Informacija apie saulės energiją: pastatų energijos vartojimo efektyvumo technologija ir saulės pastatų taikymo ir plėtros vizija

Saulės energijos technologijų naudojimas bus svarbus būdas žmonėms gauti energijos ateityje. Vykdant socialinę žmogaus veiklą, požeminių išteklių naudojimas jau susidūrė su dilemos trūkumu, kuris turi įtakos žmonių išlikimui. Statyba naudojant saulės energiją bus tinkamas kelias. Pastato energijos taupymas tapo dideliu rūpesčiu. Šiandienos visuomenė didelį dėmesį skiria pastatų inžinerijos energijos suvartojimui ir ilgalaikiam energijos suvartojimui naudojant pastatus. Todėl būtina skatinti saulės energijos pastato technologijos taikymą atsižvelgiant į pastato projektavimo energiją taupančius reikalavimus.

Saulės energijos technologijų naudojimas bus svarbus būdas žmonėms gauti energijos ateityje. Vykdant socialinę žmogaus veiklą, požeminių išteklių naudojimas jau susidūrė su dilemos trūkumu, kuris turi įtakos žmonių išlikimui. Statyba naudojant saulės energiją bus tinkamas kelias. Pastato energijos taupymas tapo dideliu rūpesčiu. Šiandienos visuomenė didelį dėmesį skiria pastatų inžinerijos energijos suvartojimui ir ilgalaikiam energijos suvartojimui naudojant pastatus. Todėl būtina skatinti saulės energijos pastato technologijos taikymą atsižvelgiant į pastato projektavimo energiją taupančius reikalavimus.

Saulės šiluminė technologija yra plačiausiai naudojama pastatų energijos taupymui. Šiuo metu saulės energijos gamybos sistemose fotoelektros perskaičiavimo į saulės energiją rodikliai yra maži, tai yra saulės karšto vandens ir pasyvios saulės šildymo technologijos. Kinijos saulės šiluminė šviesa ir šiluma iš esmės prarandama, o terminė â † ’elektros â †’ šiluminė antrinė konversija, vandens sistema buvo pradėta kurti 1980-aisiais, tačiau saulės energijos supaprastinimas padidino energiją konversijoje užkrato pernešimas. Nuostoliai tiesiog paverčiami tiesioginiu buitinio vandens šildymu, išlaikant žemą naudojimo lygį, o saulės energijos panaudojimo lygis yra mažesnis. Atsižvelgiant į minėtą situaciją, saulės karšto vandens sistema Europoje daugiausia naudojama kaip pagalbinis šilumos šaltinis, veikiantis kartu su įprasta energetikos sistema. Jame siūloma integruoti saulės sienas, fotovoltinius modulius ir pastato sienas. Saulės energijos sistema, apjungianti elektros energijos gamybą, šildymą, vėdinimą ir pastatų apsaugos konstrukcijas tiekiant karštą ir gyvenamąjį bei maudymosi vandenį, taip pat yra tipinė saulės žemos temperatūros grindų radiacija pastato šildymui. . Išorinis sienos sluoksnis yra fotoelektrinė užuolaidų siena, amperinės šilumos mainų sistemos principas. Integracija su pastatu tapo saulės vandens šildymo sistemos plėtros tikslu ir kryptimi, kai gryno oro sistema arba tiesioginio išleidimo kamera patenka į oro kondicionierių per ortakį viršuje; o gaubto konstrukcijos izoliacijos rodikliai žymiai pagerėja.

1 Privalumai ir privalumai derinant saulės energiją su architektūra

1.1 Saulės technologijų ir statybų derinys gali efektyviai sumažinti pastato energijos suvartojimą.

1.2 Saulės energija derinama su pastatu. Plokštės ir kolektoriai montuojami ant stogo ar stogo, o tai nereikalauja papildomo žemės naudojimo ir taupo žemės išteklius.

1.3 Saulės energijos ir statybos derinimas, įrengimas vietoje, elektros energijos gamyba vietoje ir karšto vandens tiekimas nereikalauja papildomų perdavimo linijų ir karšto vandens vamzdžių, mažinant priklausomybę nuo savivaldybės įrenginių ir mažinant spaudimą savivaldybės statyboms. .

1.4 Saulės produktai neturi triukšmo, neišmeta teršalų, nevartoja kuro ir yra lengvai priimtini visuomenei.

2 Energiją taupančios pastatų technologijos

Pastatų energijos taupymas yra svarbus technologinės pažangos rodiklis, o naujos energijos naudojimas yra svarbi pastatų tvarios plėtros dalis. Esamomis sąlygomis pastato energijai taupyti imamasi šių penkių techninių priemonių:

2.1 Sumažinkite pastato išorinio paviršiaus plotą. Pastato išorinio paviršiaus ploto matas yra skaičiaus koeficientas. Pagrindinis pastato formos faktoriaus valdymo dėmesys yra plokščias dizainas. Kai bus per daug plokštumų ir išgaubimų, pastato plotas padidės. Pavyzdžiui, projektuojant gyvenamuosius pastatus, dažnai susiduriama su miegamųjų ir vonios kambarių langų atidarymo problema. Kadangi vonios kambario langai įleidžiami į plokštumą, pastato išorinis paviršiaus plotas nematomai padidėja. Be to, energijai taupyti yra erkeriai, džiovinimo platformos ir kitos konstrukcijos. Labai nepalanku. Todėl projektuojant plokštumą būtina visapusiškai atsižvelgti į įvairius veiksnius, tuo pat metu tenkinant naudojimo funkciją, pastato formos koeficientas yra kontroliuojamas pagrįstame diapazone. Be to, modeliuojant fasadą, sluoksnio aukščio valdymas taip pat turi įtakos pastato formos koeficientui. XXI amžiuje daugelis daugiaaukščių pastatų priima stačiakampius plokščius ir stačiakampius derinius, kurie sumažina pastato išorinį plotą, o bendras dydis yra harmoningas. Tai taip pat palaiko pastato išvaizdą ir yra naudinga taupant pastato energiją. Tai atspindi naują architektūrinio dizaino koncepcijų mąstymą.

2.2 Atkreipkite dėmesį į voko struktūros dizainą. Pastatų energijos ir šilumos sąnaudos daugiausia atsispindi išorinėje apsauginėje konstrukcijoje. Voko konstrukcijos dizainas daugiausia apima: voko struktūros medžiagos ir struktūros parinkimą, voko konstrukcijos šilumos perdavimo koeficiento nustatymą, vidutinio išorinės sienos šilumos perdavimo koeficiento apskaičiavimą veikiant aplink esantį šaltą ir karštą tiltą, voko konstrukcijos ir izoliacinio sluoksnio šiluminių savybių indeksas Storio apskaičiavimas ir kt. Tam tikro šilumos izoliacinės medžiagos storio pridėjimas išorinės sienos išorėje ar viduje, siekiant pagerinti sienos šilumos izoliaciją, yra svarbi priemonė taupant energiją. sienos šiame etape. Šiuo metu didžioji dalis išorinių sienų izoliacijos yra pagaminta iš polistireninio putplasčio plokštės. Statybos procese pagal šilumos izoliacinės medžiagos konstrukcijos procedūrą stiprinamas šilumos izoliacijos plokštės sujungimas ir tvirtinimas, užtikrinama krašto ir dugno kokybė, kad būtų pasiektas šilumos izoliacijos efektas. Tuo pačiu metu stogas yra ta dalis, kurioje yra daugiausia šilumos svyravimų, o norint padidinti izoliacijos efektą ir ilgaamžiškumą, reikia veiksmingų priemonių.

2.3 Pagrįsta lango sienos ploto kontrolė. Taip pat yra išorinės durys ir langai, kurie liečiasi su natūralia aplinka. Daugybė analizių ir bandymų parodė, kad durys ir langai sunaudoja apie 50% visų šilumos energijos sąnaudų. Energiją taupantis durų ir langų dizainas žymiai pagerins energijos taupymo efektus. Reikia pasirinkti durų ir langų rėmo medžiagas, kurių šiluminės varžos vertės yra didelės. Šiais laikais daugybė durų ir langų rėmų medžiagų yra naudojamos plastikiniais pamušalais pagamintuose plieniniuose rėmuose, šilumą išsklaidančiuose aliuminio lydinio rėmuose ir mažai taršiuose dengtuose izoliaciniuose stikluose. Lango sandarumas turėtų būti geras, o lango sienos ploto dalis turėtų būti kruopščiai kontroliuojama. Šiaurėje neturėtų būti didelių langų ir erkerių, o erkerio negalima naudoti kitomis kryptimis. Inžinerijos praktikoje daugelyje gyvenamųjų pastatų fasado efektams pasiekti reikia didelių langų. Jei negalima sumažinti didelio lango ploto, taip pat reikia imtis priemonių: jei langas išdėstytas kuo toliau pietų pusėje, pridedamas fiksuotas lango ventiliatorius, rėmo ir rėmo sandarinimas. ventiliatoriaus kraštas yra sugriežtintas, o skaičiavimai ir skaičiavimai atliekami pagal taisykles, kad būtų pasiektas pastatas. Bendras energijos vartojimo efektyvumas.

2.4 Sustiprinti kitų dalių šilumos izoliacijos priemones. Kitos šilumos izoliacijos priemonių dalys, tokios kaip grindys, grindys, plokštės ir karšto bei šalto tilto dalys šilumos izoliacijai. Grindų apdorojimas pastato viduje ir išorėje šaltuose ir šaltuose rajonuose, nėra šildymo laiptų sienos ir šviesos pralaidumo lango, įrenginio durų apdorojimas, balkono grindų ir durų langų apdorojimas. Reikia atkreipti dėmesį į tai, kad durys, atitinkančios išorinį pasaulį, turėtų pasirinkti izoliacines duris, išoriniame erkeryje turėtų būti naudojama viršutinė ir apatinė surinkimo plokštė, šoninė plokštė ir visos plokštės, kurios liečiasi su išorine dalimi. turi būti izoliuoti ir taupyti energiją. Šiais laikais pastatas naudoja specialią energiją taupančią projektavimo programinę įrangą, kad, atlikdami išsamų skaičiavimą, atitiktų įvairius šilumos rodiklius. Pagal šiluminį indeksą reikėtų imtis atitinkamų struktūrinių priemonių, kad visas pastatas atitiktų energijos taupymo reikalavimus.

2.5 Imtis kitų energijos taupymo priemonių, kad būtų pasiekti energijos taupymo tikslai. Be to, norint sumažinti energijos sąnaudas, būtinos ir kitos energijos taupymo valdymo priemonės, pavyzdžiui, šilumos skaitiklio, šilumos valdymo jungiklio ir kt., Norint išlaikyti subalansuotą temperatūrą. Tiesą sakant, pagrindinis pastato energijos taupymo turinys, be šildymo ir oro kondicionavimo, turėtų apimti ventiliaciją, buitinį elektros energiją, karštą vandenį ir apšvietimą. Jei visa buitinė elektros energija yra energiją taupantys produktai, energijos taupymo galimybės yra dar ryškesnės.

3 Saulės pastato technologija

Saulės pastatus galima suskirstyti į aktyviuosius ir pasyviuosius. Pastatai, kurie naudoja mechaninius įtaisus saulės energijai rinkti ir kaupti bei prireikus patalpai tiekti šilumą, vadinami aktyviaisiais saulės pastatais; atsižvelgiant į vietines klimato sąlygas, naudojant pastato išplanavimą, konstrukcijos apdorojimą, pasirinkimą. Didelio našumo šiluminės medžiagos leidžia pačiam pastatui absorbuoti ir kaupti saulės energijos kiekį, tokiu būdu užtikrinant šildymą, oro kondicionavimą ir karšto vandens tiekimą, vadinamą pasyvūs saulės pastatai.

Saulės energijos pastatų išdėstymas turėtų stengtis naudoti ilgąją pusę kaip šiaurės – pietų kryptį. Šilumos surinkimo paviršių padarykite pliuso arba minuso 30 ° kampu teigiama pietų kryptimi. Atsižvelgdami į vietines meteorologines sąlygas ir vietą, atlikite atitinkamus koregavimus, kad pasiektumėte geriausią saulės spindulių poveikį. Tarp šilumos surinkimo ir šilumos kaupimo sienų gaunama šiluma yra pasyvaus saulės pastato forma. Jis visiškai išnaudoja saulės spindulių šilumos charakteristikas pietų kryptimi ir prideda šviesą praleidžiantį išorinį dangtį prie pietinės sienos, kad susidarytų oro sluoksnis tarp šviesą praleidžiančios dangos ir sienos. Siekiant maksimaliai padidinti saulės spindulių poveikį šviesą praleidžiančio dangčio viduje, ant oro tarpsluoksnio vidinės sienelės paviršiaus uždedama šilumą sugerianti medžiaga. Šviečiant saulei, oras ir siena oro tarpsluoksnyje pašildomi, o absorbuojama šiluma padalijama į dvi dalis. Įkaitinus dalį dujų, oro srautas susidaro dėl temperatūros skirtumo slėgio, o patalpų oras cirkuliuoja ir konvekuojamas viršutinėmis ir apatinėmis ventiliacijos angomis, prijungtomis prie vidinio kambario, taip padidinant vidaus temperatūrą; o kita šilumos dalis naudojama sienai šildyti ir išnaudojama sienos šilumos kaupimo galia. Šiluma kaupiama, o po nakties sumažinus temperatūrą, sienoje sukaupta šiluma išleidžiama į kambarį ir taip pasiekiama tinkama temperatūra dienai ir nakčiai.

Atėjus vasaros karščiams, šviesą praleidžiančiame dangtyje esantis oro sluoksnis atidaromas lauko ventiliacijos angai, o uždaras sujungtas oras uždaromas. Viršutinė lauko angų dalis yra atvira atmosferai, o apatinės angos pageidautina prijungtos prie vietos, kurioje aplinkos oro temperatūra yra žema, pavyzdžiui, saulės pavėsyje ar požeminėje erdvėje. Šildant oro sluoksnio temperatūrą, oro srautas greitai patenka į viršutinę angą, o karštas oras išleidžiamas į išorę. Kai oras ir toliau teka, per apatinę ventiliacijos angą patenkantis vėsus oras patenka į oro sluoksnį, o tada oro sluoksnis yra žemesnė nei lauko temperatūra, o patalpų karštas oras per sieną išsklaido šilumą į oro sluoksnį pasiekti kambario temperatūros mažinimo efektą vasarą.

Kaip matyti iš pasyvaus darbo principo, saulės energiją naudojančiuose pastatuose medžiagų savybės užima svarbią vietą. Šviesą praleidžianti medžiaga tradiciškai naudojama stiklui, o šviesos pralaidumas paprastai yra nuo 65 iki 85%, o dabar naudojamos šviesos priėmimo plokštės šviesos pralaidumas yra 92%. Medžiaga šilumai kaupti: naudokite tam tikro storio sieną arba pakeiskite sienos medžiagą, pavyzdžiui, imkite vandens sieną kaip šilumą kaupiantį elementą, kad padidintumėte sienos šilumą. Be to, šilumos kaupimo patalpa taip pat yra šilumos kaupimo būdas. Tradicinė šilumos kaupimo patalpos praktika - susidėti akmenį į šilumos kaupimo patalpą, šildyti akmenukus, kai karštas oras teka per šilumos kaupimo patalpą, ir patekti į naktį ar lietingomis dienomis. Tada išsklaidoma šiluma patenka į kambarį. Kadangi pasyvieji saulės pastatai yra paprasti ir lengvai įgyvendinami, saulės pastatai yra plačiai naudojami, pavyzdžiui, daugiaaukščiai, ryšių stotys ir gyvenamieji pastatai. Šiais laikais aukštybiniame pastate taip pat laikomasi tokio principo: stiklinė užuolaidų siena yra daugiasluoksnė, o valdomos įleidimo ir išleidimo angos yra išdėstytos ties išorinės sienos plokštės apatine jungtimi. Tai ne tik pasisavina saulės energiją, bet ir pagražina pastato fasadą, kuris yra konkretus saulės energijos technologijų įsikūnijimas.

Aktyvūs saulės pastatai naudoja mechaninę įrangą surinktai šilumai pernešti į įvairias patalpas. Tokiu būdu galima išplėsti saulės energijos absorbcijos paviršių, pvz., Stogą, nuolydį ir kiemą, kur yra stipri saulės šviesa, ir jį galima naudoti kaip saulės energijos absorbcijos paviršių. Tuo pačiu metu jūs taip pat galite įrengti šilumos kaupimo patalpą ten, kur jums to reikia. Tokiu būdu šildymo sistema ir karšto vandens tiekimo sistema sujungiamos į vieną ir naudojama efektyvi šilumos reguliavimo įranga, kad saulės energiją būtų naudingiau naudoti.

Aktyvios saulės šildymo sistemos veikimo procesas yra toks: sistemoje yra du ventiliatoriai, vienas yra saulės kolektoriaus ventiliatorius, kitas - šildymo ventiliatorius. Tiesiogiai šildant saulės spinduliais, abu ventiliatoriai veikia tuo pačiu metu, todėl oras kambaryje tiesiogiai patenka į saulės kolektorių. Tada grįžkite į kambarį, pvz., Lietingomis dienomis, kai šilumos yra mažai, naudojamas papildomas šildymas ir neveikia šilumos saugykla. Karšto oro sistemoje oro srautui valdyti naudojama elektrinė sklendė, o įvykus tiesioginiam šildymui, du oro valdiklyje esantys elektriniai sklendės nukreipiami, kad oras galėtų patekti į patalpą. Saulės kolektoriaus išleidimo angoje esanti karšto vandens ritė leidžia integruoti kambario karšto vandens tiekimo sistemą su saulės šildymo sistema.

Kai saulės kolektoriaus surinkta šiluma viršija patalpos poreikius, įsijungia kolektoriaus ventiliatorius ir šildytuvo ventiliatorius sustoja. Variklio durys, vedančios į kambarį, yra uždarytos. Karštas oras iš saulės kolektoriaus teka į šilumos kaupimo patalpos akmenukų sluoksnį, o akmenyje šiluma kaupiama tol, kol akmenukų sluoksnis sušyla, todėl šilumos saugykla šilumos prisotinimo patalpoje yra prisotinta. Kai naktį nėra saulės spindulių, šiluma imama iš šilumos kaupimo patalpos. Šiuo metu oro valdiklyje uždaromas pirmasis elektrinis sklendė, atidaromas antrasis elektrinis sklendė ir įjungiamas šildymo ventiliatorius, kad patalpų oro cirkuliacija būtų šildoma iš apačios į viršų per šilumos saugyklos patalpos sluoksnį. ir tada grįžo į šildymo reguliavimo sistemą. Kai šilumos kaupimo patalpoje yra pakankamai šilumos, į oro kondicionierių patenkančio oro temperatūra yra tik žemesnė nei temperatūra tiesiogiai iš saulės kolektoriaus. Šis ciklas tęsis tol, kol nebus išeikvotas šilumos skirtumas tarp akmenukų sluoksnių šilumos kaupimo patalpoje. Tada, jei yra pagalbinis šildytuvas, įjunkite papildomą šildytuvą. Jei šilumos kaupimas šilumos saugykloje pasiekia sodrumą arba vasarą nereikia šildyti, saulės kolektorius vis tiek dirba šildymui, kad būtų naudojama karšto vandens tiekimo sistema.

Yra daug saulės energijos pastatų tipų, o darbo principai iš esmės yra panašūs. Kai kuriuose pastatuose vanduo naudojamas kaip terpė šilumos mainams. Tokiu būdu, naudojant tą patį šiluminį efektą, visos sistemos įrangos tūris gali būti sumažintas ir kartu su kitais energijos šaltiniais gali būti naudojama karšto vandens sistema. Tai yra didžiausias vandens kaip terpės naudojimo pranašumas. Kita energijos rūšis yra geoterminės šilumos naudojimas kaip šilumos šaltinis. Darbo procesas yra šilumos iš gruntinio vandens ištraukimas, šilumos siuntimas į kambarį per šildymo sistemą ir aušinimas. Veikimo principas yra kaip oro kondicionavimo įrenginys. Trūkumas yra tas, kad kai įrenginys nuolat dirba ilgą laiką, šiluma gali būti nepakankamai tiekiama. Todėl jis labiau tinka vietose, kuriose gausu geoterminių išteklių.

4 Energijos pastato lūkesčiai

Saulės energiją galima rinkti tik tada, kai yra saulė. Debesuotą dieną ir naktį šiluma nerenkama, todėl surenkama šiluma yra ribota, tačiau lietingomis dienomis ir naktimis dažnai reikia šilumos, o tai veikia saulės pastatus. plėtra. Jei geoterminius išteklius naudosime kartu su saulės energija, mokysimės iš vienas kito stipriųjų pusių, imsimės efektyvių techninių priemonių energijai paversti, pagrįstai terminio valdymo technologijai ir puikioms šiluminėms medžiagoms, tada bus energingai plėtojami nauji pastatai, turintys aplinkos apsaugą ir energijos taupymą. Galima pastebėti, kad aplinkos apsaugos ir energijos taupymo taikymas yra labai išsami technologija, todėl būtina energingai plėtoti kai kurias specifines problemas.

4.1 Energijos taupymo priemonės turėtų būti praktiškos: naujos energijos naudojimas grindžiamas energijos taupymo priemonėmis, o pastato atitvarų izoliacijos efektyvumas yra labai svarbus. Todėl išorinė siena ir išorinės durys bei langai, kur sija liečiasi su išoriniu pasauliu, taip pat turėtų būti izoliuota grindų dalis, kuri yra šalto tilto dalis. Trumpai tariant, būtina atitikti specifikacijų, taisyklių ir pramonės izoliacijos reikalavimus.

4.2 Būtina išspręsti išsamią šilumos energijos naudojimo valdymo technologiją; nors vien saulės energijos naudojimas, geoterminė energija turi tam tikrų apribojimų. Naujų energijos šaltinių naudojimas turi būti pagrįstas vietiniais gamtos ištekliais, o veiksmingas bus visapusiškas jų naudojimas. Plius būtinas pagalbinis šilumos šaltinis, užtikrinantis normalų šildymą. Integruota valdymo technologija automatiškai konvertuoja šilumos tiekimą į patalpą pagal pastato patalpų temperatūros poreikį ir šilumos šaltinio tiekimą, kad būtų pasiektas temperatūros stabilumas. Atsižvelgiant į automatikos valdymo technologijų, šiluminių medžiagų, šilumos mainų įrangos ir šiluminių bei elektrinių komponentų pažangą, šias technologijas visiškai įmanoma išspręsti.

4.3 Geriausias energijos taupymo ir naujos energijos pasirinkimas vis dar yra saulės energija, o energijos taupymo ir saulės energijos naudojimas daro tam tikrą įtaką pastato išvaizdai. Dėl šios priežasties projektuojant pastatą yra apdorojamas pastato fasadas, o šilumos šaltinio išvaizdą surenka stogas. Tai susiję ne tik su šilumos efektyvumu, bet ir su bendru pastato poveikiu.

Šiuo metu daugiausia saulės fotoelektros energijos gamybos ir pastatų tyrimų yra „Building Photovoltaic Integration System“ (BIPV), kuri saulės energijos generatorius puikiai integruoja ant pastatų sienos ar stogo. Jo darbo principas yra įprastas. Fotoelektros sistema yra identiška, vienintelis skirtumas yra tas, kad saulės modulis naudojamas ir kaip sistemos generatorius, ir kaip pastato išorės medžiaga. BIPV sistemoje naudojami fotovoltiniai komponentai gali būti skaidrūs arba permatomi, kad šviesa vis tiek galėtų patekti į kambarį per fotoelektrinius komponentus, nepaveikdama patalpų apšvietimo. BIPV sistema gali būti naudojama vietinei elektros energijos gamybai ir vietiniam naudojimui, ir turi daug privalumų: naudojant saulę kaip energijos šaltinį galima pasiekti energijos taupymo ir aplinkos apsaugos reikalavimus; taupyti investicijas į tinklą ir sumažinti perdavimo nuostolius; spalvoti fotovoltiniai moduliai gali pakeisti brangius eksterjerus. Medžiaga ne tik dekoratyviai veikia, bet ir sumažina saulės energijos gamybos sistemos kainą; sušvelnina energijos poreikį; ji atlieka garso izoliacijos ir šilumos izoliacijos funkciją kaip išorinę pastato apsaugą; ir pagerina patalpų šiluminę aplinką. Užsienio tyrimai dėl fotovoltinių integruotų sistemų kūrimo buvo atlikti jau seniai, tačiau jie vis dar yra eksperimentinių patalpų statybos etape. Jungtinės Valstijos, Europa ir Japonija pradėjo nacionalinį BIPV sistemų plėtros planą; Šanchajaus Jiaotongo universiteto saulės energijos tyrimų institutas atliko šiuos tyrimus, bandomąją saulės fotovoltinių stogų integravimo sistemos gamybą, pastatė ekologišką