太陽能的利用精選(九篇)
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第1篇：太陽能的利用范文
目前，太陽能熱利用產業正以火箭般的速度飛速發展著，成為一個商機涌動的行業，為此，我們策劃了太陽能熱利用行業的專題，讓我們走近皇明太陽能，走近力諾瑞特。
礦物質能源枯竭像一道咒語，給人類帶來了不安。持續攀升的油價，嚴重污染的大氣，不斷減少的能源儲備，讓21世紀的人們生活在能源短缺的恐慌中。因此，發展和利用新能源再次成為各國關注的焦點，而在這一波熱潮中，中國的太陽能熱利用走在了世界的前面。目前，中國太陽能熱利用面積已占世界的76%，生產和普及面積都是世界第一。
許多國家都肯定了中國發展太陽能的成就，美國的CNN聲稱，“在不久的將來，中國可能成為太陽的主宰”；挪威電視臺更是斷言，2032年中國將取代美國成為世界超級大國，根據就是中國屆時將成為世界新能源的“巨無霸”……
目前，全球太陽能熱利用產業陷入“扶持－發展－萎縮－再扶持－再發展－再萎縮”的怪圈，很多發達國家的相關研究也陷入了冰點，中國這個發展中國家卻開拓了太陽能熱利用的一片天空，并且中國企業是在沒有政府扶持的情況下發展起來的。那么，他們是怎樣創造出這個奇跡的？這個產業未來又將向走向何處？
群雄并起的戰國時代
國內太陽能熱利用產品市場正在步入一個群雄并起的戰國時代。太陽能熱利用行業作為一個新興的市場，大大小小的企業如雨后春筍般迅速成長起來。
由于行業門檻不高、監管缺失，使得太陽能熱利用產品魚目混珠、泥沙俱下，整個產業在蓬勃向上的同時，呈現出一種混亂和無序。
過去十多年，我國太陽能熱利用產業取得了長足進步，生產企業已經發展到了5000余家。市場規模越來越來大，自上世紀90年代末以來，一直保持著30%的年增長。據太陽能熱利用專委會主任羅振濤介紹，2007年，中國企業生產出2350萬平方米左右的熱水器，占世界的76%；行業總產值達350～370億元，出口貨值6500多萬美元；生產量、保有量和出口量都實現了超過30%的年增長。
太陽能熱利用帶來了很好的經濟和社會效益，尤其是達到了節能減排效果。有人算過一筆賬，一臺120升的太陽能熱水器，每年能節約1000度電，節約400公斤標準煤，減少二氧化碳排放1000公斤。
同時，太陽能熱利用產品的質量也上了臺階，不僅解決了漏水、防凍等問題，而且提高了集熱、保溫和安全性能，產品的外觀也更加美觀時尚，開始向家電化邁進。
目前，太陽能熱利用產業體系已經較為完善，初步形成了合理配套的產業鏈和基礎標準體系，建立健全了檢測認證體系。更為重要的是，中國自主創新的太陽能鍍膜真空集熱管，已經獲得了國際公認，這意味著中國企業掌握了太陽熱利用領域95%的核心技術。在應用方面，太陽能與建筑的結合也獲得了長足進展，太陽能取暖和工業化利用也取得了成效。
中國太陽能熱利用產業盡管發展勢頭喜人，但難免泥沙俱下。對于一個新興行業來說，起步發展階段必然存在不少問題，繁榮的外表下常常潛藏著隱憂。其中最突出的是標準、價格戰、品牌雜多和產品質量參差不齊。
被行業人士提及最多的是標準問題，皇明太陽能集團董事長黃鳴將其概括為，“一是標準低，二是標準少，三是標準的執行力缺乏。標準的缺失導致劣質太陽能的泛濫，產生了大量的太陽能‘孤兒’。”
標準缺乏的直接后果就是品牌雜多，假冒偽劣產品充斥市場。突出的現象是傍名牌。海爾2006年進入太陽能熱利用行業之前，海爾品牌的太陽能熱水器已經在市場上大量出現；康佳、格力等家電企業從并未涉足太陽能產業，市場上卻有同名牌的太陽能熱水器。此外，產地混亂問題也非常突出，據市場人士介紹，標明北京品牌和產地的，多是來自山東菏澤、泰安等地的產品，而標明上海品牌和產地的多來自浙江海寧。
雜牌眾多的一個必然結果就是價格戰。出于利益驅使，很多小企業不重視產品質量，在市場上屢屢使出價格戰的撒手锏，使得行業瞬間成為“紅海”。據皇明太陽能品牌總監王久偉介紹，太陽能熱利用產業還處在發展期，尚未充分競爭，還有較大的市場空間，并未到打價格戰的時候。
產品質量良莠不齊的狀況，給整個行業的健康發展帶來了隱憂，消費者對太陽能熱水器整體滿意度僅為53.9%。
對于太陽能這個新興產業而言，最重要的是獲得消費者的信心，失去消費者對行業而言是最致命的。對此，黃鳴甚為擔憂，“行業現狀影響了太陽能熱水器在消費者心目中的形象。”為此，黃鳴以及力諾瑞特總經理申文明都特別強調標準的作用，積極呼吁相關部門盡快和大企業聯合制定行業標準，規范行業，使之健康良性發展。
誰能王霸天下
群雄并起的戰國時代終以秦一統六合做結，太陽能產業同樣如此。有行業人士預測，行業洗牌態勢已經出現，三至五年內行業將完成整合。那么，誰能在這個硝煙彌漫的戰場上王霸天下呢？誰能在這個無序混亂的行業成就自己的財富？
中國太陽能熱利用專委會主任羅振濤告訴記者：“我們要用三五年時間，培育出5～10個年產量在150萬～200萬平方米、市場總占有率可達50%以上、具有自主知識產權和國際競爭力的大型骨干企業。”而現在，行業前20位企業的產量總和還不到30%，其中1億以上企業僅20余家，3億以上的12家，15億以上的僅有皇明和力諾瑞特兩家。 “太陽能生產廠家眾多，僅海寧就有300多家，如皋也有數百家。這種萬馬奔騰之勢不會長久，如在山東、江蘇如皋等地已開始了對小企業的整合。”羅振濤表示。
此外，一些財團也盯上了太陽能市場。更多資本的介入也將加速太陽能行業的重新洗牌。海爾、澳柯瑪和華帝等家電廠家也殺入了太陽能。據第三方咨詢機構太陽界文化發展中心預測，未來十年之內將決出產業10強，留下可以生存的30家企業。而且，將來前10強的下限銷售額會在20億元以上。因此，要想進入前20名的企業，當前發展速度必須要超越行業總體發展水平，達到30%以上的年增速甚至更高，這樣的企業才有希望統領江湖。
廣闊的市場空間
隨著傳統能源的枯竭，人們對太陽能的期望會越來越大，太陽能無疑是人類今后重要的能源之一，其發展的空間和前景自不待言。不久前，英國《新科學家》宣布，經過多年的科研，太陽能時代已經為時不遠了。
按照國家發改委的規劃，2010年，太陽能熱利用保有量要達到1億5000萬平方米；到2020年年產量要達到3000萬平方米，推廣率達到20%，保有量達到3億平方米。若按現在每年20%~30%的市場需求遞增，到2010年，國內市場容量將達到600億元。可見太陽能熱利用產業市場空間之大，市場前景之廣闊。
首先是農村市場，隨著農村經濟快速發展，農村對能源的需求不斷提高。太陽能熱利用產品符合中國國情，能夠解決農民的洗澡以及生活用熱水問題，而且價格低廉、使用清潔。近年來，太陽能熱水器在山東、江蘇、浙江、福建等沿海農村發展很快。其中浙江海寧普及率最高，達93%；浙江嘉興達70%；山東德州達60%。
工程市場也是太陽能熱利用的一大領域。現在，太陽能熱利用產品與建筑一體化的技術已日臻完善。許多地方政府開始強制要求安裝太陽能，這對太陽能熱利用的發展無疑是極大的推動。
此外，由于中國企業已擁有自主知識產權，產品質量也達一定水準，中國企業在國際市場上也將大有可為。
技術的成熟本身就可以擴大市場空間，據羅振濤介紹：“太陽能熱利用不僅是洗澡用的熱水器，我們提倡的是發展熱水中心。當然，熱水中心是一個高度技術集成，需要技術的進一步發展完善。”
“我們還可以利用光熱采暖，現在清華大學正在研制能出100~150℃水蒸氣的真空管，靠太陽能采暖可節能40%，這樣就解決了太陽能空調的經濟性問題。”
“此外，工業化利用也是一個很重要的發展方向。浙江蕭山有一個養殖場，加裝了13000多平方米的集熱器，為養殖場提供55℃的熱水，這是太陽能工業化利用的一個典型例子。”
呼喚政府的“那只手”
在國外，太陽能產業多是政府扶持和補助的行業，中國的太陽能熱利用卻在沒有政府補貼的情況下發展起來了，但要發展得更加良性和快速，還是需要政府伸出“有形的那只手”。近年來，雖然國家已經對這個行業給予了重視，但行業普遍希望政府能給予更多實質性支持。
羅振濤表示：“政府首先要排除推廣太陽能使用的障礙（有的開發商不讓太陽能熱水器上房頂）。若能給予補貼最好，如給邊遠地區學校、醫院和農戶購買熱水器給予一定補貼，使之成為惠及‘三農’的重要措施。此外，也希望政府能給企業部分返稅，使企業有財力投入技術研發和擴大生產規模。”
力諾瑞特總經理申文明則呼吁：“政府要盡快出臺相關標準，要有一個主管部門，對行業進行引導，幫助太陽能產業發展。”
第2篇：太陽能的利用范文
關鍵詞：城市規劃；太陽能；建筑規模
結合目前國內資源利用發展方向，按照可持續發展思路在能源利用上應采取提高常規能源利用效率、降低污染的同時應逐步提高可再生能源的利用率。太陽能作為資源豐富的可再生能源不僅可減少溫室氣體排放并可保護環境，且國內太陽能資源豐富，尤其是在經濟發展水平較低的西北地區，充分利用太陽能非常利于該區域的綜合開發，因此在當前國內城市化進程加速的關鍵時期，在城市規劃過程中充分利用太陽能對地區及整個國家經濟發展、環境變化均會帶來非常有利的正面影響。
一、城市規劃中利用太陽能應考慮因素
（一）建筑所處環境
任何建筑都建立在對特定的地方條件的分析及評價的基礎上，應包括對原有植被狀況、建筑機理、氣候及地理因素等，并應保證建筑利于環境的持續性及對各種能源分布、獲取及利用強度和持久性，以及所處區域的限制性條件。城市規劃中應能充分利用當地的自然資源，尤其是風能、太陽能以及地熱等清潔能源；并應通過建筑布局和形式以及建筑物的形式、所用建筑材料等方面充分考慮，最終保證充分利用當地的地理條件。
（二）氣候條件
氣候條件是指所處區域的太陽高度、陽光在一年內的分布變化、大氣溫度、風力風向以及降雨量等。
（三）建筑物的暴露程度
指建筑物開放空間的方位，外界地表狀況即傾斜角度、構造、高程等，周圍建筑物所處的位置、外形，地貌構成以及水域、植被等的面積，現有地面物體作為地熱儲存器的持續性和機械運動特征等。
（四）建筑規模
技術適宜的建筑應能盡可能的充分利用原聲能源即灰色能源，因此在規劃中應盡可能的充分利用可再生的原材料，并應保證材料的循環利用，同時應考慮最終產物的再次利用以及其在符合生態持續性的前提下排放。
（五）建筑結構
首先應保證建筑具有足夠的耐性，保證材料、勞力和能源的有效利用，減少廢棄物的成本，使建筑物的使用壽命與所付出的勞力及消耗的能源相適應，應優先采用助于主動式或投動式太陽能利用的建筑構件，采用可根據建造方式、規劃設計、模數和尺寸而可隨意調整的構件，應盡力將建筑視為一個自給自足的系統，并通過利于環境持續性的能源利用方式來滿足。在設計建筑平面和斷面以及建筑功能設置時應考慮到溫度和熱量的變化，建筑的規劃與實施以及材料的選用應以靈活性為原則，以保證日后建筑功能發生改變，并保證在滿足新的功能時所需材料及消耗的能源降到最低限度；應能保證建筑外墻對光、熱和空氣的穿透性以及墻體本身的通透程度必須為可調控的便于根據當地氣候條件變化進行相應調整【1】。
二、太陽能在城市規劃中的應用
城市規劃即為相關部門對城市土地合理利用的規劃，當前城市規劃工作中注重不同區域的只能規劃，對不同區域的自然資源的可持續利用及各種城市設施建設和利用對環境的影響考慮的則較少。隨著國內城市化進程的加快，城市人口增多及城市范圍的擴大，城市環境壓力也越來越大，尤其是空調的普及等導致城市熱島現象，因此在未來的城市規劃中環境問題應成為核心工作之一，在城市規劃時應按照國土規劃的基本標準結合該城市經濟發展水平、居民環保意識來制定具有強制性的太陽能利用標準并將其作為審批過程中必須審查的內容之一，同時該種措施應符合國家可再生能源利用的鼓勵政策以及國家可持續發展的基本要求，因此應不斷修訂城市規劃方案確保規劃與時俱進以促進太陽能等可再生能源的利用【2】。
（一）太陽能與建筑結合應用一體化
實施太陽能與建筑結合應用即鼓勵在城市住宅建設中，在有條件的民用建筑中使用太陽能，但在使用過程中必須同建筑相結合，結合相關標準、規范，從設計到施工、驗收等環節均有序進行，并保證施工安裝質量和建筑物的安全使用，同時應加緊開發太陽能與建筑物相互結合的新技術、新產品并開展試點，不斷突破相關技術實現太陽能與建筑實現更好的結合。
（二）制定并執行相關標準
結合國家當前在太陽能與建筑相結合的工程應用中所遇到的實際問題，實現已實施工程具有較強的輻射能力和推廣應用價值，應保證太陽能實施工程中具備以下幾點要求：
產品性能指標。其包括建筑節能設計、太陽能集熱器的承壓、防凍等安全性能以及近年來發展的與建筑一體化的太陽能集熱器系統及其相關配套措施等必須滿足相應標準、建筑構件所執行的相關產品標準以及安裝、施工等規范要求，應滿足太陽能得熱量、供熱水溫度、供熱水量以及采暖溫度等太陽能集熱的性能指標。
經濟指標。建筑中利用太陽能為建筑內提供熱水所增加的建設投資應不超過3-5%，且太陽能熱水供水系統與電熱器運行費用相比較其投資經濟回收年份應不超過5年，對太陽能與建筑一體化應用中的多層建筑其面積應在3000平米以上，地層建筑應超過四棟或總面積不小于1萬平米。
環境指標。采用太陽能節能的項目與未采取建筑節能和采用常規能源的建筑物相比，其綜合節能率應不小于65%，其煤耗指標應不超過35%，同時應保證采用太陽能集熱器的建筑每平米應減少煤耗不低于100公斤，以及相應減少粉塵排放量、二氧化硫氣體排放量和二氧化碳氣體排放量等。
三、太陽能利用相關建議
（一）思路應明確
解決太陽能在城市規劃中應用的難點即為解決太陽能和建筑一體化中的技術問題，包括標準、規范和技術集成等，并應將其形成一整套利于大面積推廣的技術性文件，便于在各地城市規劃中將其作為指導性文件以免在太陽能應用中走彎路。
（二）申報放開、實施嚴格
國家為了能鼓勵地方政府以及相應企業和技術研發部門在城市規劃中利用太陽能的積極性，推動技術進步并高質量的完成建筑施工質量，應鼓勵有條件的項目積極進行申報，并應為其爭取多渠道資金支持，相關方應避免出現積極申報國家項目而不積極申報實施項目的現象，且一旦申報成功而不積極組織項目實施或實施后達不到相關技術要求的應取消相關方的相關資格。
（三）加大宣傳力度
相關方應加快太陽能與建筑相結合的應用技術與產品的宣傳力度并為之服務，大力發展太陽能與建筑相結合技術是為了切實解決太陽能在建筑上的大規模利用時可能會出現的綜合性問題，當前平板式、真空玻璃管式等多種集熱器的研發奠定了太陽能在建筑中宣傳、推介的時機，因此在今后城市規劃中一方面抓緊并完善其與建筑相結合的技術、產品研發應用的同時應加大向建設管理部門、建設單位及設計部門大力宣傳，配合國家發展新能源、節約常規能源的相關政策，以形成太陽能充分利用的氛圍，并盡量為其提供方便應用的技術條件。
（四）加大研發力度
建筑節能及太陽能在城市規劃中的應用是在國家相關課題框架內啟動的，其勢必將促進國內太陽能利用事業的發展，也勢必給眾多太陽能企業帶來前所未有的發展機遇，但同時也將給相關技術研發、生產配套、城市管理以及施工安裝等環節帶來新的挑戰，相關部門及單位應結合已實施太陽能與建筑結合工程開展相關評估認證工作，并應適時召開太陽能與建筑結合應用技術與產品推廣會議及針對性的召開太陽能技術專題會議以切實推動太陽能與建筑相結合的技術與產品的發展。
第3篇：太陽能的利用范文
[關鍵詞] 建筑設計 太陽能利用 仿生研究
一、引言
人類文化的使命，歸結于與自然的對抗最終以生態平衡來達到一種和諧的秩序。太陽能是一種取之不盡，用之不竭的清潔能源，用太陽能替代常規能源，轉變能源開發、利用的方式，對建筑節能與和諧社會的建設具有十分重要的意義。
仿生設計，即從自然界獲取靈感，向生物行為方式學習，借鑒、模擬生物利用太陽能的方法，開發相應的建筑技術，完善建筑相關性能。研究生物體感知、調控的生命機理，應用于建筑，使建筑具有順應自然環境的生命行為，與自然環境融合。將生物與自然環境的共生策略轉化為建筑策略――建筑與自然環境共生的策略,使建筑具有對環境的動態適應性，能夠對自然環境起到改善、美化、豐富和調節的作用，維護地球系統的復雜性與秩序性，實現生物－建筑－自然的和諧發展。
二、概述
1.仿生學概述
仿生學作為一門獨立的學科,于1960年9月正式誕生。J.E.斯蒂爾將新興的學科命名為“Bionics”,希臘文的意思是研究生命系統功能的科學。斯蒂爾把仿生學定義為“模仿生物原理來建造技術系統，或者使人造技術系統具有或類似于生物特征的科學”。
建筑仿生學，即研討以生物為模型的建筑學，它從仿生學的觀點出發來研究建筑，把建筑與人看作是一個統一的“生物體系”，在這個體系中，生物的和非生物的因素相互作用，并以共同功能為目的而達到統一，使建筑與自然和諧發展。
2.建筑設計中太陽能利用的概況
建筑中太陽能利用，一般有以下幾種形式:
(1)被動式太陽房，一種完全通過建筑朝向和周圍環境的合理布置、內部空間和外部形體的巧妙處理以及材料、結構的恰當選擇、集取、蓄存、分配太陽熱能的建筑。
(2)主動式太陽房，是以太陽集熱器、管道、風機或泵、散熱器及貯熱裝置等組成的太陽能采暖系統或與吸收式制冷機組成的太陽能供暖和空調的建筑。
(3)“零能房屋”，它利用太陽電池等光電轉換設備提供建筑所需的全部能源，完全用太陽能滿足建筑供暖、空調、照明、用電等一系列功能的要求。本文提出第四種方式――“生物體”房屋，即仿生利用太陽能，建筑不再是只消耗能源，破壞環境的人工構造物，而是自然生態鏈條中的一環，起著生產者、消費者、分解者的多重角色，成為人與自然和合的媒介，自然的生態因子，最終使人類社會與自然環境和諧相處。
三、自然界中生物的啟示
1.光合作用與建筑設計
植物、藻類和細菌都是依賴太陽而生存的，通過光合作用，它們將太陽能轉化為能夠存儲的化學能，支撐著自然界的能量循環，同時還影響著自然界各個方面的生命活動。盡管光合作用受到各種因素的調控，但其自身卻也具有一定的自組織能力，一般情況下能“逆來順受”,在不利的環境中也可避免遭到傷害并且還可保持相當的活性。這可以看作是生物整個生命體協調運作利用太陽能的過程。（如圖1）
建筑設計中太陽能的利用不應是附加的、零散的應用能源的形式（如為提供部分熱水而安裝的太陽能熱水器以及為提供建筑部分電耗而在屋頂鋪裝的光電板等），而應是與建筑融為一體的建筑生命的動力內核，如同植物的光合作用對植物的意義一樣。
2.動物器官與建筑支撐系統復雜的高等動物(如哺乳動物)，除了完善的表皮功能之外，還發展了一套精密的內部器官，形成了“內部腔體結構”，其腔體的內表面衍生出數以萬計的微結構，生命肌體中又延伸出數以萬計的分支、末梢，有效的擴大了接觸面、信息終端，最終形成了以表皮和內部腔體器官一起協同作用的調節機制，更重要的是有綜合處理的集成系統終端，增強了生物體的環境應變能力。
建筑的圍護結構與設備系統可看作是建筑的表皮與內部腔體器官，維護著建筑生命本體的活性，與太陽能利用這一建筑生命的動力內核融為一體。建筑與生物間存在著千絲萬縷的類比聯系。見表1
3.建筑的屬性
生命起源和進化的一個重要內容就是要建立和完善一個自成一體的物質流、能量流和信息流的獨立系統，從而構成一個生命個體化的相對穩定的內環境。在這個意義上，建筑也是一樣的。作為相對獨立的開放系統，建筑與周圍的環境建立了相應的物質和能量的輸入、輸出的路徑體系，正是在此路徑上的流動轉換對生態環境造成了不同的影響。仿生利用就是賦予此路徑以生態性，使其與自然環境共生，而不再是獨立的、附加于自然之上的人工系統，恢復建筑的自然屬性。
四、建筑設計中太陽能利用的仿生解析
1.太陽能利用的仿生淵源與理念
“樹上雨滴及風的喧鬧，以及從樹上枝葉間過濾下來的陽光，是人類復雜的刺激源，以最令人歡欣的方式鼓噪著。沒有比陽光更好的光，沒有比自然新鮮的空氣更好的空氣，為了獲得舒適，我們的建筑應該盡可能地利用外界的品質。”
建筑中太陽能的仿生利用：一是建筑自身仿生利用太陽能，從太陽能建筑一體化著手，包括對建筑設計理念的建構、圍護結構性能與功能的塑造、建筑能量運行的體系等。如旋轉式太陽能房如同向日葵，能夠在基座上轉動，即時跟蹤陽光，房屋的旋轉跟隨著太陽的進度，在太陽落山之后就回復到初始位置（如圖2）。二是將建筑視為仿生載體，即從太陽能利用系統的選擇入手，將太陽能利用設施與建筑有機結合。如楊經文設計的綠色摩天樓。將綠色植物與建筑融為一體，擁有類如植物光合作用的特征（如圖3）。正如賴特所說：有機建筑應該是自然的建筑。自然界是有機的。建筑師應該從自然中得到啟示。房屋應當像植物一樣，是地面上的一個基本的、和諧的要素，從屬于環境，從地里生長出來迎著太陽。
2.太陽能利用的仿生解析
一直以來生物出于生存的需要，不斷地使自己適應生存環境以利于自身發展，經過億萬年的自然選擇，自然界的生物大都是生態高效的生命有機體，蘊育著無數的奧妙，只有充分認識到這一點，建筑才能更好的實現人的愿望，使人的生活更美好。仿生利用太陽能就是這樣一種為了人類更美好的生活，結合建筑中太陽能的利用，探究“奧妙”的理念及方法。
(1)仿生原型
通過對仿生原型及對應的建筑技術形式和生態效應的研究得出建筑中仿生太陽能利用多集中在以下三個方面，即：仿自然界生物體的性能；仿生物的棲居物；直接利用自然界生物和生物能。
①仿生物體本身的性能
從仿生學的觀點出發,通過模仿生物系統的結構構造特征、能量轉換和信息處理方式等，可為建筑技術和太陽能應用研究提供思路，如植物對氣候的適應形態對建筑的啟示（如圖4）。
②仿生物的棲居物
自然界生物的棲居物往往有著優良的物理性能，出色應用太陽能的技巧，對材料的利用也十分節省、到位，具有很好的綜合生態效應，還能夠自然降解，如蟻穴（見圖5）。
③直接利用生物或生物能
這種方式往往演繹為直接以生物體為原料研制建筑材料，將其生態特性賦予建筑材料，從而利用太陽能（如選擇可透過性薄膜）；或直接將生物體引入建筑作為建材，成為建筑的有機因子，如綠色植被的遮陽、調解溫濕度，光合細菌的太陽能利用等。
在無生命的建筑形式和有生命的生物形態間，仿生可視為一個微觀層面上的交匯平臺，也從另一個角度詮釋了我國古代哲學中“天人合一”的思想，《管子》指出：“凡人之生也，天出其精，地出其形，合此以為人。和乃生，不和不生。”。
(2)建筑構成
生物體在長期的自然選擇下，進化出了高效低耗、自覺應變的生命保障及調節系統，這對建筑的發展具有積極的啟示意義。建筑是人的家園，必然與自然界物種間有著結構上的普遍共同之處，這是由類生命的特性所決定的。生物形式與建筑構成之間的關系，不是簡單的視覺效果聯想，而是以相似性為基礎，探索同等價值的形式再創造的鏈條。
①建筑存在的解析
建筑與人作為一個“生物體系”是仿生解析的基礎。太陽能利用并不是直接為人們營造舒適環境的能源方式，而是借鑒植物對自然環境的生態效用，維護地球大系統的穩定、復雜、秩序意義的同時，為人們營造相對穩定的環境條件及各種可能的選擇，從而使得建筑與自然環境間的交流變的有機。
植物對氣候的應變是天然的、生態而高效的。對建筑而言，這是能在大自然中直接獲取和借用的，不輸入能量就能自動完成的應變界面。所以植物可以與建筑相結合成為建筑對外界氣候敏感應激的“毛發”（如圖6）。
“建筑物常常可以看作大量的無生命物質的堆積……植被化的目標就是將有機的、富有生命力的物質與無機的、無生命的物質融為一體。”。模仿自然的形式是仿生的初級階段，最終的仿生是要介入自然的進程，與自然共生。
②技術構成
人們建造建筑的過程，實際上表現為“人―建筑―環境”系統的行為過程，人們使用建筑并不是消耗建筑本身，而是用它來調節控制建筑以外的東西。仿生利用太陽能就是這樣一種調解控制的手段，它賦予建筑若干“生物特性”，使建筑以整體有機的形態應用太陽能，從而成為生態系統的有機組成部分。
生物生理機能的實質是以多樣化的生存方式，有機整體的主動適應、改善其生存的環境從而獲得低能耗和低材耗。在建筑中通過材料的不同組合和空間變化來形成可調節的界面，要比單一材料截面擁有更多更復雜的應變方式。（如圖7）。
③解析的意義人們營造建筑的一個直接目的，就是有
效的抵御和緩解外部氣候的不利影響，保障生命，調節能量運行，從而生活的更美好。人離不開自然，建筑也不能離開自然。現今的能源問題、環境問題、甚至社會問題，都與人不同程度的離開自然有關。
從仿生角度解析的初衷是加深人們對利用太陽能的認識，轉變研究、開發、利用太陽能的思路。太陽能是地球上任何一種生命賴以生存的能量來源和基礎，地球因太陽而誕生，并只能依賴太陽而生存，利用太陽能不只是產更多的能，供人消耗，而是拉近人與自然的關系，賦予建筑以生命意義，促使建筑與自然共生，從根源上解除能源、環境問題，實現天人合一。
五、結 語
通過建筑設計中太陽能利用的仿生解析，提出建筑――自然與社會能量網絡體系中的結點，它不僅僅是人工構筑物，還是人雙重屬性――自然屬性與社會屬性的媒介，從而對整個生態系統起補償、調節、維護的作用，而不再是能量傳輸、消耗的終端，促進人與自然的和諧，推進建筑的可持續發展。
參考文獻:
[1]呂愛民著:應變建筑―大陸性氣候的生態策略[M].上海：同濟大學出版，2003.9
[2]倉力佳:生態建筑的生態研究[D].武漢：華中科技大學，2005.6
第4篇：太陽能的利用范文
[關鍵詞] E型熱電偶 熱電勢 補償導線 綠色發電機
一、引言
目前,能源告急,如何用綠色能源生產電能對我國可持續發展具有很重要的現實意義,太陽能電池利用光電傳感器中產生的電動勢,將其串并聯得到太陽能電池陣列發電,類似地,我們利用熱電偶傳感器中產生的熱電動勢,并將熱電偶串聯得到發電組件,其測量端采用太陽能集中加熱,參考端自然冷卻,將來做成一種新型綠色發電機,成本有望比太陽能電池更低。本論文從此觀點出發利用試驗對太陽能熱偶發電技術進行初步研究,通過對試驗數據結果分析總結出一些規律,這對我們進一步研究新能源開發與利用十分有利。
二、熱電偶的測溫原理與串聯
1.熱電偶的測溫原理
熱電偶的測溫原理基于熱電效應。將兩種不同的導體A和B連成閉合回路,當兩個接點處的溫度不同時,回路中將產生熱電動勢,又稱塞貝克效應。本論文中逆向思維,不是用于測溫而是利用產生的熱電動勢發電,具有創新性。
2.熱電偶的串聯
熱電偶的基本定律有中間導體定律、參考電極定律、中間溫度定律。在試驗前,我們根據中間溫度定律、參考分度表可以對產生的熱電動勢進行估算。根據中間導體定律可知,加設補償導線既不會降低熱電動勢,又可以節約成本,這對于實際生產具有十分重要的意義。
熱電偶可串聯使用,如下圖2所示。 但只能是同一分度號的熱電偶,且參考端應在同一溫度下。當熱電偶正向串聯,可獲得較高的熱電動勢,其總熱電動勢的輸出等于各熱電動勢輸出之和,如式3,這正符合我們利用熱電偶串聯達到發電的目的。
三、試驗過程
1.試驗器材的選用
目前,我國工業上采用的4種標準化熱電偶有4種分別是:鎳鉻-考銅(E型)、鎳鉻-鎳鋁(K型)、鉑銠30-鉑銠6(B型)、鉑銠10-鉑(S型)。其特性曲線如圖3所示,由圖可知,我們選用E型最合理,這種熱電偶在同等的溫度差條件下產生的熱電動勢最大。
本次試驗所選用主要材料及儀器清單如下表1所示:
2.試驗數據
本系列試驗一百多次,挑選其中具有代表意義的測量數據,從中尋求在適當范圍內熱電偶的直徑、長度與產生的熱電動勢之間的關系以及加補償導線對熱電動勢的影響。
(1)直徑與熱電動勢的關系
采用相同長度不同直徑的熱電偶進行試驗測量所得數據如下表2所示:
(2)長度與熱電動勢的關系
采用相同直徑不同長度的熱電偶進行試驗測量所得數據如下表3所示:
3.數據分析
對以上具有代表性的試驗數據進行分析:表2中在溫差相同、長度相同的條件下3.6
四、結論
綜上所述,我們利用太陽能加熱測量端,參考端在室溫或水中自然冷卻,逆向思維熱電偶傳感器的測溫原理,將其產生的熱電動勢來解決能源問題。試驗數據表明,適當范圍內熱電偶直徑大,長度短則產生熱電勢越高,但如果長度太短,測量端和參考端的溫差將會減小,經過多次試驗最終表明在適當范圍內,采用E型熱電偶,選取Φ=2mm,L=25cm時,得到的電壓最高,同時,加入補償導線效果會更好。通過試驗數據分析可知,該技術發電成本低,在測量端加熱利用綠色能源,對環境無污染,具有很現實的意義,是可行的。
參考文獻:
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[2]吳旗.傳感器與自動檢測技術[M].北京:高等教育出版社,2006.35.
第5篇：太陽能的利用范文
關鍵詞：太陽能；開發利用；現狀；建議
中圖分類號：TU238+.2文獻標識碼：A
隨著社會科技的進步與發展,能源形勢在不斷地變化,常規能源的儲量日益下降,價格大幅度增長,大氣污染越來越嚴重。為了能夠滿足社會需要,而且不危害人們的生活環境,使社會走可持續發展的道路，我們應大力開發新能源和可再生能源。能源問題是世界性的，向能源過渡的時代遲早到來，由于太陽能獨具的優勢，其開發利用必將在21世紀得到長足的發展。
一、我國太陽能開發利用的現狀
我國太陽能開發利用及其推廣應用與世界先進水平相比,有較大的差別。面臨太陽能經濟時代,面臨21世紀初太陽能發展的大好形勢,如何進一步發展我國太陽能技術及其產業,已迫切地擺在我們面前。
自70年代末,國家有關部門開始支持引進、消化、吸收國外太陽能先進技術和設備,經過20多年自主發展,我國太陽能熱水器已形成行業,并成為世界上產量和銷售量最大的國家。近幾年, 我國太陽能熱水器生產規模和市場銷量保持高速發展的勢頭。1992年,我國太陽能熱水器總銷量50萬m2,為世界其它國家總銷量之和;1997年,總銷量上升至近300萬m2。目前,全國從事太陽能熱水器研制、生產、銷售和安裝的企業達到1000余家,年產值約20億元,生產的太陽能熱水器已達電、燃氣熱水器的1/10。我國太陽能熱水器不僅產銷量世界第一,而且在產品質量、集熱技術上也已達國際先進水平。清華大學研制的全玻璃真空管集熱器和北京太陽能研究所研制的熱管式真空管太陽能集熱器代表了當前國際前沿技術,具有良好的性能,可全年供應熱水,且防凍裂,如熱管在-50℃的自然環境下也不會凍裂,解決了困惑該行業多年的難題。因此,其產品在國內市場上占有率逐年提高,在國際市場也頗具競爭力。
二、發展我國太陽能產業的幾點建議
（一）重視太陽能開發利用,迎接太陽能經濟時代
隨著社會經濟的不斷進步，太陽能開發技術進一步完善，為迎接太陽能經濟時代的到來，政府部門應采取有效的措施，憑借政策、科技、資金等多方面的支持，專門成立非常規能源部，進行深入的科學研究和推廣，加快太陽能的開發利用。
目前,我國對太陽能的開發利用還不夠重視,雖然制定了一些相關措施,但實施力度不夠,缺乏完整的鼓勵支持政策,導致各地方政府在實施過程中缺乏參照的依據,嚴重影響了我國太陽能的發展,很難實現制定的目標。
（二）加大投資力度,實施強化的光電發展戰略
改革開放以來,隨著我國太陽能產業的不斷革新,太陽能熱水器得到較快的發展,已達到國際先進水平。但是我國光伏產業發展緩慢，與世界先進水平落差較大，多年來，我國對光伏技術不夠重視，投入資金量與其美、日、歐洲等發達國家相比嚴重不足，使得在光伏領域無法進行進一步研究，與國際先進水平相差越來越大。我國光伏電池產品主要集中在單晶硅太陽電池上,非晶硅電池卻很小,其他種類的電池由于轉換效率低、不穩定，很難進行工業化生產，年銷售量僅占世界銷售量的1.8%。我國單晶硅更是存在材料短缺、成品、半成品生產不合格等問題，產品產量增加不大，無法擴大生產規模，使得我國光伏電池產品很難滿足市場的需求。因此,應轉變思想觀念,強化認識太陽能的開發利用,加大科學理論的學習,對光伏產業進行深入的研究和探討,改變我國能源,促使太陽能系統提前運行。國家還需制定相應的優惠政策，鼓勵電力公司加大投資力度，引進國外先進的技術，不斷地進行太陽能資源的開發，私有能源公司應從自身出發，結合我國當前狀況，重視太陽能的開發利用，選取突破點或另辟蹊徑，積極投身于太陽能的開發，研制出低造價、高性能的新型太陽能，促進太陽能技術不斷向世界先進水平追趕。
（三）加大政策優惠程度,扶植太陽能熱水器行業
太陽能熱水器行業是一種技術含量較高的行業,滿足于人們的需求,綠色環保,需要各級政府的大力支持。一方面，政府應實行長期減免稅政策，向熱水器行業做出承諾，鼓勵更多企業投身于熱水器行業中，促進太陽能熱水器的快速發展。另一方面，加大宣傳力度，一個良好的宣傳可有效的推廣太陽能熱水器，使得人們增大對太陽能熱水器的關注度。我國太陽能熱水器較其他熱水器，具有安全性、可靠性、無污染性等優點，利用太陽能輻射可完全實現其他熱水器的功能，節約資源。但是目前，絕大多數人們對太陽能熱水器存在誤解，以為熱水器存在安裝不便，下雨天、冬季不能實現功能，昂貴等缺點，以致缺少了戰略性目光，因此，政府應加大宣傳力度，實行優惠政策鼓勵居民購買使用，促進太陽能熱水器的推廣，使得太陽能熱水器能夠得到長足的發展。
三、總結語
總而言之，隨著社會科技的快速發展，能源儲備日漸衰竭，加強對太陽能的開發利用，可有效地節約能源，降低污染的損耗，為人們營造一種良好的生活氛圍，使社會走向可持續發展的道路。
參考文獻:
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第6篇：太陽能的利用范文
在《太陽能》雜志2008年第11期《對太陽能利用中陽光采集問題的探討》一文中所述的太陽能集光裝置圖1所示，它由集光管和反光板組成，其反光板的反光面是與集光管外表面相適配的漸伸面。該太陽能集光裝置的顯著優點：一是它能將反光板反光面所接受的平行于集光管橫截面的陽光全部反射到集光管外表面上；二是提高了反光板的受光面積；三是集光裝置的位置固定。但它的不足在于：一是集光部件限于管狀體；二是該集光裝置限于柱狀體。能否有一種方法?使運用此方法所組合的太陽能集光裝置既保留圖1所示太陽能集光裝置其優點，又克服圖1所示太陽能集光裝置之不足。這便是本文所要探討和解決的問題。
二、解決問題的方法
通過對圖1所示太陽能集光裝置的認真分析，得到解決上述問題的方法，其具體步驟為：
步驟1：設計確定任意一種形狀的集光部分；
步驟2：選擇一條適合步驟1所述集光部分的軸線，它可以是直線，也可以是曲線；
步驟3：垂直步驟2所述軸線逐層橫切步驟1所述集光部分，每次橫切均得到相應的輪廓線；
步驟4：作與步驟3所述輪廓線相適配的漸伸線，它可以是1條，也可以是2條；
步驟5：將步驟4所述漸伸線組成上述反光部分的反光面：
步驟6：將帶有步驟5所述反光面的反光部分與步驟1所述集光部分組成太陽能集光裝置。
上述漸伸線是指：將一根足夠長但不能伸長的柔性細繩的一端與上述輪廓線的一點固定，拉緊此繩讓它與上述輪廓線緊帖或部分緊帖在一起，取與上述輪廓線緊帖在一起的一繩點為動點，在緊拉此繩的同時使此動點逐漸伸開，則此動點的運動軌跡即為上述輪廓線的漸伸線。
因為上述漸伸線與太陽能集光裝置反光部分的反光面直接相關，還因為太陽能集光裝置反光部分反光面的實際作用是接受與反射陽光，所以上述漸伸線的最高點不能高于其對應輪廓線的最高點。
三、舉例說明
舉例一：組成圖5所示太陽能集光裝置的具體方法步驟為：
步驟1：設計確定圖2所示形狀的集光部分，它為非管狀體；
步驟2：選擇圖2中所示的直線a為適合圖2中所示集光部分的一條軸線；
步驟3：垂直直線a逐層橫切圖2所示的集光部分，每次橫切所得的輪廓線均與圖3所示的閉合線全等；
步驟4：作與圖3所示閉合線相適配的1條漸伸線，其作法是：將一根足夠長但不能伸長的柔性細繩的一端與圖3所示閉合線的固定，拉緊此繩讓它沿圖3所示閉合線依次與圖3所示閉合線上的e、d、c三點緊帖在一起，而此繩不經過f點，所以此繩與圖3所示閉合線為部分緊帖在一起，取c點處的繩點為動點，在緊拉此繩的同時使此動點逐漸伸開，伸開過程中此動點的運動軌跡就是與圖3所示閉合線相適配的漸伸線，如圖3中所示的曲線，此曲線的最高點不高于圖3所示閉合線的最高點；
步驟5：由許多全等圖3所示曲線的漸伸線組成反光部分的反光面，如圖4所示；
步驟6：將帶有圖4所示反光面的反光部分與圖2所示的集光部分組成圖5所示的太陽能集光裝置。
舉例二：組成圖9所示太陽能集光裝置的具體方法步驟為：
步驟1：設計確定圖6所示形狀的集光部分，它為非管狀體；
步驟2：選擇圖6中所示的曲線b為適合圖6中所示集光部分的一條軸線；
步驟3：垂直曲線b逐層橫切圖6所述集光部分，每次橫切所得的輪廓線均與圖7所示的梯形相似；
步驟4：作與圖7所示梯形相適配的2條漸伸線，其作法是：將一根足夠長但不能伸長的柔性細繩的一端與圖7所示梯形的n點固定，拉緊此繩讓它沿圖7所示梯形依次與圖7所示梯形上的k、m兩點緊帖在一起，取m點處的繩點為動點，在緊拉此繩的同時使此動點逐漸伸開，伸開過程中此動點的運動軌跡就是與圖7所示梯形相適配的1條漸伸線，如圖7所示的曲線1。另外將一根足夠長但不能伸長的柔性細繩的一端與圖7所示梯形的0點固定，拉緊此繩讓它沿圖7所示梯形依次與圖7所示梯形上的p、m兩點緊帖在一起，取m點處的繩點為動點，在緊拉此繩的同時使此動點逐漸伸開，伸開過程中此動點的運動軌跡就是與圖7所示梯形相適配的另1條漸伸線，如圖7所示的曲線2，圖7所示曲線1、2的最高點不高于圖7所示梯形的最高點；
步驟5：由許多相似圖7所示曲線1、2的漸伸線組成反光部分的反光面，如圖8所示；
步驟6：將帶有圖8所示反光面的反光部分與圖6所示的集光部分組成圖9所示的太陽能集光裝置，它為非柱體。
四、結論
第7篇：太陽能的利用范文
中圖分類號：S214 文獻標識碼：B文章編號：1008-925X（2012）11-0123-01
光伏發電的建設成本一直是影響大規模推廣的重要因素，若每個用戶都單獨建立一個光伏發電系統，不但建設成本高，而且管理不便，其經濟性還不能和常規能源競爭，但若多用戶同時使用一個太陽能系統，其成本相對而言會減少很多。此外，我們還將太陽能與市電組成雙電源互補供電系統，這樣不僅可以有效解決太陽能利用不穩定的問題，還可以適當減少電池容量以降低開發成本。我們在深入研究后，從高效管理、均衡分配和合理利用太陽能供電系統的角度去設計太陽能與市電互補的供電系統。
1 總體運行框架
該圖是多用戶太陽能供電管理系統圖，圖中用戶1、用戶2、用戶3、用戶N是管理系統管理的用戶站點，這些用戶使用同一個太陽能發電系統提供的電能，同時也使用常規市電系統提供的電能。本系統的目的是根據多個用戶的不同用電量、不同用電習慣、不同用電時段合理地調配各個用戶的用電，滿足各個用戶均衡用電的需求，實現一個太陽能系統的高效使用，從而降低了每個用戶的使用成本。
多用戶太陽能供用電管理系統包括用戶站點，太陽能檢測系統、嵌入式管理系統、LCD界面顯示系統四個部分。用戶與管理系統利用ZigBee組成無線傳感網。
2 硬件系統設計及實現
①：整個系統由硬件平臺和軟件平臺協調完成，硬件主要由以下部分組成。
S3C2440，ARM嵌入式系統硬件平臺：主要包括處理器、存儲器、SDRAM、以太網接口、串口、SD卡、USB口、LCD顯示器等組成。
用戶站點：每個用戶站點有電能的測量、市電與太陽能供電的切換等功能，通過一個ZigBee無線傳感器網絡與主控系統組網。
電量檢測和充電管理系統硬件平臺：主要利用CN3002充電管理IC和CN8115電量管理IC實現整個系統鋰電模擬部分電路。
②：嵌入式Linux軟件
Linux下軟件開發主要包括宿主機上開發環境的建立、BootLoader移植、linux2.6.30.4內核移植、根文件系統移植、網卡等驅動的移植，在此基礎上移植建立Qtopia開發環境、Sqlite數據庫運行環境。
③：供用電管理系統軟件的設計與實現
供用電管理系統是基于多線程模式下的linux操作系統之上，在整個管理系統中軟件設計采用多線程模式，在此基礎上達到系統功能的完成性和協調性，下圖為整個軟件系統的運行框圖，“電能均衡分配模塊”、“太陽能性能檢測模塊”、“ZigBee數據傳輸模塊”是在linux系統的進程管理單元的協調下運行工作，通過共享內存的方式進行進程間數據通信。
第8篇：太陽能的利用范文
關鍵詞：偏遠地區：太陽能；直接利用；取暖
Abstract: due to the traffic inconvenience, away from the municipal central heating facilities and other factors, remote area winter heating is always the key factors affects the quality of life. This paper, from the Angle of the solar energy directly thermal utilization, this paper discusses the remote districts to use solar energy to warm the necessity of solving problems. At present are pointed out and passive solar energy heating of existing problems, and puts forward some solving strategy for development of telenursing.
Keywords: remote areas: solar; Direct use; heating
中圖分類號：TK511文獻標識碼：A 文章編號：
0 引言
能源是社會發展的重要物質基礎。十八世紀五十年代，伴隨著產業革命與社會生產力的提高，天然氣、石油、煤成了世界能源的支柱，此后被人們稱為常規能源。但是全世界可開采的常規能源是有限的，持續開采終將面臨枯竭。如何利用新能源解決世界能源危機，是全世界關注的問題。而太陽能作為一種無窮無盡的清潔能源，他的利用引起了世界各國的重視。作為耗能大戶的建筑行業對于太陽能的利用更是勢在必行。
1 偏遠地區直接利用太陽能取暖的意義及必要性
本文所指的偏遠地區為人口密度較低，經濟不發達但又需要冬季取暖的區域。特別是交通運輸及其不便利的偏遠山區。由于人口密度低，熱量需求比較分散，使得用于城市中的比較經濟可行的集中供暖在這些地區很難實現。
目前這類地區常用的取暖方式有：燃煤地爐、火炕、土暖氣等方式。這些取暖方式大都采用常規能源，就地取材的樹枝、秸稈、雜草等燃燒釋放的能量較低，同時需要大量的空間用于儲存，燃燒時會伴隨大量煙氣影響室內空氣質量使用起來極其不便。而用于取暖的煤則需要由開采地運輸到達，由于交通運輸不便，成本相對較高。常規能源燃燒還會釋放出大量的CO2SO2等對環境造成污染的氣體。而太陽能這種清潔的新能源除了不會對環境造成污染外還基本不受交通，城市基礎設施等因素的制約。是一種可以就地取能、按需取能的理想能源。
我國幅員遼闊，太陽能資源豐富。按照年輻射量大致可以分為四類如圖：第一類為日照豐富區：輻照量大于6700MJ/m2?a。第二類為日照較豐富區：輻照量在5400～6700MJ/m2?a。第三類為日照一般區：輻照量在4200～5400MJ/m2?年。第四類為頻貧乏區：輻照量小于4200MJ/m2?a
我國太陽能資源在同一熱工設計分區有所不同，但是三分之二以上的采暖地區都屬于二類采暖以上的地區，其余的大部分采暖區域包括陜西的部分地區、東北、山東、江蘇大部，內蒙古、河南、河北、山西、也都屬三類地區。[ 引自胡志領我國太陽能供暖的研究與分析 科技創新導報 2011.01]
因此我國偏遠地區利用太陽能取暖的必要性十分明顯。利用太陽能取暖的方式大致分為直接與間接兩種。直接利用指的是把太陽輻射的熱量直接收集起來用于供暖，包括通過太陽能集熱板進行收集。間接利用指的是把太陽能轉化為其他形式的能量再轉化為熱量進行供暖，太陽能發電供熱就是其中一種典型方式。由于目前采用蓄電技術需要的成本較高，以及能量之間相互轉換損失較大，雖然它有著自己的優勢，可以在陰雨天持續供暖。但是目前在本文所指的偏遠地區很難普及。本文主要論述太陽能直接熱利用存在的問題及解決策略。
2 偏遠地區直接利用太陽能取暖存在的問題
目前直接利用太陽能取暖的方式大致分為主動式太陽能集熱與被動式太陽能集熱。主動式太陽能采暖系統是依靠水泵或風機把太陽能加熱的水或空氣送入室內通過末端散熱設備進行采暖。這是一種可以人為控制的方式，通過設置的集熱器、管道等太陽能采暖設備和動力系統來接收、轉換和傳輸太陽能的閉路系統實現采暖的目的[ 引自 被動式太陽能采暖衛生院 P46]。被動式太陽房則與主動式相對，指的是依靠太陽輻射通過自然循環來達到供暖的目地。
通過建筑南向大面積的吸收太陽光輻射，并對建筑形體、布局、維護材料和構造做節能設計。使得冬季可以很好的收集、儲存以及分配太陽能，基本達到取暖的目的。由于不用復雜機械設備及管道通風系統被動式太陽房造價較低，采取就地取材,使建造太陽房的成本僅比同面積普通住宅增加15% ~20%[ 引自 諸玉芳 生態農村建設中太陽能的利用研究 農技服務 2008]，同時維護起來很方便。被動式太陽房目前大致可以分為以下幾類：直接受益式、集熱蓄熱墻式、附加陽光間式、組合式。
2．1被動式采暖存在的問題
被動式取暖這種方式經過理論計算與實際測得的數據都證明可以起到很好的保暖作用，降低冬季取暖能耗。但是大部分情況下單純的采用被動式并不能完全滿足冬季采暖地區建筑的熱量要求，同時建筑成本會有所提高。因此目前的被動式建造方式主要用于建筑的節能要求。并不能完全取代常規供暖方式。加之建筑成本會有所提高，回收需要一定年限，在偏遠地區的廣泛推廣還沒有實現。而被動式住宅的建造大多需要在設計初期就對建筑做好規劃，改建工程則需要更多的造價成本。同時偏遠地區建筑的建造往往存在自發性，很多建造后的房屋進行被動式改造要比安裝常規取暖設備復雜的多，因此除了政府和科研單位推廣的地區外被動式暖房在大部分偏遠地區還未被人們廣泛應用。
同時由于被動式的供暖能量來源主要是南向的太陽光，受到南向受光面有限以及熱量收集裝置效率等問題的影響，室內溫度特別是在陰雨天經常會出現很大波動。被動式住宅的進深小，建筑室內換氣次數減少等問題也有待解決。
2．2主動式采暖存在的問題
由于太陽能能量密度低，而建筑取暖對能量的需求高于日常生活對熱水的需求量。因此一定使用面積的房間就需要相應面積的太陽能集熱面積，但是一未的依靠加大集熱器面積不僅受到建筑物表面積的制約，也影響了建筑取暖的經濟性。來自夏季大量多余的熱量無法合理被利用。
面對太陽能全年需求量不平均、以及陰雨天能量供應不足的問題，引入了蓄熱技術。
1）短期蓄熱以水和空氣為媒介，通過石蠟、水等蓄熱材料進行蓄熱。蓄熱裝置主要放置在室內，如果蓄熱量需求過大會導致蓄熱體體積增大，以及保溫材料的增加。大大降低取暖的經濟性。太陽能集熱與地暖的結合一定程度上降低了室內對能量供應穩定性的需求，減少了蓄熱體的體積。但是單純依靠主動式進行取暖還是難以避免陰天對能量供應的影響。
2）長期跨季蓄熱常常采用凍土層以下埋水箱或沙石以及其他蓄熱材料蓄熱，并進行保溫設計。通過空氣和水為媒介，采用一定體積的水、巖石、土壤蓄熱量較大成本低廉的材料進行蓄熱，以解決熱量分配不平均的問題。此模式主要用于跨季蓄熱，用于短期蓄熱經濟性不高。而目前跨季蓄熱本身只是改變了能量季節分布不平均的問題，但是收集到的熱量由夏季到冬季的衰減還是十分明顯的，新型蓄能材料還有待研發。
3 偏遠地區直接利用太陽能解決取暖問題的策略研究
3．1加大新型蓄熱材料的研發
科學研究表明二釕富瓦烯能夠無限期存儲來自太陽光的熱量，借助于一種催化劑，它們又可以恢復到最初形態，同時釋放所儲存的巨大熱量。這種物質不僅儲存能量穩定，而且能量密度大，但是由于釕金屬價格十分昂貴，沒能廣泛應用。MIT大學的Jeffrey Grossman教授已經研發出與二釕富瓦烯具有相同功能的材料偶氮色素，但目前尚處于計算機模擬階段，并為真正合成出此材料。此類材料可解決太陽能受天氣、季節影響能量供應不穩定的問題。隨著研究的推進，可用于建筑中的新型儲熱材料必將推動太陽能的利用。
3．2優化被動式太陽能建筑的各項性能，從建筑設計角度積極發揮節能作用
被動式太陽能建筑從節能意義上講，效果是非常明顯的。通過計算表明甘肅省定西縣青嵐衛生院的冬季采暖耗熱量為32W/m2[ 引自 中國被動式太陽能采暖衛生院 P109] ，低于其他同類建筑。在優化存在的問題之后，完全可以在全國各類建筑中推廣。從設計初期就把建筑能耗降低，將大大減少對供暖對能源的需求，便于其他能源的合理利用。
3. 3積極促進主被動太陽能綜合利用的開發研究
以甘肅省定西縣青嵐衛生院為例，按照保證室內采暖基礎溫度計算分析得出采暖期太陽能供暖率為52.86%[ 引自 中國被動式太陽能采暖衛生院 P112]。在無其他采暖設備的情況下，測得最低室溫為9.0°C,平均溫度為10.0°C
回收年限為8.8年[ 引自 中國被動式太陽能采暖衛生院 P175]。由此可見，被動式太陽房具有較好的經濟性，同時房間溫度穩定性較好，只要提供相對穩定的熱源，無論是在室內溫度還是在穩定性上將會有更加明顯的改善。
而帶有蓄熱裝置的主動式太陽能地暖系統可以滿足這樣的需求。由于建筑本身冬季采暖耗熱量明顯降低，同時被動式集熱提供一半以上的能量需求，這就為主動式系統的熱儲存提供了更大的可能性。被動式太陽房的主要熱源為南向陽光輻射，能量供應不穩定，蓄熱體主要為建筑維護結構，即使在這樣的情況下，建筑熱穩定依然良好。結合主動式地暖集熱系統的集熱面靈活，蓄熱體蓄熱能力較好，供暖穩定性較高等特點，建筑的室內熱舒適度將明顯提升。
此模式可以使主被動互為補充，在實現全天候供暖的前提下，對陰雨天有很強的適應性。此模式可理解為主動式輔助被動式太陽房供暖，因此他的經濟性和目前現行的主動式太陽能輔助供暖[經濟性可參考 北京地區太陽能采暖工程現狀調研報告 2008.07
]類似，經濟性明顯。同時解決了目前被動式太陽房室內舒適度不高的問題。
3. 4與其他可開發的新能源聯合供暖
在偏遠地區依然存在其他形式的新能源，諸如風能，地熱能，生物質能。可以利用它們各自的優勢與其他形式的能源進行互補，完全實現偏遠地區的獨立供暖。
4 展望
在人口密度低，能源短缺的偏遠地區利用太陽能取暖具有巨大的優勢。不僅可以緩解取暖難的困境，還對改善大氣環境，實現社會可持續發展具有重大意義。因此首先必須引起政府和使用者的充分重視。加大宣傳力度，增加科研投入，積極解決利用過程中存在的問題。隨著常規能源的日益短缺、太陽能集熱設備成本與效率的優化、新型蓄熱材料的研發，太陽能利用的經濟性將會日趨明顯。總之太陽能利用的前景十分廣闊。
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第9篇：太陽能的利用范文
【關鍵詞】生態養殖；節能減排；畜禽
隨著我國畜牧業的迅猛發展和產業結構的調整，規模化、集約化的養殖場和養殖小區不斷增加，畜禽養殖數量也急劇擴增，大量糞尿、墊料以及廢棄物對養殖環境的空氣、土壤、水質等造成了嚴重的污染危害。畜禽生態養殖通過一定的技術和飼養管理，將畜禽糞便等廢棄物進行無害化和熟化等技術處理，循環利用于能源和農作物種植，既減少了污染物的排放，也實現了農業、畜牧業自然循環、生態平衡的可持續發展。
1.廢棄物的資源化利用
1.1再生飼料
將收集的新鮮畜禽糞便通過烘干、高溫滅菌、除臭、發酵、微波處理、化學處理等方式處理，經機械粉碎后，作為其他畜禽的飼料或飼料添加劑利用。據報道，雞糞發酵處理后其蛋白質含量達50%；與適量玉米、麩皮和米糠等青貯后的雞糞具有酒香味、營養豐富、含粗蛋白20%和粗脂肪57%，高于玉米等糧食作物，是牛、豬和魚的廉價而優質的再生飼料。
1.2食物鏈飼料
利用畜禽糞便養殖蚯蚓、蠅蛆、蠅蛹和培育浮游生物等。將食物鏈條中的這些中間生物進行回收，作為畜禽飼料等，從而提高糞便利用率和利用的安全性。該模式具有方法簡單、糞便利用降解效果好、二次污染風險小的優點。
1.3再生有機肥
在畜禽糞便中添加人工培養的微生物發酵菌株，促使糞便快速發酵，通過烘干、殺菌、消毒、粉碎、造粒、包裝等一系列工藝的處理，生產有機肥料。該模式具有效率高、除臭效果好等優點，發酵后的生物有機肥有利于提高作物產量和品質，適用于無公害農產品和綠色食品生產。但是該技術投資大、工藝技術復雜，適合工廠化的規模生產。
1.4沼氣能源
沼氣能源生產是利用受控厭氧細菌的分解作用，將有機物碳水化合物、蛋白質和脂肪經過厭氧消化轉化，利用厭氧微生物活動將糞便中的有機物分解為甲烷、二氧化碳和水，實現廢棄物的綜合利用，變廢為寶、化害為利。沼氣能源工程是實現集約化養殖糞便污染防治、對畜禽糞便污水進行工程化治理的一條主要途徑。
2.生態養殖基本模式
2.1“種―養”結合型或“種―養―加”結合型模式
畜禽糞便中含有大量的有機質和氮、磷、鉀等作物生長所需的營養物質，是一種寶貴的有機肥源，施于農田后有助于改良土壤結構，提高土壤有機質含量，促進農作物的增產。
2.2“種―養―沼”模式
畜禽糞污在產生沼氣的發酵過程中，糞便中的病原菌、寄生蟲卵可減少95%以上。沼氣用作能源，供做飯、采暖（如溫室大棚等）、照明、發電。沼液是一種速效性有機肥料，用來浸種、浸根、澆花，并可對作物、果蔬葉面、根部施肥，浸種可使有殼種子的發芽率達98%以上，成活率可提高16%，用沼液作蘑菇的生物助長激素，不僅可以提前10d左右上市。提高產量15%左右，沼液噴施果樹苗，能明顯提高果樹葉片的抗凍能力；沼液作為優質餌料，用以喂雞、喂豬、養魚、養蝦等效果較好。沼液喂豬具有增重快（縮短育肥期25%左右）、成本低（節約飼料15%左右）、飼料轉化率高等優點。
2.3“種―禽―林”模式
利用林樹、果樹間空地，進行家禽的放養，讓其在林中自由活動，采食林間的雜草和蟲蟻，充分利用自然生態飼料，糞便還田。該模式益處有三：①養殖的家禽可以充分利用林地閑置空間生長，既可除草、滅蟲，又可充分利用生畜肥增加地力，有利于樹木的生長；②家禽在林地內生活，活動范圍大，肉質好、無污染，養殖效益高；③林地內發展養殖業，節省開支，見效快、風險低、管理簡便，是致富的好門路，經濟、社會、生態效益實現“三贏”。
2.4“種―養―果（林、茶）”模式
利用林園、果園、茶園空地，進行家畜圈養。糞尿分離后，糞便發酵生產有機肥，糞尿等經沉淀處理后用作附近果（林、茶）園的肥料。
2.5“種―養―菇”模式
是將畜禽糞便在陽光下曬干后粉碎或堆積發酵，以一定比例與粉碎后的秸稈等混合，制作成蘑菇的培養料。該模式使畜禽糞便中的營養物質得到了充分利用，種植蘑菇的廢料還可以繼續利用種植其他的菇類，或者還田種菜、種糧。
3.節能減排在生態養殖中的應用
3.1基本原則
3.1.1減量化
在畜禽養殖過程中通過干濕分離、雨污分離、飲污分離等技術手段減少廢棄物的產生，降低治理成本。如豬的飼養過程采用“改自來水沖圈為無水打掃，改滴供水為自動乳嘴式飲水，改稀料喂為濕料飼喂，推廣“良種縮短飼養周期”等技術措施可減少糞尿排泄。
3.1.2無害化
將廢棄物進行無害化處理，控制環境污染。通常的做法是將糞便干濕分離，干糞經堆積自然發酵后用作肥料，污水經蓄糞池沉淀后，做到達標排放。
3.1.3資源化
通過制作有機肥、再生飼料等綜合利用途徑，減少污染物排放，如養殖場可建設沼氣池和有機復合肥料廠或再生飼料廠，變廢為寶。
3.1.4生態化
將養殖業與種植業、水產業、林業等進行有機結合，推廣多種生態養殖模式，大力推行飼料、肥料的轉化技術，提高農、畜廢棄物的轉化利用率，降低能耗，促進養殖業和農業生產的生態循環發展。
3.2具體措施
3.2.1畜禽飼養前期
①合理選址、合理規劃、適度規模是防止畜禽養殖業污染的重要途徑。在選擇上應遠離人口稠密區、遠離環境敏感區；②新建、改建、擴建畜禽養殖場（區），必須進行環境影響評價，場區建設必須做到：畜禽糞肥資源綜合利用措施及污染防治設施在畜禽養殖場投入運用的同步落實；生產區、生活區、管理區相互隔離；養殖場的排水系統應推行干濕分離、雨污分離、料水分離的方法，減少污水濃度和排放量；設置防滲處理工藝的畜禽糞便貯存設施，防止污染地下水；③提倡發展中小型集約化養殖場，有計劃地推廣生物發酵舍零排放技術。
3.2.2飼養管理期間
①節約用水、減少液體肥和污染物排放總量。雞場、豬場宜采用飲水器，以降低飲用水量的浪費和污物排放量。采用節水型的圈舍清洗方式，降低用水量，減少液態水糞的形成，減少養殖場污水排放量；②通過營養調控降低畜禽對有毒有害物質的排出量。在飼料中合理使用合成氨基酸、植酸酶、益生素和非淀粉多糖（NSP）降解酶、有機微量元素、除臭劑等，以相應地降低糞尿中氮、磷、不可消化營養素、微量元素的排出量，以及有害氣體的產生；③做好固體糞肥、畜禽場污水、臭氣處理。
4.結語
生態養殖效應體現于畜牧業生產，不是簡單地擴大畜牧生產數量，而是要在養殖畜禽品種結構布局、調整、區域性發展上科學規劃，重點發展特色型、節能型、生態型、適合規模型、市場適應型的現代養殖企業。著力改進養殖飼養工藝，提高飼料的利用率，降低生產成本，節約能源，減少和降低畜禽糞便廢棄物的排放和污染；采取生物有機肥、飼料生產、沼氣發電等綜合技術無害化處理和利用養殖廢棄物，變廢為寶，實現資源的再生利用的循環發展。■
【參考文獻】
