太阳能新能源的应用_secret

1、太阳能新能源的应用摘要 简要介绍德国在可再生能源的利用，总结在工程设计和使用中应注意的问题；提出要根据工程实际，使用可再生能源。关键词 太阳能 发电机 绿色建筑 一德国概况德国位于欧洲中部，是欧洲邻国最多的国家。面积35万平方公里，人口8千多万。现在的德国，是高度发达的工业国家，经济实力居欧洲首位。属世界第三大经济强国。德国重视生态建设和环境保护，并强调可持续发展。通过制定政策和法规以及政府补贴，让尊重环保的人获得更大的收益。二新能源的利用 1.德国对太阳能的利用太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。是清洁、安全、可靠、可持续和可扩展的能源

2、。太阳辐射的能流密度低，利用太阳能时为了获得足够的能量，需采用一定的技术和装置（集热器），对太阳能进行采集。德国建筑物大部分采用非聚光集热器（平板集热器，真空管集热器），利用太阳辐射中的直射辐射和散射辐射，最大限度的实现光电转换和光热转换。1.1在德国目前有真空管式和热管承压式太阳能热水器。真空管式太阳能热水器工作原理：真空管吸热-循环水管-保温水箱-检测控制系统-用户。电气控制系统通过控制阀、控制仪等设备自动控制该系统。热管承压式太阳能热水器工作原理：真空管吸热-热管传导热-保温水箱-控制系统-用户。热管承压式太阳能热水器，利用真空管集热，内置O翅片，把高温环境中的热量传给热管、热管迅速将热

3、量传入水箱，特别在多云，辐射强度低的情况下，启动传热快，日平均热效率高。辅助电加热装置安置在水箱里，已备阴、雨、雪天使用，节电90%。整套供热系统均采用自动控制运行，自动检测水温、流量、压力、水箱液位等技术参数。太阳能热水器工作原理示意图1.2太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，可以方便地实现为用户照明及生活供电。在德国，政府还鼓励将剩余的太阳能电能与区域电网并网。目前从民用的角度，在德国技术研究趋于成熟且初具产业化的是光伏-建筑(照明)一体化技术。太阳能发电系统主要包括：太阳能电池

4、组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来。太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，控制器还具备温度补偿的功能。其他附加功能还有光控开关、时控开关等。蓄电池一般为铅酸电池。小微型系统中，也有使用镍氢电池、镍镉电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。逆

5、变器将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能。目前德国已经成功地把太阳能组件和建筑构件加以整合，如太阳能屋面、建筑物外墙等，实现了光伏-建筑照明一体化(BIPV)。德国乌尔姆市建筑物屋顶上的太阳能光电板建筑物外墙上安装太阳能光电板2.建筑物内的发电机组热电联供系统热电冷联供是以柴油或者天然气燃烧产生的热量驱动发动机，带动发电机发电并回收排放热，排放热用于建筑的集中供暖和制冷系统，形成既发电，又能供热、供冷的复合系统。在德国参观的几个新建或者新改造的建筑物，发电机基本上采用的是该系统。热电冷联供系统具有综合效率高、节省能源的技术特征与特点。 2.1综合效率高：对普通的火力发电系统，综合效率

6、约为40。而对对天然气热电冷联供系统，如果把用电和用热分配好，综合效率可以达到7080。建筑物内然气热电冷联供系统效率会更高，综合效率可达到90以上。因为可以不计电能在传输过程中的损失、市政供热管道上的热量损失。 2.2节省能源：天然气燃烧可得到1500以上的高温能源，首先利用这部分能源驱动发电机发电，然后逐级利用排放热供应热水、蒸汽进行多阶段利用。为了使宝贵能源更有效利用，不仅要提高耗能设备效率，尽量减少排放热损失，而且要使能源产生的能量由高温到低温实行多阶段利用，也就是按能量品位的高低，安排好功、热和物料热力学能的各种能量之间合理配合，实现不同形式、不同品位能量的梯级利用，以获得整个系统能

7、量综合利用最佳效果。2.3德国在传统的建筑物采用城市集中供暖系统中，由于在长途管道传送中能源有近40的损失，越来越凸现出这一传统供暖形式的弊端，他们尽可能多地采用更灵活、更节约的分散供暖模式。3.热回收装置普通的集中空调系统总是有相当多的冷凝热直接排入大气，造成较大的能源浪费。而建筑物又需要大量的生活热水供应，热回收机组就是将冷凝热回收来加热生活热水，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，而且还可以节省不少的能源。4.绿色智能照明德国照明装置以及相应的品牌在国内也经常采用，例如飞利浦、欧司朗、西门子等，但他们更注重采用节能措施和绿色照明，也注重自然光的利用。在共享空间采光屋顶使用自动控制的漫反射

8、镜，自动跟踪太阳光，把太阳光线反射到共享空间。在一些公共建筑物内，公共活动区域和走廊设置光线探测器和红外探测器，自动开启相应区域的照明灯具。普遍采用T5型日光灯具和金属卤化物灯具，极少采用高耗能的白炽灯。安装在屋顶金属支架上的光线探测器5.大量采用变频控制器空调通风机、空调水泵、生活水泵均采用变频控制器进行自动控制。根据时间、温度、流量、压差等技术参数，调节电动机的转速，以达到节能控制的目的。6.实例分析汉诺威 NORD LB建筑在该项目中，广泛使用了将自然采光及通风联合发电及热回收组合起来的系统，由此可用最少量的能量、最低的运转费用取得最大效果。由于该建筑本身所需要的能量较少，因此，还可以作

9、为地区的发电装置表面带有角度的镜面可以将水平方向的自然光反射到建筑物内。与此配合，可动式遮阳板由于可以随着太阳的变动而移动，避免了直射阳光的热度及晃眼的光线对室内的影响。在冬季及夏季的早上和傍晚，当太阳的位置较低时，遮阳板就被隐蔽起来，于是，柔和的阳光射进室内。排风系统及屋顶内的遮光装置的驱动动力是由光电池的太阳能板产生的。太阳能板装在屋顶，可以提供最大输出约40kW的电力。窗子既可以自动开关，又可以手动，大部分房间都可以自然通风。这些双层窗是由可以保温的内侧玻璃窗及在按保护意义加工成薄片的玻璃板上装配上通风缝的外侧层构成的；二层之间形成空隙，内藏太阳光遮蔽系统，有了这样的双层建筑外表，再根据

10、天气情况，进行通风。内侧的窗子任何时候都可以打开，以利于夜间室温下降。作为整个能源战略，在设计上提出了先进的新方法，即使用植物油这种可完全再生的植物燃料。使用这种可再生的天然能源，能够长期大幅度减少二氧化碳的排出。植物可以完全吸收在植物燃烧时所产生的二氧化碳。燃烧这样的油脂，与以前的能源相比，不仅非常清洁，而且效率也高。使用这种方法，整个大厦二氧化碳排出量可以削减50以上。发电装置运转时产生的余热被运到建筑物地下储存水池储备起来，一点也不影响地上的自然环境。冬季，将储备的热水吸上来加热建筑物。热水还可以用来运转生产冷水的吸收式冷却装置如冷藏库。然后，再把所生产的冷水保存到地下，待气温上升时再用

11、泵抽回建筑物内，冷却吊顶降低室温。该大厦通过太阳能、热回收，利用宝贵的天然资源，创造出四季舒适的环境。成为以可持续发展为目的的生动一例。Nord LB building (Hannover, Germany)（德国 汉诺威）7国会大厦新能源在改建国会大厦的设计中，广泛使用了将自然采光及通风联合发电及热回收组合起来的系统，用最少的能量、最低的运转费用取得最大效果。建筑物圆顶上设有太阳能发电装置，可作为大厦的部分动力来源。玻璃为幕墙的圆顶。从其顶端悬下一支漏斗状的柱子，下面是会议大厅。“漏斗”上镶嵌着360块活动镜面，把阳光折射进议会大厅，从而降低照明能源消耗。同时，又为了不让直射的阳光晃眼，在玻

12、璃圆顶的内侧安装了可移动的铝网，由电子计算机按照太阳的运动自动调控位置，其能源来自于国会大厦屋顶上的太阳能电池。同时，还利用地下蓄水层循环利用热能：夏季将多余热量储存在地下蓄水层中，以备冬季使用；冬季将冷水输入蓄水层，以备夏季使用。最后，大厦的动力燃料由矿物材料改为植物油，使二氧化碳的年排放量由7000吨降至440吨。建筑物玻璃圆顶三、我国建筑节能现状我国能源总量丰富，但人均能源可采储量远低于世界平均水平。从能源利用效率来看，目前国内能耗高，能源效率低。近几年我国已经成为世界上仅次于美国的第二大石油消费国。8090年以前，德国建筑采暖能耗标准和我国北方地区水平差不多，每平方米每年消耗30公斤标

13、准煤，但近年来，德国的这一数字降低至每平方米4至8.6公斤标准煤。我国对建筑节能越来越重视，制定了公共建筑节能设计标准GB50189-2005等相关节能标准，各地也颁发了一些建筑节能设计标准和措施，建筑节能标准工作发展迅速，但建筑节能整体应用和效益与德国相比仍显滞后。建筑节能设计首先需要社会各界的支持和重视。在进行节能建筑设计时，需要在方案阶段，从建筑结构、空间构成、立面构造以及防火排烟等进行综合统筹考虑，以达到理想的效果和节约投资。要求建筑师和机电工程师不仅仅会做目前传统的工程设计，更要对节能、生态方面的理念以及相应的技术、设备和材料有充分的了解。建筑师也应该掌握环境、机电设计方面的基本知识和最新信息，以设计出节能、环保、可持续发展的建筑物。四、对以后在设计工作中的启发1. 做好技术力量的贮备。随着我国建筑设计水平的不断提高，建筑电气的科技含量和自动化程度也越来越高，节能环保概念也将越来越得到重视，为了能适应这一趋势和发展，及时把握国际发展的趋势，并与