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Información sobre energía solar: Visión de desarrollo y aplicación de la tecnología de eficiencia energética de edificios y edificios ecológicos solares

2018-09-17

El uso de la tecnología de energía solar será una forma importante para que los humanos obtengan energía en el futuro. En las actividades sociales humanas, el uso de recursos subterráneos ya ha enfrentado una falta de dilema, que está destinado a afectar la supervivencia humana. Construir con energía solar será un camino que funcionará. La conservación de la energía del edificio se ha convertido en una preocupación importante. La sociedad actual presta gran atención al consumo de energía de la ingeniería de edificios y al consumo de energía a largo plazo en el uso de edificios. Por lo tanto, es necesario promover la aplicación de la tecnología de construcción de energía solar de acuerdo con los requisitos de ahorro de energía del diseño de edificios.

El uso de la tecnología de energía solar será una forma importante para que los humanos obtengan energía en el futuro. En las actividades sociales humanas, el uso de recursos subterráneos ya ha enfrentado una falta de dilema, que está destinado a afectar la supervivencia humana. Construir con energía solar será un camino que funcionará. La conservación de la energía del edificio se ha convertido en una preocupación importante. La sociedad actual presta gran atención al consumo de energía de la ingeniería de edificios y al consumo de energía a largo plazo en el uso de edificios. Por lo tanto, es necesario promover la aplicación de la tecnología de construcción de energía solar de acuerdo con los requisitos de ahorro de energía del diseño de edificios.



La tecnología térmica solar es la más utilizada en la conservación de energía en edificios. Actualmente, los sistemas de generación de energía solar tienen un bajo índice de conversión fotoeléctrica a energía solar, y son tecnologías de agua caliente solar y de calefacción solar pasiva. La luz térmica y el calor de China se pierden en gran medida, y la conversión secundaria de energía térmica térmica, eléctrica, el desarrollo del sistema de agua comenzó en la década de 1980, pero la simplificación de la energía solar aumentó la energía en el proceso de conversión y transmisión. La pérdida simplemente se convierte directamente en el calentamiento del agua doméstica, manteniéndose en un bajo nivel de aplicación, y la tasa de utilización de la energía solar es menor. En vista de la situación anterior, el sistema de agua caliente solar en Europa se utiliza principalmente como fuente de calor auxiliar para operar en conjunto con un sistema de energía convencional. Propone la integración de muros solares, módulos fotovoltaicos y muros de construcción. El sistema de energía solar que combina la generación de energía, la calefacción, la ventilación y las estructuras de protección de edificios al mismo tiempo que suministra agua caliente para el baño y la sala de estar también es una radiación solar de suelo a baja temperatura para la calefacción de edificios. . La capa más externa del muro es el muro cortina fotoeléctrico, el principio del sistema de intercambio de calor de amperios. La integración con el edificio se ha convertido en el objetivo y la dirección del desarrollo del sistema de calentamiento solar de agua por el sistema de aire fresco o la cámara de descarga directa que ingresa al acondicionador de aire a través del conducto de aire en la parte superior; y el rendimiento de aislamiento de la estructura del recinto se ha mejorado significativamente.

1 Ventajas y ventajas de combinar la energía solar con la arquitectura.

1.1 La combinación de tecnología solar y construcción puede reducir efectivamente el consumo de energía en los edificios.

1.2 La energía solar se combina con la construcción. Los paneles y los colectores se instalan en el techo o techo, lo que no requiere ocupación adicional de la tierra y ahorra recursos de la tierra.

1.3 La combinación de energía solar y construcción, instalación en el sitio, generación de energía en el lugar y suministro de agua caliente, no requiere líneas de transmisión y tuberías de agua caliente adicionales, lo que reduce la dependencia de las instalaciones municipales y reduce la presión sobre la construcción municipal. .

1.4 Los productos solares no tienen ruido, ni emisiones, ni consumo de combustible, y son aceptados fácilmente por el público.

2 tecnologías de ahorro de energía para edificios.

La conservación de la energía en los edificios es un indicador importante del progreso tecnológico, y el uso de nuevas energías es una parte importante para lograr el desarrollo sostenible de los edificios. En las condiciones actuales, se toman las siguientes cinco medidas técnicas para la conservación de la energía de los edificios:

2.1 Reducir la superficie externa del edificio. La medida del área de superficie externa de un edificio es el factor de figura. El enfoque del control del factor de forma de un edificio es el diseño plano. Cuando hay demasiados planos y convexidades, la superficie del edificio aumentará. Por ejemplo, en el diseño de edificios residenciales, a menudo se encuentra el problema de abrir ventanas en dormitorios y baños. Debido a que las ventanas del baño están empotradas en el plano, la superficie externa del edificio aumenta de manera invisible. Además, hay ventanales, plataformas de secado y otras estructuras para ahorrar energía. Muy desfavorable. Por lo tanto, cuando se diseña un plano, es necesario considerar de manera integral una variedad de factores, mientras se cumple la función de uso, el coeficiente de forma del edificio se controla dentro de un rango razonable. Además, en el modelado de fachada, el control de altura de capa también afecta el factor de forma del edificio. En el siglo XXI, muchos edificios de gran altura adoptan combinaciones rectangulares planas y rectangulares, que reducen la superficie externa del edificio, y el tamaño general es armonioso. También mantiene la apariencia del edificio y es beneficioso para la conservación de la energía del edificio. Refleja el nuevo pensamiento de los conceptos de diseño arquitectónico.

2.2 Preste atención al diseño de la estructura del sobre. El consumo energético y térmico de los edificios se refleja principalmente en la estructura de protección externa. El diseño de la estructura de la envoltura incluye principalmente: seleccionar el material y la estructura de la envoltura, determinar el coeficiente de transferencia de calor de la estructura de la envoltura, calcular el coeficiente de transferencia de calor promedio de la pared exterior bajo la influencia del puente frío y caliente circundante, índice de rendimiento térmico de la estructura de la cubierta y la capa de aislamiento Cálculo del espesor, etc. Agregar un cierto espesor de material de aislamiento térmico en el exterior o en el interior de la pared exterior para mejorar el rendimiento de aislamiento térmico de la pared es una medida importante para el ahorro de energía de El muro en esta etapa. En la actualidad, la mayor parte del aislamiento de la pared externa está hecho de tablero de espuma de poliestireno. En el proceso de construcción, de acuerdo con el procedimiento de construcción del material de aislamiento térmico, la unión y la fijación del panel de aislamiento térmico se refuerzan, y se garantiza la calidad del borde y el fondo para lograr el efecto de aislamiento térmico. Al mismo tiempo, el techo es la parte con más fluctuaciones de calor, y se necesitan medidas efectivas para aumentar el efecto de aislamiento y la durabilidad.

2.3 Control razonable de la proporción del área de la pared de la ventana. También hay puertas y ventanas exteriores que están en contacto con el entorno natural. Muchos análisis y pruebas han demostrado que las puertas y ventanas representan aproximadamente el 50% del consumo total de energía térmica. El diseño de puertas y ventanas que ahorra energía mejorará significativamente los efectos de ahorro de energía. Deben seleccionarse materiales de marcos de puertas y ventanas con altos valores de resistencia térmica. Hoy en día, muchos materiales de marcos de puertas y ventanas se usan comúnmente en marcos de acero revestidos de plástico, marcos de aleación de aluminio que disipan el calor y vidrio aislante revestido de baja emisión. La hermeticidad de la ventana debe ser buena y la proporción del área de la pared de la ventana debe controlarse cuidadosamente. No debe haber grandes ventanales y ventanales en el norte, y el ventanal no debe usarse en otras direcciones. En la práctica de la ingeniería, muchos edificios residenciales tienen grandes ventanales para efectos de fachada. En el caso de que no se pueda reducir el área grande de la ventana, también se deben tomar medidas: si la ventana está dispuesta lo más lejos posible en el lado sur, se agrega el ventilador fijo de la ventana, se sella el marco y el marco. El borde del ventilador se aprieta, y el cálculo y el cálculo se llevan a cabo de acuerdo con las regulaciones para lograr el edificio. Eficiencia energética global.

2.4 Reforzar las medidas de aislamiento térmico de otras piezas. Otras partes de las medidas de aislamiento térmico como piso, piso, losa y partes de puentes fríos y calientes para aislamiento térmico. Tratamiento del piso dentro y fuera del edificio en regiones frías y frías, sin calefacción, pared de la escalera y ventana de transmisión de luz, tratamiento de la entrada de la puerta de la unidad, tratamiento del piso del balcón y ventana de la puerta. Hay que prestar atención a: la puerta que se encuentra con el mundo exterior debe elegir la puerta de aislamiento, la ventana exterior de la bahía debe usar la placa de recogida superior e inferior y la placa lateral, y todas las placas que entren en contacto con la parte exterior Debe estar aislado y ahorro de energía. Hoy en día, el edificio utiliza un software especial de diseño de ahorro de energía para cumplir con varios indicadores térmicos a través de un cálculo integral. Según el índice térmico, deben tomarse las medidas estructurales correspondientes para que el edificio en su conjunto cumpla con los requisitos de ahorro de energía.

2.5 Tomar otras medidas de ahorro de energía para lograr objetivos de ahorro de energía. Además, otras medidas de control de ahorro de energía, como la instalación de un medidor de calor, un interruptor de control de calor, etc., para mantener una temperatura equilibrada también son necesarios para reducir el consumo de energía. De hecho, el contenido principal de la conservación de la energía de los edificios, además de la calefacción y el aire acondicionado, debe incluir la ventilación, la electricidad del hogar, el agua caliente y la iluminación. Si toda la energía eléctrica del hogar es un producto que ahorra energía, el potencial de conservación de energía es aún más pronunciado.

3 tecnología de construcción solar

Los edificios solares se pueden dividir en tipos activos y pasivos. Los edificios que utilizan dispositivos mecánicos para recolectar y almacenar energía solar y proporcionar calor a la habitación cuando sea necesario se denominan edificios solares activos; de acuerdo con las condiciones climáticas locales, mediante el uso del diseño del edificio, el procesamiento de la construcción, la selección. Los materiales térmicos de alto rendimiento permiten que el edificio absorba y almacene la cantidad de energía solar, logrando así calefacción, aire acondicionado y suministro de agua caliente, llamado Edificios solares pasivos.

El diseño de los edificios solares debe tratar de usar el lado largo como dirección norte-sur. Haga que la superficie de recolección de calor esté dentro de más o menos 30 ° en la dirección sur positiva. De acuerdo con las condiciones meteorológicas locales y la ubicación, realice los ajustes adecuados para lograr la mejor exposición al sol. El calor recibido entre la recolección de calor y las paredes de almacenamiento de calor es una forma de edificio solar pasivo. Hace un uso completo de las características del calor de la radiación solar en la dirección sur, y agrega una cubierta exterior transmisora ​​de la luz en la pared sur para formar una capa de aire entre la cubierta que transmite la luz y la pared. Para maximizar la exposición al sol dentro de la cubierta de transmisión de luz, se aplica un material absorbente de calor a la superficie de la pared interior de la capa intermedia de aire. Cuando el sol brilla, el aire y la pared en la capa intermedia de aire se calientan, y el calor absorbido se divide en dos partes. Después de calentar una parte del gas, el flujo de aire se forma por la presión de diferencia de temperatura, y el aire interior circula y convoca por los respiraderos superior e inferior conectados a la habitación interior, lo que aumenta la temperatura interior; y la otra parte del calor se utiliza para calentar la pared, y se utiliza la capacidad de almacenamiento de calor de la pared. El calor se almacena, y cuando la temperatura baja después de la noche, el calor almacenado en la pared se libera en la habitación, logrando así una temperatura adecuada para el día y la noche.

Cuando llega el calor del verano, la capa de aire en la cubierta de transmisión de luz se abre hacia el respiradero exterior, y el respiradero conectado al interior está cerrado. La parte superior de los respiraderos exteriores está abierta a la atmósfera, y los respiraderos inferiores están conectados preferiblemente a un lugar donde la temperatura del aire ambiente es baja, como a la sombra del sol o en el espacio subterráneo. Cuando la temperatura de la capa de aire se calienta, el flujo de aire fluye rápidamente hacia el respiradero superior y el aire caliente se descarga hacia el exterior. A medida que el aire continúa fluyendo, el aire frío que pasa a través del respiradero inferior ingresa a la capa de aire, y luego a la capa de aire. La temperatura es más baja que la temperatura exterior, y el aire caliente interior disipa el calor a través de la pared hacia la capa de aire. Logrando el efecto de bajar la temperatura ambiente en verano.

Como puede verse en el principio de trabajo pasivo, las propiedades de los materiales ocupan una posición importante en los edificios solares. El material de transmisión de luz se usa tradicionalmente para vidrio, y la transmitancia de luz generalmente está entre 65 y 85%, y la placa de recepción de luz usada ahora tiene una transmitancia de luz de 92%. Material para el almacenamiento de calor: use una pared de cierto grosor, o cambie el material de la pared, como tomar una pared de agua como cuerpo de almacenamiento de calor para aumentar el almacenamiento de calor de la pared. Además, la sala de almacenamiento de calor es también un método de almacenamiento de calor. La práctica tradicional de la sala de almacenamiento de calor es apilar la piedra en la sala de almacenamiento de calor, calentar las piedras cuando el aire caliente fluye a través de la sala de almacenamiento de calor, y entrar en la noche o en días de lluvia. El calor que se disipa se entrega a la habitación. Debido a que los edificios solares pasivos son simples y fáciles de implementar, los edificios solares son ampliamente utilizados, como edificios de varios pisos, estaciones de comunicación y edificios residenciales. Hoy en día, el edificio de gran altura también adopta este principio: el muro cortina de vidrio tiene capas, y los respiraderos de entrada y salida controlables están dispuestos en la junta inferior de la losa de la pared exterior. Esto no solo adopta la energía solar, sino que también embellece la fachada del edificio, que es una encarnación concreta de la tecnología de energía solar.

Los edificios solares activos utilizan equipo mecánico para transportar el calor recolectado a varias salas. De esta manera, la superficie de absorción de la energía solar se puede expandir, como el techo, la pendiente y el patio, donde la luz solar es fuerte, y puede usarse como la superficie de absorción de la energía solar. Al mismo tiempo, también puede configurar un cuarto de almacenamiento de calor donde lo necesite. De esta manera, el sistema de calefacción y el sistema de suministro de agua caliente se combinan en uno solo, y se aplica un equipo de control de calor efectivo para hacer que la utilización de la energía solar sea más razonable.

El proceso de operación del sistema de calefacción solar activo es: el sistema está equipado con dos ventiladores, uno es un ventilador de colector solar y el otro es un ventilador de calefacción. Cuando se calientan directamente por radiación solar, los dos ventiladores funcionan al mismo tiempo, de modo que el aire de la habitación ingresa directamente al colector solar. Luego regrese a la habitación, como los días de lluvia, cuando el calor es bajo, se usa la calefacción auxiliar y la sala de almacenamiento de calor no funciona. El sistema de aire caliente utiliza un amortiguador eléctrico para controlar el flujo de aire, y cuando ocurre el calentamiento directo, los dos amortiguadores eléctricos en el controlador de aire se desvían para permitir que el aire ingrese a la habitación. El serpentín de agua caliente en la salida del colector solar permite que el sistema de suministro de agua caliente de la habitación se integre con el sistema de calefacción solar.

Cuando el calor recolectado por el colector solar excede las necesidades de la habitación, el ventilador del colector arranca y el ventilador del calentador se detiene. La puerta del motor que conduce a la habitación está cerrada. El aire caliente del colector solar fluye hacia la capa de guijarros de la sala de almacenamiento de calor, y el calor se almacena en el guijarro hasta que se calienta la capa de guijarros, de modo que el almacenamiento de calor en la sala de almacenamiento de calor se satura. Cuando no hay radiación solar en la noche, el calor se toma de la sala de almacenamiento de calor. En este punto, se cierra el primer amortiguador eléctrico en el controlador de aire, se abre el segundo amortiguador eléctrico y se enciende el ventilador de calefacción, de modo que la circulación del aire interior se calienta de abajo hacia arriba a través de la capa de adoquines de la sala de almacenamiento de calor. , y luego regresó al sistema de regulación de calefacción. Cuando hay suficiente calor en la sala de almacenamiento de calor, la temperatura del aire que ingresa al aire acondicionado solo es más baja que la temperatura directamente del colector solar. Este ciclo continuará hasta que no se agote la diferencia de calor entre las capas de adoquines en la sala de almacenamiento de calor. Luego, si hay un calentador auxiliar, active el calentador auxiliar. Si el almacenamiento de calor en el almacenamiento de calor alcanza la saturación o no hay requisitos de calefacción en verano, el colector solar todavía funciona para que la calefacción utilice el sistema de suministro de agua caliente.

Hay muchos tipos de edificios de energía solar, y los principios de funcionamiento son básicamente similares. Algunos edificios utilizan el agua como medio para el intercambio de calor. De esta manera, todos los equipos del sistema pueden reducir su volumen bajo el mismo efecto térmico y también pueden usar un sistema de agua caliente junto con otras fuentes de energía. Esta es la mayor ventaja de usar el agua como medio. Otro tipo de energía es utilizar el calor geotérmico como fuente de calor. El proceso de trabajo consiste en extraer el calor del agua subterránea, enviar el calor a la habitación a través del sistema de calefacción y correr en reversa cuando se enfría. El principio de funcionamiento es como una unidad de aire acondicionado. La desventaja es que cuando la unidad funciona de forma continua durante mucho tiempo, el calor puede ser insuficiente. Por lo tanto, es más adecuado en lugares ricos en recursos geotérmicos.

4 Expectativas de construcción de energía

La captación de energía solar solo puede llevarse a cabo cuando hay un sol. En un día nublado y en la noche, no se recolecta calor, por lo que el calor recolectado es limitado, pero los días y las noches lluviosas a menudo requieren calor, que afecta a los edificios solares. desarrollo de. Si utilizamos los recursos geotérmicos en combinación con la energía solar, aprendemos de las fortalezas de los demás, adoptamos medidas técnicas efectivas para convertir la energía, la tecnología de control térmico razonable y los excelentes materiales térmicos, entonces se desarrollarán vigorosamente los nuevos edificios con protección ambiental y conservación de energía. Se puede observar que la aplicación de la protección del medio ambiente y la conservación de la energía es una tecnología muy completa, y es necesario resolver algunos problemas específicos para poder desarrollarse vigorosamente.

4.1 Las medidas de ahorro de energía deben ser prácticas: el uso de nueva energía se basa en medidas de ahorro de energía, y el rendimiento de aislamiento de las envolturas de edificios es muy importante. Por lo tanto, la pared exterior y la puerta y la ventana exteriores, donde la viga está en contacto con el mundo exterior, la parte del piso también debe estar aislada, que es la parte fría del puente. En resumen, es necesario cumplir con los requisitos de especificaciones, regulaciones y aislamiento de la industria.

4.2 Es necesario resolver la tecnología de control de utilización integral de la energía térmica; Si bien el uso de la energía solar solo, la energía geotérmica tiene ciertas limitaciones. El uso de nuevas fuentes de energía debe basarse en los recursos naturales locales, y la aplicación integral será efectiva. Además de la fuente de calor auxiliar necesaria para garantizar un calentamiento normal. La tecnología de control integrado convierte automáticamente el suministro de calor a la habitación de acuerdo con la demanda de temperatura interior del edificio y el suministro de la fuente de calor para lograr la estabilidad de la temperatura. De acuerdo con el avance de la tecnología de control de automatización, materiales térmicos, equipos de intercambio de calor y componentes térmicos y eléctricos, es posible resolver estas tecnologías.

4.3 La mejor opción para el ahorro de energía y la nueva energía sigue siendo la energía solar, y la aplicación del ahorro de energía y la energía solar tiene cierta influencia en la apariencia del edificio. Por esta razón, en el diseño del edificio, la fachada del edificio se procesa y el aspecto de la fuente de calor se recoge en el techo. No solo está relacionado con la eficiencia térmica, sino que también está relacionado con el efecto general del edificio.

En la actualidad, la mayor investigación sobre la tecnología de generación de energía solar fotovoltaica y los edificios es el Sistema de Integración Fotovoltaica del Edificio (BIPV), que integra los generadores de energía solar perfectamente en la pared o el techo de los edificios. Su principio de funcionamiento es común. El sistema fotovoltaico es idéntico, la única diferencia es que el módulo solar se utiliza como generador de sistema y como material exterior del edificio. Los componentes fotovoltaicos utilizados en el sistema BIPV pueden ser transparentes o translúcidos, de modo que la luz aún puede ingresar a la habitación a través de los componentes fotovoltaicos sin afectar la iluminación interior. El sistema BIPV se puede usar para la generación local de energía y para el uso local, y tiene muchas ventajas: usar el sol como fuente de energía puede lograr el ahorro de energía y los requisitos de protección ambiental; ahorro de la inversión en red y reducción de las pérdidas de transmisión; Los módulos fotovoltaicos en color pueden reemplazar los costosos exteriores. El material no solo tiene el efecto decorativo, sino que también reduce el costo del sistema de generación de energía solar. alivia la demanda de energía; Tiene la función de aislamiento acústico y aislamiento térmico como protección exterior del edificio; y mejora el ambiente térmico interior. La investigación extranjera sobre la construcción de sistemas integrados fotovoltaicos ha estado durante mucho tiempo, pero aún se encuentra en la etapa de construcción de salas experimentales. Los Estados Unidos, Europa y Japón han lanzado el plan nacional de desarrollo para los sistemas BIPV; El instituto de investigación de energía solar de la Universidad Jiaotong de Shanghái ha llevado a cabo esta investigación, la producción de prueba del sistema de integración de techo solar fotovoltaico, construyó un sistema ecológico.