太陽能窗系統

太陽能窗系統

“太陽能窗系統”又稱為“動態涼窗系統(DSWS)”,是為商業建築設計開發的。這一系統既可以安裝在新建築中,也可以在舊建築中加裝。

供暖、製冷和照明全解決

“太陽能窗系統”又稱為“動態涼窗系統(DSWS)”,是為商業建築設計開發的。該系統被設計成遮陽天窗的形式,它將陽光的能量轉化為可儲存的能量,可有效地滿足一棟建築里的供熱、製冷和照明需求。這一系統既可以安裝在新建築中,也可以在舊建築中加裝。
具體來說,“動態涼窗系統”由嵌入兩個大玻璃天窗的多個透明塑膠板構成。每個塑膠板上都有幾十個小型金字塔形的模組,這些模組能夠追蹤太陽光的運動。每個模組上都有一個小型的太陽能電池,負責收集光熱,並將其轉化成可用能量,運轉發電機。裝在房屋外部牆上和屋頂的感測器能確保模組總是對著太陽

剩餘能源物盡其用

除了滿足建築內供熱、製冷和人工照明的能源需求外,這一系統還能把剩餘的能量傳送到需要的地方或者儲存在電池組裡,以備後用。

去除有害光線

這個系統具有去除有害光線的功能。再多的太陽光照射到房間裡,也不會讓人感到太刺。它會把過於強烈的太陽光擋在外面,並加以吸收,讓有利於人體的光線透入建築內。

新材料更小更高效

傳統的太陽能轉換設備通常使用4平方英尺(1平方英尺約合929平方厘米)的矽制太陽能板,建築物上裝有這樣的“大傢伙”會顯得有點笨重。由倫斯勒工學院開發的新材料,不僅能大幅壓縮太陽能設備的體積,還可以使能量更為高效地利用。據介紹,“動態涼窗系統”使用的與普通太陽能板具有同樣能力的太陽能模組只有1平方厘米大,由半透明的塑膠透鏡製成。新材料的運用使得太陽能建築看上去更“清爽”了。

太陽能房屋多種多樣

1973年石油危機的爆發,讓已開發國家開始嚴肅地考慮太陽能利用問題。為減少對煤、石油、天然氣等不可再生能源的依賴,1974年,首屆國際被動式太陽能大會召開,各國開始探討太陽能供熱等問題。太陽能住宅的研究也從此逐步升溫,並在20世紀90年代達到一定水平。設計師們將太陽能技術與其他節能技術相結合,提出了各式各樣的低能耗、能源自給的建築設計方案。
1992年,丹麥科學家設計出的斯科特帕肯低能耗住宅備受世人關注,並獲得1993年的“世界人居獎”。該建築技術措施主要包括:外牆、屋頂、樓板均設保溫層,使用熱傳導係數較小的門窗玻璃;利用智慧型系統對太陽能和常規供熱系統進行調控,使熱水保持恆定溫度;利用通風系統和夜間熱補償等技術減少住宅的熱散失;安裝能量表、雙道節水閥裝置及具有熱回收性能的節水設備;用雨水槽將雨水引至住宅區中央的小湖裡,再滲入地下。這些技術措施的套用,使住宅小區的煤氣、水、電分別節約了60%、30%和20%,而且改善了整個小區的環境
在德國,建築師利用高新技術設計出旋轉式太陽能房屋。1994年,一位建築師把自己的住房設計成向日葵那樣,能隨陽光轉動。此房屋安裝在一個圓形底座上,由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪。該房屋底座在環行軌道上以每分鐘轉動3厘米的速度隨著太陽旋轉,當太陽落山以後該房屋便反向轉動,回到初始位置。屋頂太陽能電池產生的電能1.3%被旋轉電機消耗掉,而它所獲得的太陽能量相當於不能轉動的太陽能房屋的兩倍。這也是歐洲第一座由計算機控制的太陽追蹤住宅。
日本1995年在九州市建成了首棟環境生態住宅,它是依據日本環境生態住宅地方標準的要求建造的。這棟住宅的溫熱水由裝在大樓南側的太陽能集熱器提供。這種太陽能集熱器即使在下雨天也能將水加熱到約55度。住宅前還裝有風車,風車發電可為公共場所照明提供輔助電源。據估算,每個住戶一年可節約5.7萬日元的空調電費和煤氣費。另外,室外停車場的地面混凝土具有良好的透水性,可以用來儲備地下水。

評價及意義

太陽能清潔而又取之不盡,向太陽要能源已是大勢所趨,太陽能技術的研究開發無疑也成了各國科技競爭力的重要內容。

倫斯勒工學院開發的新型太陽能房屋內部效果圖倫斯勒工學院開發的新型太陽能房屋內部效果圖

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