高层建筑来说，建筑外墙与太阳光的接触面更大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而为了保证建筑外墙的美观效果，目前多数外墙装饰材料采用的是玻璃幕墙，仅仅具有装饰和围护的功能，如果将太阳能发电系统应用到绿色建筑外墙中，将太阳能发电系统中的太阳能电池板制成玻璃样式，不仅能够保证玻璃幕墙具有原有的功能和效果，而且还能大量收集和转化太阳能，对于建筑节能降耗有重要的作用。在绿色建筑外墙中应用太阳能发电系统是需要注意的问题，主要是透明度问题。在应用太阳能发电板之后，应保证室内光线充足，同时也需要注意倾斜角问题，按照建筑朝向确保太阳能电池板可充分吸收太阳能，提高太阳能转换为电能的总量。
3.2绿色建筑屋顶上太阳能发电系统的应用
从目前的实际情况看，多数的建筑，特别是高层建筑屋顶的太阳能并未得到充分利用。而绿色建筑之所以为绿色建筑，就在于充分利用可利用的资源，将太阳能发电系统应用到绿色建筑屋顶中，可提高建筑太阳能的利用率。由于地理优势，在建筑屋顶装设太阳能电池板时，不需要考虑遮挡和角度问题，与建筑外墙装设太阳能电池板相比，屋顶太阳能电池板的装设步骤和难度较小，同时还可以装设遮阳板和通风管道。在绿色建筑屋顶应用太阳能电池板时，需要考虑自然灾害的破坏作用，主要是冰雹、雷电和雨雪的破坏作用，特别是需要注意对冰雹的预防，避免对太阳能电池板造成损坏。同时，在设计确定屋顶倾角时，可兼顾观赏性与功能性两个方面，不仅可使其免受雨雪堆积问题的困扰，也可增加屋顶的美观程度。同时，太阳能电池板需采用高强度的材料制成，可避免雷电灾害损害太阳能电池板。
3.3绿色建筑天窗中太阳能发电系统的应用
在绿色建筑中，天窗的作用主要体现在两个方面，一个是采光，另外一个就是避免局部露天建筑遭受阳光直射。而在绿色建筑天窗中利用太阳能发电系统，在收到采光和遮阳效果的同时，还能够利用建筑提供电力，可谓一举两得。在绿色建筑天窗中利用太阳能发电系统时，主要应用的是太阳能电池板，因此需要考虑的问题仅有采光率，为了提高采光率，可设计成井格型，利用光的折射原理来进行立体采光，同时合理确定天窗的倾斜角度。
3.4太阳能发电系统在绿色建筑其他部分中的应用
在绿色建筑的窗户玻璃、遮阳板和遮雨板等元素中，均可利用太阳能发电系统中的太阳能电池板，将不透明的电池板作为遮阳板，用太阳能电池板来代替遮雨棚，不仅可满足遮阳避雨的要求，同时也能有效采集太阳能。在建筑元素中，利用太阳能电池板，均需综合考虑防撞击、防雷和防火等问题，确保太阳能电池板的安全性。
3.5太阳能电池的应用
太阳能电池的应用实现了利用半导体界面的光生伏特特征进行光伏发电，形成了一套将光能转化为电能的系统。将太阳能电池串联，然后实施封装保护的工作，实现了大面积太阳能电池构件的组成，与功率控制设施相互结合，实现了光伏发电装置的构成。利用太阳能实现发电的企业应该将以往的发展经验结合起来，使企业的生产规模和产量进一步扩大，实现成本投入的降低。在发电成本的设定上应该积极参照经济使用年限、系统运行和维护费用、市场价格波动以及利率等，结合这些对成本造价加以合理的预算。目前，我们国家一些现代化的居民住宅区的照明系统已经实现了利用太阳能发电的辅助式电源。太阳能发电方式的利用可以实现其它能源效率量的减小，同时还能让太阳辐射带来的影响大大降低，达成保护和优化生态环境的目的。而太阳能热发电是把太阳辐射直接转化成热能，继而利用所产生的特能实现发电，该技术在建筑节能方面的应用也较为普遍。
结语
随着城镇化进程的加快，我国城市建筑数量，特别是高层建筑数量持续增加，在这种背景下，如何更好实现建筑节能，降低电能消耗，成为建筑行业内一个亟需解决的难题。随着各种能源利用新技术的发展，特别是太阳能技术的发展，使解决这一难题成为了可能。在绿色建筑中综合利用太阳能发电系统，在建筑外墙、建筑屋顶、建筑天窗以及其他建筑部分利用太阳能发电系统，节能和节能经济效益十分可观，不仅能够降低建筑能耗，同时还能收到良好的经济效益，值得在绿色建筑中推广使用。
参考文献:
[1]杨晓蕴.太阳能在建筑节能技术中的应用分析[J].节能环保，2016.
[2]刘彤.太阳能在建筑节能技术中的广泛应用[J].林产工业，2015.
论文作者:王翔
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/25
标签：建筑论文; 太阳能论文; 电池板论文; 太阳能发电论文; 系统论文; 外墙论文; 节能论文; 《防护工程》2018年第10期论文;