太阳能与建筑一体化亟须技术黏合

8月12日，住房和城乡建设部、财政部联合下发《加强太阳能光电建筑应用示范后续工作管理通知》，要求各地相关主管部门切实加大对示范工程的督促指导及协调管理，抓紧抓好验收评估等后续工作，高质量、高标准地完成太阳能光电建筑应用示范任务。《通知》的出台，加快了太阳能光电建筑应用示范项目(以下简称示范项目)验收评估，加强了对后续工作管理，再次引起人们对于新能源应用的关注。有关人士分析认为，被寄予厚望的太阳能建筑一体化已经进入了实际应用阶段。

一体化产生1+1大于2的效应

太阳能与建筑结合是让太阳能成为建筑的一个有机组成部分，把已经成熟的太阳能技术产品真正融入到建筑中去，是打造低碳、节能、环保的绿色建筑重要方式。

力诺瑞特工程公司副经理亓琨认为太阳能和建筑之间不存在着依附的关系，太阳能为建筑节能做的是“加法”，实际效果就是用1%的建筑成本弥补10%的建筑能耗。节能建筑最重要的是在节能技术上的突破，当前最成熟、最便利、最有效地利用技术便是太阳能与建筑一体化技术。而太阳能与建筑一体化的综合应用方式包括：太阳能光热与建筑一体化、太阳能光伏与建筑一体化、太阳能与常规能源综合应用一体化。所有这些应用方式都是为了最终实现太阳能与建筑的完美融合，使建筑的高智能化控制居住者的高舒适度享受，而95%的建筑用能全部来自于太阳能。

目前，国内建筑能耗占全社会总能耗的比重比较大，热水、空调和采暖能耗占建筑能耗的65%左右，而综合利用太阳能，全面实现太阳能建筑一体化及太阳能光热光电综合应用一体化，太阳能热水可补充15%的建筑能耗，采暖、制冷系统可解决50%的建筑能耗，光伏发电可节约30%的建筑能耗，就可建成最理想的零能耗房。针对建筑需求提供不同的解决方案。

现存难题有待技术升级

亓琨指出，随着建筑设计建设的多样化发展，客观要求太阳能与建筑结合的形式也随之朝着多样化、高品质化发展，并且有着由单一的热水需求向热能需求扩展的趋势。原有的产品已不能适应现在建筑楼层的不断增高，业主热水需求品质的提高，系统后期管理权的复杂化。市场需要技术创新，针对建筑不同需要能提供新技术新系统解决方案。而且随着城镇化和新农村改造的加快以及工业节能的迫切需求，目前的太阳能与建筑一体化市场已经逐渐细分为城市市场、农村市场、住宅需求和工业热能需求、新建建筑和既有建筑改造等多个方面，给市场操作和技术带来新的挑战。市场问题的解决一方面需要企业、建筑设计院、房产商、消费者等多方协商解决，但最有效的解决办法还是产品技术的不断升级。在日前举办的“太阳能建筑一体化”行业沙龙上，北京市建筑设计研究院绿色建筑研究所室主任吴晓海表示，工程中大量使用太阳能有一定难度，在建筑设计时太阳能的应用主要有三个问题需要解决。

首先，太阳能热量补充的问题。太阳能的能量密度比较低，需要集热的面积有要求。在能保证太阳能的满足使用需求的同时，需要有参数来证明太阳能热水器实际的运行效果。通常情况下，收集的太阳热能只是一部分，并不能满足用户的需要，这时就要用电来补充，可由电热管直接加热或是用热泵加热。目前最普遍的是用电加热来补充热量。一个建筑用太阳能和不用太阳能会带来运行方式的改变，热能的转换是推广太阳能需要解决的问题。太阳能的热不足时，热水是靠天然气或者城市的热力换热，用能方式是取自于天然气或城市的热力站，这样看来其实并不是节能的做法。

其次，太阳能管路过长的问题。为了更好的收集太阳能，集热板无论是楼顶安装还是地面安装都会集中在阳面，而水罐一般会放在阳台，但是绝大多数会使用热水的厨房和厕所却是在阴面。这样一来，势必要把管道引导北边，从设计角度来说管路比较长。管路长带来一系列的问题，一是热水的循环，满足随用随有的要求就要加压泵和循环泵，泵的运行也是耗电的过程，这将会消耗更多的能源。另外如果水不循环，用热水时需要放空管道里的水，用造成很多的浪费，使用者也会感觉不方便。产品尽量缩短管路，是设计过程中应该考虑的问题。

最后，太阳能产品的安全性能问题。大规模的应用需要更成熟的更安全可靠的产品，装在阳台上的储水罐需要解决防冻的问题。太阳能在冬天供暖系统关掉的时候，水罐及管道可能被冻裂。该用什么方式作为防冻介质？这需要更成熟的产品。目前来说，工程中大量的应用还是有一定难度的。

多角度探讨一体化之道

中国科学技术大学工程科学学院副院长季杰和他的团队，致力于太阳能建筑一体化的研究，在材料、外观、内部结构、建筑接口技术以及制造工艺上都有突破和创新。通过采用选择性涂层、集热模块内部结构(采用H型L型翅片、双流道、孔板结构等)，实现结构参数的优化设计，大大提高了太阳能集热模块的光热转化效率。在光伏光热模块的研制中，他们创新了光伏电池和金属集热板的激光焊接工艺，解决了金属导热基板和电池的层压技术中的选材、焊接、应力变形等方面的问题。太阳能集热模块采用构件化和接口设计，改善集热模块的外观，解决了在建筑设计建造中难以采用和匹配的问题。他们建立了太阳能集热模块的数值模拟方法，为技术推广应用中的建筑节能评估提供了依据。

系统方案的优化升级，也是解决当前一体化遇到问题的有效方法之一，广东五星太阳能股份有限公司事业部经理王永岐表示，建筑太阳能一体化产品应优化为建筑构件或建筑构件的一部分，比如平板组件，直接作为阳台的护栏来使用，这样的结合，不但开发商的成本有所降低，而且对建筑的美观度也有一定的提高。

中国太阳能热利用产业协会秘书长霍志臣认为，太阳能与建筑一体化需要满足三个要求。第一是设计要美观，不要破坏原有的设计面。第二是安全可靠。第三是实用方便。安全可靠是重中之重。中国太阳能专业委员会秘书长陈一言坦言，保障、安居房建设大范围安装、应用太阳能产品和太阳能与建筑一体化发展，对企业提出了更高的要求，不仅要生产出好产品，同时企业要根据不同工程项目特点、环境等匹配更加合适的太阳能系统技术。产业化、工程化推广模式将成为今后的应用模式。工厂化标准生产，现场装配调试、专业的服务公司管理运营将为今后一体化推广的趋势。技术创新是企业稳步发展的核心竞争力，或者是品牌的内涵，没有技术的东西在里面这个产品可能内涵不足、后劲不足。技术创新涉及三个方面：产品、装备、储备，战略思想是人无我有、人有我优、人优我廉、人廉我变。

毋庸置疑，未来中国的城市化进程的仍将高速迈进，太阳能行业的市场重心将逐步由农村转向城市，随着行业的技术升级不断加快、一体化的标准日益完善，系统集成技术的加快完善，企业的发展新模式的逐步建立，一批新型的由生产型逐步向技术集成、建筑施工型的企业将得到长足发展。