太阳能与建筑结合技术进展和工程案例

    由于要实现太阳能与建筑的完美结合必须做到同步设计、同步建筑和同步施工，房地产开发商也就成了推广太阳能建筑的重要一个环节。目前，由于光伏发电系统的高成本，太阳热水系统与建筑的结合的刚刚起步，宣传和推广的力度不够，房地产开发商对太阳能建筑的了解和认识有限，尚需大力宣传太阳能建筑对房地产开发的优点：1）能有效地降低建筑能耗，实现建筑节能的目标； 2）具有绿色环保概念：可减少污染物排放，增加楼盘的综合品质，为楼盘销售增加独特卖点；3）增加新技术概念：采用新技术提供24小时热水供应以及成为小型的独立电站； 4）节约配套设施（锅炉房）的用地,同时能降低配套设施（锅炉房）对周边房产的价格影响；5）降低物业运营成本，增加物业收益。
四、太阳能建筑的建筑形式
太阳能与建筑结合有如下几种形式：
1、采用普通太阳电池组件或集热器，安装在倾斜屋顶原来的建筑材料之上
2、采用特殊的太阳电池组件或集热器，作为建筑材料安装在斜屋顶上
3、采用普通太阳电池组件或集热器，安装在平屋顶原来的建筑材料之上
4、采用特殊的太阳电池组件或集热器，作为建筑材料安装在平屋顶上
5、采用普通或特殊的太阳电池组件或集热器，作为幕墙安装在南立面上
6、采用特殊的太阳电池组件或集热器，作为建筑幕墙镶嵌在南立面上
7、采用特殊的太阳电池组件或集热器，作为天窗材料安装在屋顶上
8、采用普通或特殊的太阳电池组件或集热器，作为遮阳板安装在建筑上
五、与建筑结合对太阳能产品的要求
    为了更好地与建筑相结合，除了太阳能产品本身的采集热量供热和发电功能以外，还要考虑其它的功能，包括隔离室内外、防雨、抗风、隔热、隔噪音、遮阳、美观等功能，甚至还包括使其成为建筑材料替代原有的建筑材料，以及将其制造得更便于安装和维护。
    为此，太阳能产品的研发和生产制造在以下几个方面开展了工作，并取得了可喜的进展：
    1） 研发生产出水箱和集热器分离的太阳热水系统，可将水箱放置在阁楼、卫生间、车库、地下室等地方，从而避免将水箱放在屋顶上影响建筑景观和城市景观。
    2） 将太阳能产品制作成建筑材料，并根据建筑的要求对其零配件进行重新设计。如：将太阳光伏电池制作成无边框电池、太阳电池瓦，将接线盒设计安装在组件侧面而不是通常的背面；将太阳能集热器制作成屋瓦，替代常规的屋顶材料。
    3） 制作专用的托架或导轨，方便太阳能产品的安装。
    4） 研发出不同颜色的光伏电池组件和集热器，使其能更好地与建筑的色调相协调。对于单晶硅电池，可以用腐蚀绒面的办法将其表面变成黑色，安装在屋顶或南立面显得庄重，而且基本不反光，没有光污染得问题；对于多晶硅电池，可以在蒸镀减反射膜的时候加入一些微量元素，来改变太阳电池表面的颜色，变成黄色、粉红色、淡绿色等多种颜色；对于非晶硅电池，其本色已经同茶色玻璃的颜色一样，很是适合做玻璃幕墙和天窗玻璃；太阳集热器的吸收涂层也被设计为各种颜色以配合建筑的色调。
    5） 通过各种方式增加太阳能产品的透光性，满足其作为天窗、遮阳板和幕墙的要求。将晶体硅电池用双层玻璃封装做成透光电池组件、并通过调整电池片之间的空隙来调整透光量；或在晶体硅电池上打上许多细小的孔，做成透光型电池；将非晶硅制作成茶色玻璃一样的效果，透光效果好、投影也十分均匀柔和；在平板集热器上打上均匀的孔，做成透光的效果。
    6） 调整太阳能产品的尺寸和形状，满足一些特殊应用场合的要求。目前，平板太阳集热器的外形尺寸能够根据建筑的要求进行设计，其长度可达9米；太阳集热器的外形尺寸也开始参照建筑模数来确定；另外，柔性的薄膜电池也能够很好地满足建筑的要求。
六、太阳能建筑工程实例
1、德国汉堡区域供暖项目
    该项目位于德国汉堡的Bramfeld地区，是一套区域供应热水和季节性供暖系统，覆盖由124套别墅组成的几个街区。该套太阳能热水系统被设计为供应小区年平均负荷的50％，包括集成到屋顶的3000m2的集热器和一个部分埋在地下的4500m3季节性贮热池。3000㎡集热器集中安装在18个屋顶上与区域供暖系统相连接。
    这是一套典型的欧洲太阳热水系统，太阳热水系统作为燃气锅炉的辅助能源系统一起共同保证热水和供暖的供应。