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1太陽能光電技術

太陽能光伏發電系統主要由光伏電池板、控制器和逆變器三大部分組成。在太陽能的有效利用中，大陽能光伏是近些年來發展最快、最具活力的研究領域。硅是最理想的太陽能光伏板材料，單晶硅大陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。“綠色凹宅”選用的太陽能光伏板是單晶硅光伏板。“綠色凹宅”采用52塊260W(峰值功率)單晶硅光伏板滿鋪屋頂的策略，裝機容量為13．52kW。“綠色凹宅”的光伏板以接面的3°鋪設。在天氣晴好的情況下，每天可以產生電能近62kWh，基本滿足郊區家庭的日常生活需要。通過計算機模擬評估和現場比賽實測，“綠色凹宅”的整個太陽能系統可以產生比其耗電量還多1．5倍的電能回饋電網，可以說“綠色凹宅”是一個負能耗建筑。“綠色凹宅”采用的是并網型太陽能光伏發電系統，安裝雙向電表，余電由園區設置的蓄電池組統一儲存;若自身發電不足以滿足其用電需求，則可從園區蓄電池組或外電網取電。

2太陽能光伏光熱一體化

技術光伏光熱一體化太陽能系統在電力輸出的同時提供生活熱水。光電光熱一體化板在光伏模塊背面設置吸熱表面和流體通道，構成光伏光熱模塊，這樣既有效地降低了光伏電池的溫度，提高了光電效率，又有效地利用了余熱，獲得了熱水。光伏光熱一體化系統由光伏光熱模塊、直流循環水泵、水箱、連接管道及支撐框架組成。該一體化系統與傳統的太陽能熱水器相比，效率(約為50%)相差不大。由于水流吸收了使硅電池轉換效率下降的余熱，光伏陣列的工作溫度有所降低，從而使系統的發電效率比傳統的光伏系統有很大提高。可采用熱效率與電效率之和來綜合評價系統的能量利用特性。如果系統有較高的熱效率和電效率，則其年綜合性能效率大于60%，比單一熱水系統或光伏系統效率顯著提高。“綠色凹宅”在屋頂中央鋪設了3塊光伏光熱一體化太陽能板。“綠色凹宅”在晴天產生的熱水量可充分滿足日常生活的要求;在陰雨天氣，系統與空調的熱回收相結合，使熱水系統即使在相對惡劣的情況下也可以達到180L45℃熱水的標準，可滿足日程起居生活的需求。

3其他太陽能技術

“綠色凹宅”的中庭是一個陽光房，面向戶外4m高的玻璃折疊門，三面分割中庭和室內的推拉門占滿庭院屋頂的采光窗，其中兩扇在智能控制系統下可以自動開啟，引導風向。冬季時可以合上門窗，形成陽光房，熱量被暖房儲存，進而輻射入室內，有效降低了房屋的能耗。

4太陽能系統的維護

“綠色凹宅”在屋頂設置一套光伏清潔系統，清洗落在光伏板上的灰塵，不僅保證了發電的效率，而且通過降低光伏組件的工作溫度，可提高其光電轉化效率。

5智能家居系統與太陽能技術的良好配合

“綠色凹宅”的智能家居系統具有以下功能:

(1)環境控制功能，可以監控房間溫度、濕度及CO2濃度，并反饋給空調系統。

(2)照度控制功能，包括照明燈具就地控制、場景/順序控制、遠程控制及自動控制，以及百葉窗窗簾、中庭天窗的開關和調整。

(3)安防控制功能，包括火災自動報警、煤氣泄漏報警、入侵報警(門禁系統)、剩余電流報警、視頻安防監控等。

(4)能源控制功能，包括控制熱水的溫度與水量、家用電器控制、在用電高峰時可自動切斷次要設備，以免超過額定負荷、計量和顯示各種能源消耗。智能家居系統全方面服務于“綠色凹宅”，在給“綠色凹宅”提供舒適的環境的同時，管理“綠色凹宅”的能源，在開源的同時，也做到節流。

6結語

“綠色凹宅”對太陽能技術的應用做了創新性嘗試，是一個比較成功的環保低能耗住宅的實例。智能家居系統在給“綠色凹宅”提供舒適環境的同時，也管理“綠色凹宅”的能源。我國是太陽能資源豐富的國家，“綠色凹宅”對于在我國推廣應用太陽能技術具有很好的借鑒意義。

作者：莫理莉單位：華南理工大學建筑設計研究院華南理工大學