太陽能窗系統(tǒng)多種多樣

1973年石油危機的爆發(fā)，讓發(fā)達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，并在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(jié)能技術相結合，提出了各式各樣的低能耗、能源自給的建筑設計方案。 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，并獲得1993年的“世界人居獎”。該建筑技術措施主要包括：外墻、屋頂、樓板均設保溫層，使用熱傳導系數(shù)較小的門窗玻璃；利用智能系統(tǒng)對太陽能和常規(guī)供熱系統(tǒng)進行調控，使熱水保持恒定溫度；利用通風系統(tǒng)和夜間熱補償?shù)燃夹g減少住宅的熱散失；安裝能量表、雙道節(jié)水閥裝置及具有熱回收性能的節(jié)水設備；用雨水槽將雨水引至住宅區(qū)中央的小湖里，再滲入地下。這些技術措施的應用，使住宅小區(qū)的煤氣、水、電分別節(jié)約了60%、30%和20%，而且改善了整個小區(qū)的環(huán)境。

在德國，建筑師利用高新技術設計出旋轉式太陽能房屋。1994年，一位建筑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(huán)行軌道上以每分鐘轉動3厘米的速度隨著太陽旋轉，當太陽落山以后該房屋便反向轉動，回到初始位置。屋頂太陽能電池產(chǎn)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于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(huán)境生態(tài)住宅，它是依據(jù)日本環(huán)境生態(tài)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(fā)電可為公共場所照明提供輔助電源。據(jù)估算，每個住戶一年可節(jié)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。

傳統(tǒng)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）的硅制太陽能板，建筑物上裝有這樣的“大家伙”會顯得有點笨重。由倫斯勒工學院開發(fā)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(jù)介紹，“動態(tài)涼窗系統(tǒng)”使用的與普通太陽能板具有同樣能力的太陽能模塊只有1平方厘米大，由半透明的塑料透鏡制成。新材料的運用使得太陽能建筑看上去更“清爽”了。

這個系統(tǒng)具有去除有害光線的功能。再多的太陽光照射到房間里，也不會讓人感到太刺。它會把過于強烈的太陽光擋在外面，并加以吸收，讓有利于人體的光線透入建筑內(nèi)。

除了滿足建筑內(nèi)供熱、制冷和人工照明的能源需求外，這一系統(tǒng)還能把剩余的能量傳送到需要的地方或者儲存在電池組里，以備后用。

2003年，在工業(yè)開發(fā)領域享有盛譽的美國倫斯勒工學院開發(fā)出一種“太陽能窗系統(tǒng)”，它的實用性比傳統(tǒng)太陽能設備大大提高。今后人們住在這樣的太陽能房屋里，將對傳統(tǒng)電力的依賴會明顯減少。

具體來說，“動態(tài)涼窗系統(tǒng)”由嵌入兩個大玻璃天窗的多個透明塑料板構成。每個塑料板上都有幾十個小型金字塔形的模塊，這些模塊能夠追蹤太陽光的運動。每個模塊上都有一個小型的太陽能電池，負責收集光熱，并將其轉化成可用能量，運轉發(fā)電機。同時必須滿足裝在房屋外部墻上和屋頂?shù)膫鞲衅髂艽_保模塊總是對著太陽的要求。

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(fā)無疑也成了各國科技競爭力的重要內(nèi)容。