建筑中風(fēng)能和太陽能的利用研究

單小鋒

摘要：風(fēng)能和太陽能屬于當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的新能源，而我國作為能源消耗大國，再加上可再生能源的利用率偏低，所以若想實現(xiàn)長久發(fā)展目標(biāo)，必須強化對風(fēng)能和太陽能的重視。在建筑行業(yè)發(fā)展過程中，雖然建設(shè)水平一直在提升，但是對能源的消耗量也逐漸增大。為保證行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須科學(xué)對風(fēng)能和太陽能加以利用。

關(guān)鍵詞：建筑;風(fēng)能;太陽能;利用

引言：在建筑行業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷擴大的同時，人們對于能源的消耗問題也越來越關(guān)注。為確保行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)能高效實現(xiàn)，在建筑中，應(yīng)該加強對風(fēng)能以及太陽能兩種新能源的利用，深入分析和研究，保證兩種能源的利用率能有效提高，進(jìn)而更好地為城市發(fā)展和建設(shè)提供服務(wù)。

1建筑中風(fēng)能和太陽能利用的必要性分析

在當(dāng)前社會發(fā)展過程中，對生態(tài)環(huán)境重視程度越來越越高，并強化了對綠色能源的研究，諸如太陽能、風(fēng)能等，是當(dāng)前應(yīng)用較為普遍的可再生能源，清潔性很高。從宏觀理論角度考量，風(fēng)能和太陽是可以持續(xù)應(yīng)用的。因而，在建筑中，應(yīng)該高效對這種能源加以利用。為了能全面促進(jìn)建筑節(jié)能性的增強，在建筑中，應(yīng)該深層次對新工藝和新技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，加大對分能和太陽能的運用[1]。通常情況下，不可再生能源在應(yīng)用期間，諸如煤炭等，對生態(tài)環(huán)境污染很大，所消耗的能源資源也比較多，會導(dǎo)致資源的利用率越來越低，資源浪費問題顯著。因而，在這種背景下，要想進(jìn)一步促進(jìn)建筑工程建設(shè)效果的提升，必須強化利用風(fēng)能和太陽能，保證資源的利用率能夠增大，讓建筑的呈現(xiàn)更加美觀。

2建筑中風(fēng)能的利用

風(fēng)能屬于一種較為常見的可再生能源，在很早之前便被利用于提供動力方面，諸如借助風(fēng)，對風(fēng)帆進(jìn)行作用，以此來推動船在水上平穩(wěn)行駛。經(jīng)過多年的發(fā)展，各個領(lǐng)域?qū)τ陲L(fēng)能的使用越來越廣泛，尤其是在建筑中，常常會利用風(fēng)能發(fā)電，能提到良好的發(fā)電效果。

2.1 建筑中風(fēng)能的特點分析

在一些大城市中，建筑物的樓層較高，建筑與建筑之間的密度很大，再加上下墊面比較粗糙，所以有很強的機械湍流，局部風(fēng)場變化明顯。并且，在建筑物的影響下，城市中也會出現(xiàn)局部大風(fēng)的現(xiàn)象，特別是高層建筑屋頂，常常會有大風(fēng)速區(qū)存在。因此，在不對建筑物周圍環(huán)境和居民舒適度產(chǎn)生任何影響的基礎(chǔ)上，可以在屋頂上加風(fēng)力強化及收集的載體，并將風(fēng)力機與載體相融合，從而達(dá)到風(fēng)力發(fā)電的目的。為了能讓集風(fēng)效果增強，為發(fā)電提供更多便利，在屋頂上可以安裝集風(fēng)墻并開風(fēng)洞，確保風(fēng)能的利用率能整體提高。通常而言，與開封洞相比，集風(fēng)墻的有效利用，可以對建筑物的強度良好提高[2]。

1.2 適宜風(fēng)力發(fā)電機研究

現(xiàn)階段，能夠應(yīng)用在建筑環(huán)境中的風(fēng)力機種類相對較多，包括垂直軸風(fēng)力機、水平軸風(fēng)力機等，與水平軸的風(fēng)力機相比，垂直軸風(fēng)力機無論是在安裝維修上還是在葉片設(shè)計上，都有較為明顯的優(yōu)勢，運行十分平穩(wěn)，不會產(chǎn)生太大的噪音，具有很強的抗風(fēng)能力，整體的造價成本相對較小，不會占有太大的空間，任何方向來的風(fēng)都能用于發(fā)電。并且，該種風(fēng)力機的造比較簡單，成本低廉。在安裝風(fēng)力機期間，要控制好風(fēng)力機轉(zhuǎn)子的直徑，當(dāng)小于建筑直徑15%時，可以達(dá)到最大的風(fēng)能利用效果。為提升發(fā)電質(zhì)量，要確保風(fēng)力機與建筑環(huán)境相融合，保證人們的生活不會被影響。在風(fēng)力發(fā)電期間，可以將風(fēng)力機安裝在建筑的各個部位，諸如建筑屋頂、建筑物角邊等。通過分析可知，風(fēng)葉受風(fēng)面積的大小，與風(fēng)機受風(fēng)面積有緊密聯(lián)系，所以應(yīng)該在建筑結(jié)構(gòu)安全得到保障的基礎(chǔ)上，適當(dāng)對風(fēng)葉面積進(jìn)行增大，提升發(fā)電功率。如果城市中沒有太大的風(fēng)力，可以對低風(fēng)速啟動風(fēng)機進(jìn)行使用，實現(xiàn)持續(xù)供電的目標(biāo)。

2建筑中太陽能的利用

2.1 光伏幕墻技術(shù)

在建筑中，對太陽能進(jìn)行利用，能有效實現(xiàn)建筑節(jié)能的目的。通常而言，太陽能發(fā)電板大多會在大樓的頂部位置安裝，外墻面也可以安裝上光伏幕墻，以此來達(dá)到發(fā)電效果。在城市發(fā)展過程中，光伏幕墻屬于建筑中一種較為先進(jìn)新能源形式，除了能產(chǎn)生電能之外，也可以作為建筑的玻璃幕墻，具有良好的保暖、透光作用，整體的隔音效果相對良好，安全系數(shù)非常高，還能起到一定的裝飾作用。當(dāng)前應(yīng)用的光伏幕墻主要是應(yīng)用智能玻璃幕墻技術(shù)，耐用性強，質(zhì)量功率密度高，優(yōu)勢頗多。

2.2 光伏發(fā)電技術(shù)

在建筑中，可以對光伏發(fā)電系統(tǒng)有效利用，以此提升發(fā)電效果。該系統(tǒng)所涵蓋的技術(shù)相對較多，包括孤島保護(hù)技術(shù)、電能的雙向計量等。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，所應(yīng)用的逆變器類型有很多，包括工頻隔離系統(tǒng)、高頻隔離等。所謂的孤島效應(yīng)，主要是指如果電網(wǎng)部分線路存在故障問題，或者因為維修而導(dǎo)致停電，停電線路會借助所連接的并網(wǎng)裝置持續(xù)供電，同時與周圍負(fù)載形成孤島現(xiàn)象，能做到自主供電。

3風(fēng)光能的發(fā)電方式分析

通常情況下，因為各地資源環(huán)境存在的差異比較大，所以風(fēng)能和太陽能的發(fā)電方式也有很多種，諸如獨立發(fā)電方式、風(fēng)力—太陽能光伏發(fā)電方式等。對于風(fēng)力比較充足但太陽能不足的地區(qū)，可以對風(fēng)力（光伏）發(fā)電獨立供電方式加以利用。針對獨立運行模式來說，要有儲能裝置，以便能源的供給能夠十分充足。在建筑中，也可以對光伏幕墻—風(fēng)電幕墻及光伏電板的形式加以利用。當(dāng)然，也可以利用電網(wǎng)聯(lián)合供電，利用小型風(fēng)力發(fā)電機便能實現(xiàn)發(fā)電。如果風(fēng)量不充足，則可以對電網(wǎng)供電方式進(jìn)行運用，這種模式能有效對蓄電池等設(shè)備加以免除，整體的維護(hù)費用不高，系統(tǒng)成本較小，具有較強的經(jīng)濟性，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于其他模式。

結(jié)束語：

綜合而言，針對建筑行業(yè)來說，雖然發(fā)展速度越來越快，規(guī)模大幅度擴大，但由于建筑工程涉及內(nèi)容相對較多，所以需要的能耗也非常大，對社會可持續(xù)發(fā)展的良好推進(jìn)非常不利。為了能有效改變這一現(xiàn)狀，應(yīng)該樹立綠色節(jié)能意識，將風(fēng)能和太陽能合理應(yīng)用于建筑中。

參考文獻(xiàn)

[1]李海丹，李小慧.建筑設(shè)計中風(fēng)能和太陽能的運用分析[J].工業(yè)控制計算機，2019，26（008）：113-114.

[2]李長青.低層住宅建筑中太陽能和風(fēng)能的實際利用研究[J].全文版：工程技術(shù)，2019，000（006）：P.117-117.