建筑能耗占全部能源消耗的30-40%，并随着工业化的发展而进一步增加。建筑节能得到了国内外越来越多的关注，出台了一系列的建筑节能规范和标准。我国1997年就提出了节能50%的要求，先后出台了多部建筑节能标准和规范，并且更新很快，加强了建筑节能的管理和推行。

太阳能在建筑节能中的主要应用途径：太阳能发电、太阳能采暖、太阳能制冷、太阳能通风、太阳能除湿、太阳能热水器，其次，太阳能还在建筑通讯、太阳能房等方面得到了广泛研究。

1.太阳能发电

太阳能发电包括聚光光伏发电和聚光光热发电，主要的聚光方式有透射聚光和反射聚光，透射聚光利用菲涅尔透镜，反射聚光主要包括蝶形、槽式、塔式、平面式，相比透射聚光，反射聚光得到了更多的应用研究，槽式聚光发电系统成本低，技术成熟，在商业应用中较多，塔式和碟式还处于实验研究阶段，商业化投资和成本有待进一步验证，其中，碟式聚光具有较高的转化效率，峰值可达30%。通过太阳能发电驱动建筑内的用电设备进行工作，通常需要辅助电源，保证建筑内的正常、稳定、持续供电，实现建筑节能。

1.1光伏发电

光伏发电是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术，1954年在美国贝尔实验室研制出第一块太阳能电池，太阳能电池是太阳能利用最成功的技术之一。光伏发电系统主要由太阳能电池板、控制器和逆变器组成，太阳能发电可配置为独立式和连接电网式，当太阳能为特定场所提供电能时，可采用独立式，并将白天用不完的电能储存在电池组中。当太阳能发电与电网连接时，系统则不必配备电池组。光伏发电在我国所面临的问题：光伏发电成本太高，不具备市场竞争力；技术研发投入有限，创新力量薄弱，技术发展缓慢；95%的硅材料依靠进口，产能过低；环保问题和高能耗问题凸显。

1.2光热发电

太阳能光热发电采用集热器收集热量，经换热装置提供蒸汽，推动汽轮机发电。1950年，原苏联设计了世界上第一座太阳能塔式电站，太阳能光热发电技术已成熟，早在上世纪八十年代，国外就已建成装机容量500千瓦以上的光热发电电厂，国内太阳能光热发电技术起步较晚，2007年，国内首座太阳能塔式热电系统通过验收，2010年，亚洲首座塔式太阳能光热电站在北京开工，2011年4月，内蒙古50MW槽式太阳能项目招标完成，这标志着我国太阳能光热发电走向市场化，我国的太阳能发电技术发展迅速，并且极具潜力。太阳能光热发电的特点：生产过程清洁，不污染环境；技术成熟；投资成本高；规模效应明显；具有较高的电力稳定性；能更好地与传统电厂接轨。

太阳能光热发电和光伏发电具有各自的优劣，不能相互替代，在我国是并行发展的，发展难点在于技术创新，降低投资，减小对环境的影响。

2.太阳能在暖通方面的应用

2.1太阳能采暖

太阳能采暖可分为主动式采暖和被动式采暖，目前，为更大程度地利用太阳能，被动式采暖得到了更多的重视。太阳能采暖具有噪声小、清洁无污染的特点。由于太阳照射强度变化、集热器效率不是很高的问题，太阳能采暖的利用受到了限制，在夜间或阴雨天气，无法满足室内采暖

温度的要求，通常需要配合其他的辅助方式或采用不同的采暖方式。实践表明，室内采用辐射采暖，配合以热泵技术是合适的，并且很节能。

与电采暖相比，太阳能设备的静态投资回收期约为10年，提高太阳能设备的利用率是减小回收期的关键问题。

2.2太阳能制冷

太阳能制冷是将太阳能转化为热媒的热能，通过热能进行制冷。热媒的温度越高，则制冷机的COP值越大，可采用的方式：吸收式、吸附式、喷射式、朗肯循环、化学反应等[1]。目前应用较多的是单效溴化锂-水吸收式、双效溴化锂-水吸收式和多效溴化锂-水吸收式，其中，多效溴化锂-水吸收式制冷具有更高的COP值，对热媒的温度要求也更高。单纯依靠中低温太阳能制冷效率较低，为提高制冷机效率，可采用太阳能梯级利用的方法[2]，通过高效集热器获得高温热能，利用高温热能驱动汽轮机或透平机，产生电能或动力，利用汽轮机或透平机的余热或废气驱动制冷机，此时的太阳能综合利用远远高于通行的制冷方法。提高太阳能的集热温度，对太阳能梯级利用是提高太阳能制冷效率的方法之一。鉴于造价、工艺、效率等方面的原因，太阳能制冷机不宜做的太小，应具备一定的规模，从而，提高系统的综合效率。

2.3太阳能除湿

太阳能除湿是采用一种开放式循环系统，通过干燥剂除湿和蒸发冷却，具有处理空气潜热的优势。除湿空调能够把空气直接处理到理想的温湿度状态，可减少压缩式空调降温减湿的耗功，从而，减少机械耗功量，提高系统的效率[3]。主要的除湿方式：太阳能驱动的吸附除湿空调、太阳能驱动转轮除湿、太阳能溶液除湿、太阳能固体除湿等。太阳能除湿空调具有清洁、节能、操作方便、运行费用低等优点，在工程中得到了广泛应用。同时，也存在一系列的问题，除湿器、再生器效率低，除湿溶液性能局限性，除湿空调受室外气象参数影响较大，选型复杂。开发高效的除湿器和再生器，研制适应性强的复合工质，提高蓄能技术是除湿空调进一步发展需解决的问题。

2.4太阳能集中供热水

太阳能供生活热水是通过集热器对冷水进行加热，经换热器将热量储存在蓄热水箱，再通过辅助热源将热水加热至需要的温度。太阳能供热系统包括开式、闭式、半开式以及太阳能与热泵联合等多种方式。小型的家用太阳能热水器已得到广泛使用，但这种小型的太阳能热水器综合效率低，且零乱的安装在屋面上，影响了建筑的美观和使用。采用高效集中太阳能供热水是很有必要的，可采用集中集热-集中水箱式和集中集热分散水箱式，集热-集中水箱式热损失过大，有时会高达预期热损失的1.5倍，该方式有待优化。集中集热-分散水箱式克服了集中集热-集中水箱式系统的不足，将水箱分散在各个用户家中，从而，减小热损失，提高系统的综合效率。

2.5太阳能通风

太阳能通风是一种依靠热压作用进行自然通风的方式，太阳辐射能将空气加热，空气在浮升力的作用下上升，室外空气在浮升力诱导下进入室内，达到提高室内换气次数，更新室内空气的作用。通常采用的方式：通风窗、太阳能烟囱等。太阳能双层通风窗可明显减小室内得热，夹层中的空气在太阳能的作用下浮升，与环境大气进行自然对流，提高室内空气品质，并且与对室内采光影响较小。太阳能烟囱通常可采用太阳能集热墙和集热屋面，通过太阳能加热排风温度，通过烟囱的抽吸效应强化自然通风，从而达到降温、除湿、排除有害气体等目的。

3.结语

太阳能具有清洁、无污染、能量巨大、使用安全等特点，在建筑中的利用越来越多。太阳能在建筑中的应用包括发电、供热、制冷、通风、除湿等方面，并逐步显现出太阳能利用的优势。太阳能在现代建筑中的利用有待解决的问题：
（1）为提高太阳能的综合利用效率，通常需要多方面综合利用，并保持各个部件与建筑、地区、系统的良好匹配和及时切换。
（2）采用复合蓄能方法，减小对蓄能材料进口的依赖，提高太阳能蓄能能力，保证建筑的正常稳定使用。
（3）提高太阳能集热效率，从而提供温度更高的热媒，实现太阳能梯级利用，提高太阳能综合利用效率。
（4）实现太阳能大规模应用，需要太阳能利用与建筑一体化的完美结合，从而实现节能、环保、美观的节能建筑。