【浅谈不透光幕墙太阳能存储】太阳能板多少钱一块
时间：2019-04-17 03:25:52 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文根据现在工程的特点，在满足建筑的整体外观效果的前提下，在层间不透光部位设置潜热储存设备，对太阳能以及废热进行采集，转化为电能，减少建筑的电耗，最终达到节能的效果。
关键词：相变储能 不透光幕墙 节能
1、 概况：
在人类进化的过程中，能量为人类提供了必需的动力，如远古时期的烤火取暖，现代各种形式的发电等。所以能量是发展农业、工业、国防、科学技术和提高人民生活的重要物质基础。特别是现在，事实证明，经济越发达，对能量的消费量就越大。
目前，石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费的90%以上，其中石油占50%以上。然而BP 世界能源统计年鉴数据显示，世界石油总储量仅供生产41年，天然气仅供生产63年，煤炭可开采231年。根据数据显示，传统能源必然会被淘汰，而核能、生物能、风能，太阳能的比率将大大上升。
因此，在世界能源供给结构转轨的大趋势下，不考虑新型建筑节能的建筑，终有一日会因为没有能源可用，被社会淘汰。
2、 建筑玻璃幕墙的格局
玻璃作为一种透光率高的材料，被大多数需要采光的建筑所采用，建筑中玻璃幕墙分为层间透光部分和结构位置不透光部分，为了满足建筑节能要求，透光部分的玻璃通过增加镀膜，降低传热系数来达到节能要求。
而层间不透光部分为同时满足建筑的外观效果与节能要求，通常采用单层玻璃+玻璃铝背板+保温材料的组合。
透光部分由于采光的要求，一般需保证玻璃的光透射比。而不透光部分一般在结构部位，室内不可见。所以我们选择不透光部分设置储能装置，这样能满足建筑的外观要求。
不透光部分根据建筑效果一般都将单片玻璃或者中空玻璃作为最外一层，第二层为玻璃背板，一般为铝背板或者钢背板，其实在玻璃与背板之间还存在一个空气层，接着第三层为保温棉。不透光部位接受太阳能在热工上主要分为两个方面，一个为辐射热能，一个为放射热能。辐射热的传递过程为，室外的温度通过玻璃，空气层，背板和保温棉传递至室内。放射热则太阳直接通过玻璃照射在背板上，背板上放射出热量。
为了达到节能的效果，规范一般控制层间部位的传热系数大小，层间不透光部位的几个层面中，主要起控制热传递作用的为保温棉层。他保证了建筑外的热量不传递至建筑内。降低室内空调的损耗，从而达到节能。
此篇文章主要介绍的是太阳能的储存，根据上述所示，我们必须将储存装置设置在保温棉层之外。为了保证建筑外观，以及在不透光部位的平整度与整体感，我们将储存设备放置在铝背板与保温棉层之间。因为这样太阳能产生的两种能量，辐射热能与放射热能都能很直接且很好地捕捉和储存起来。
3、 潜热储能原理
太阳自身是一个巨大炽热的球体，其直径是地球的111倍。太阳表面温度为6000℃，以发射光和电磁波的方式不断向宇宙空间辐射能量。根据统计，一年内地球接受太阳的总能量相当于地球上每年燃烧化石燃料能源的3.5万倍。太阳能是自然过程中所产生的能量，是取之不尽用之不竭的，而且是对环境无污染的清洁能源，因此事最有潜力的新能源。
在幕墙上利用与采集太阳能，已经有一段时间，主要常见的为光伏幕墙，他的主要工作原理是通过单晶硅非晶硅等材料的光伏效应，将太阳能转换为电能的。在使用过程中没有运动部件、维护简单、无污染。但是其实这些光电电池在生产过程中却制造了大量的污染，并且只能用作面板来接受太阳光，这样就限制了幕墙的外观效果的多样性。
潜热储能即使用潜热材料将太阳能储存起来。潜热储能其实又称为相变储能，是利用材料在相变时吸热或释热来储能或者释能的，这种材料不仅能量密度较高，而且所用装置简单、体积小、设计灵活、使用方便且易于管理。另外，还有一个很大的优点：这类材料在相变储能过程中，材料近似恒温。
潜热储能的关键在于潜能材料即相变材料。相变材料多种多样，根据相变形式和状态可分为固固相变材料，固液相变材料以及液气相变材料。大部分相变材料可以通过外界环境的调节来调整相变材料的温度。本文主要以水为例介绍相变材料在幕墙上的应用。
水在正常大气压下沸点为100度，但是沸点温度是随气压降低而降低的。这样就以为着我们可以通过调整大气压强来控制水的沸点。在国内大部分区域，夜晚与白天的温度都存在差异，例如深圳地区夏天晚上一般有二十多摄氏度，白天则有三十多度。这个温差的存在就为潜热储能提供了必要的前提条件。按照理论，我们只要将水的沸点控制在白天与夜晚温度之间，这样白天水通过沸腾由液相转变为气相，来吸收太阳能，而到了晚上，则通过逆向转变，由气相变为液相来释放太阳能，如此通过相变能来进行储热和释热。
我们采用密封的容器，根据水沸点与大气压的计算关系，通过降低容器内的大气压，将水的沸点调至接近白天的温度。当到了白天，室外的温度超出水的沸点，以及太阳照射至玻璃背板，而使背板放射的热能，被容器的水通过相变进行吸收。水进而转化为水蒸气，通过容器能一些稳定气流的装置，使得水蒸气均匀地通过容器内的小型涡轮系统，通过相变能转变为动能，进而转变为电能，然后通过变压装置与传输装置将电能储存进电容内，以供需时使用，相应的到了夜晚，水蒸气由于外界温度降至沸点以下，凝结成水，经过稳定装置稳定后，将自身的势能转化为动能进而转化为电能，最终通过电容储存起来。通过每天的周期，降低每天建筑的耗电来实现节能。
4、潜热储能安装
在建筑的层间位置，一般在室外和室内都为不可见部分，室外通过玻璃背板，室内通过吊顶将层间位置进行封闭。这样储热装置就可以设置在层间位置，以满足建筑的外观和效果要求。前文介绍层间位置一般为玻璃+铝背板+保温棉，起主要控制传热的为保温棉。经过分析可以讲储热装置设置在铝背板后方，这样能方便的接受室外的热能以及铝板经过太阳照射后的放射热。可以将储水容器紧贴铝背板，因为其装置的简单体积小的特点既可以固定于横竖龙骨上，也可以通过结构独立地进行固定。
其实，在铝板幕墙和石材幕墙上都可以使用潜热储能。
5、总结
潜热储能作为一种新型的节能方式，技术上仍存在许多不足之处，比如如何提高相变周期，增加其储存太阳能的效率。如今纳米技术的发展，将其与相变材料的结合，可能会结合出更加合适的材料。
同时幕墙作为建筑的外装饰面，是接触太阳能的直接部位。如何有限的储存和利用太阳能，也直接影响着此建筑的节能效率。如何将幕墙与节能装置的有效结合也是今后需要继续研究的一个主流方向。
参考文献
【1】 郭茶秀、魏新利 《热能储存技术与应用》 化学工业出版社
【2】 王从曾、刘会亭《材料性能学》 北京工业大学出版社
【3】 GB50176-93 《民用建筑热工设计规范》
