德國住宅設(shè)計中的太陽能利用系統(tǒng)

1、hl Q譏注丄】蟲'& 1994-2009 China Acadernic Journal Ekctranic Publishing HoustL All rights reserved.6 1為能源過剩住宅。在德國，以上幾個概念的區(qū)別是參照一定的能耗指標(biāo)的。1 9 7 5年以前的住宅統(tǒng)稱為專統(tǒng)住宅",能耗在2 0 03 0 0 kWh；年9 9 5產(chǎn)生12 0kWh的而住宅每年所需的能耗盡管PV系統(tǒng)造價很高，但從長遠(yuǎn)看，它僅2 0kW這h遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于住宅能產(chǎn)生的能源。從 的長期經(jīng)濟(jì)效益是很可觀的。 以Schlierberg而,Helitrope成為能源過剩住宅的典型范例

2、的能源過剩住宅為例， 有這樣一筆帳：在德2、Schlierberg的能源過剩住宅 國, 一個4 口之家，一年的基本能耗，包括基年以后的住宅稱為“現(xiàn)代住宅”，能耗為10 0 8 0kWh?血2; 2 0 0年又提出所有新建住 宅，能耗必須達(dá)到低能耗住宅的標(biāo)準(zhǔn)，即8 0 5 0kWh?血2而對于被動式住宅， 其能耗 則要求低于 15kW年細(xì)2。德國除了這些 強(qiáng)制性的政策外，在太陽能的利用方面還有一 定的鼓勵政策。德國政府規(guī)定：對于PV系統(tǒng) 產(chǎn)生的大于住宅自身消耗的過剩能源輸入城市Schlierberg的能源過剩住宅巨 Helitro同樣是建筑師Rolf Dis 品。這是第一個大規(guī)模使用PV系統(tǒng)的住

3、宅區(qū)。 PV系統(tǒng)的昂貴造價使得方案在實施過程中， 由于經(jīng)濟(jì)上的原因幾經(jīng)周折才最終完成。PV系統(tǒng)的模塊布滿朝南的每一寸屋頂，住宅每年本的供暖、熱水和用電為3 4 0 0 kW即每月ch的費(fèi)為3 0 04 0 0德國馬克因用了PV系統(tǒng),每年能制造5 7 0 0的能源。這樣，每年就有5 700 3400 = 2300kWh根據(jù)剩能源。國的能源鼓勵政策一一每千瓦時過剩能源能賣9 9芬尼時間長達(dá)2 0年，這樣2 0年賣過剩能能制造5 7 0 0 kWh的能源，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了住宅自源共能獲利2300X0.99X20 = 450 00德國馬 克。再加上2 0年每月節(jié)省的能源開支最少為身的能耗。由于住宅良好的保

4、溫、隔熱、通風(fēng)能源網(wǎng)，能源公司必須付9 9芬尼/kWh作為系統(tǒng)，它所需的熱能僅為傳統(tǒng)住宅的1/10因給PV系統(tǒng)用戶的報酬，時間長達(dá)20年。正是 德國這一系列的強(qiáng)制性及鼓勵政策，使得自覺 開發(fā)、利用太陽能的觀念深入人心。此,即使戶外冬天20C、夏天50C這種住 宅室內(nèi)卻能常年保持在1520C而不需要城3 0爼1衣2 0 = 7 2德國馬克，2（年 PV系統(tǒng)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益至少為45000 + 72000 = 117 0因此），德屆馬克市集中供暖或空調(diào)。PV系統(tǒng)Photovo即通常所講的PV系統(tǒng)，是90年代發(fā)展起來的一種新型的太陽能系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作原理如圖2所示：利用特殊的太陽能集熱模塊，把太陽能

5、轉(zhuǎn)化為電能，同時保留傳統(tǒng)太陽能系統(tǒng)的供熱、 供暖功能。PV系統(tǒng)的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順的。90年代由于能源市場等一些因素的影響，在一段時期內(nèi)曾停止發(fā)展，直到近幾年才又興盛起來。PV系統(tǒng)能提供給住宅所需熱能，又能把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，完全滿足了住宅的能源需要，而且往往在滿足能源自給的前提下還能產(chǎn)生過剩能源。這就是能源過剩住宅的由來所在。下面就以兩個實例來介紹一下PV系統(tǒng)在住宅中的運(yùn)用Helitrope位于弗萊堡的一個小山坡上（圖3），是"太陽能建筑師"Rolf Disch的自|仙|叩|事卜臨遠(yuǎn)看，PV系統(tǒng)的住宅并不是用金錢堆出來的宅因Helitr原意隔"'跟著太陽轉(zhuǎn)"，用在 這里就生動地描繪了這幢住宅的最大特點(diǎn)一一 房子自身可以繞中軸隨太陽旋轉(zhuǎn)3 6 0 °。采用 PV系統(tǒng)的住宅就像一部精密的機(jī)器：房子能 自轉(zhuǎn)，這樣冬天可使起居室、臥室等主要用房 朝南以獲得盡量多的陽光；夏天外界氣溫高 時，則可使主要用房背陽，避免過多的陽光進(jìn) 入室內(nèi)。在住宅頂部有一塊54卅的集熱板，亦 可同住宅一起跟著太陽轉(zhuǎn)，并且可在上、下、 左、右四個方向轉(zhuǎn)動4 0 0°使之與水平面的 夾角可隨著太陽高度角的變化而變化，以保證 最大的集熱面積，獲得最多的太陽能。除了頂 部