【中國幕墻網(wǎng)】當前，
建筑節(jié)能已成為我國節(jié)能戰(zhàn)略的必然選擇，
太陽能與建筑一體化推廣勢在必行。太陽能與建筑一體化，是將太陽能利用設施與建筑有機結合，利用
太陽能集熱器替代屋頂覆蓋層或替代屋頂
保溫層，既消除了太陽能對建筑物形象的影響，又避免了重復投資，降低了成本。太陽能與建筑一體化優(yōu)點在于把建筑、技術和美學融為一體，太陽能設施成為建筑的一部分，取代了傳統(tǒng)太陽能結構所造成的對建筑外觀的影響。
目前很多專家認為，由于建筑行業(yè)對太陽能系統(tǒng)缺乏了解，建筑設計部門往往沒有深入介入太陽能熱水系統(tǒng)的設計，對太陽能熱水器在不同氣候條件、不同季節(jié)的熱水產(chǎn)量沒有掌握可靠的技術依據(jù)。而另一方面，太陽能行業(yè)技術研發(fā)力量比較薄弱，有限的資源投放在產(chǎn)品的更新?lián)Q代和市場競爭上，缺乏太陽能與建筑一體化的技術研究。盡快開發(fā)出與建筑結合比較好的太陽能產(chǎn)品系統(tǒng)變得尤為重要。
<strong>新技術促進集熱模塊光熱轉化</strong>
中國科學技術大學工程科學學院副院長季杰和他的團隊，致力于
太陽能建筑一體化的研究，在材料、外觀、內部結構、建筑接口技術以及制造工藝上都有突破和創(chuàng)新。通過采用選擇性涂層、集熱模塊內部結構（采用H型L型翅片、雙流道、孔板結構等），實現(xiàn)結構參數(shù)的優(yōu)化設計，大大提高了太陽能集熱模塊的光熱轉化效率。在
光伏光熱模塊的研制中，他們創(chuàng)新了
光伏電池和金屬集熱板的激光焊接工藝，解決了金屬
導熱基板和電池的層壓技術中的選材、焊接、應力變形等方面的問題。太陽能集熱模塊采用構件化和接口設計，改善集熱模塊的外觀，解決了在建筑設計建造中難以采用和匹配的問題。他們建立了太陽能集熱模塊的數(shù)值模擬方法，為技術推廣應用中的建筑節(jié)能評估提供了依據(jù)。
如何解決太陽能空氣集熱模塊與建筑圍護結構的一體化及同壽命問題？太陽能基于空氣集熱、熱壓通風原理的被動
采暖、降溫模塊及技術研究尤為重要。季杰和他的團隊通過不懈的努力，申請發(fā)明和實用新型專利20項，研發(fā)出多功能平板集熱器、整板型管板式光伏熱水模塊、自然通風型
太陽能光伏窗等，可以使建筑模塊的集熱性能在符合國家集熱器的相關標準的前提下，滿足新建或既有建筑圍護結構的各項性能指標，并為建筑中的太陽能復合能量系統(tǒng)提供能源供應，使用壽命大于等于20年。建筑采用之后可提高建筑節(jié)能指標30%以上，新增投資不多于建筑總投資的10%。
<strong>設備創(chuàng)新推動了平板集熱器發(fā)展</strong>
季杰和他的團隊研發(fā)取得的創(chuàng)新突破包括新型被動采暖空氣集熱裝置、高效太陽能空氣集熱器、新型孔板型太陽能建筑模塊、空氣集熱器中高溫測試平臺。他們研制了多種新型被動采暖空氣集熱裝置，包括PV-Trombe、雙效集熱器和百葉式Trombe系統(tǒng)。該裝置充分利用墻體圍護面積，實現(xiàn)多功能化，并改善Trombe墻的外觀，以促進太陽能被動采暖的大面積應用，實現(xiàn)了模塊化、結構優(yōu)化、多功能化。除了被動采暖，該裝置系統(tǒng)的不同形式還分別具有
太陽能發(fā)電、非采暖期制熱水和被動冷卻的功能，從而進一步減少了
建筑能耗，提高了系統(tǒng)的全年利用率。
由于空氣的密度、比熱較小，對流換熱系數(shù)低，平板太陽能集熱器普遍存在效率低、升溫困難的問題。而他們所研發(fā)的高效太陽能空氣集熱器采用了雙空氣管道、H型或L型集熱結構和吸熱板表面鍍選擇性吸收材料的新技術。這種新型的太陽能空氣集熱器不僅具有高效的太陽能轉化效率，而且保持了成本低廉的特點。
傳統(tǒng)太陽能空氣集熱裝置存在室內升溫非常慢的問題。他們所研制的新型孔板型太陽能集熱器在流道中引入孔板結構，改善了空氣流動的性質，促進了對流換熱，提高了太陽能集熱效率，并提出了優(yōu)化的運行控制策略，即通過對太陽能集熱建筑模塊中空氣流量的調節(jié)，控制熱輸送方式，達到提升室內溫度的最佳工作效率。
通過優(yōu)化風機設計，空氣集熱器中高溫測試平臺實現(xiàn)了在最高進口溫度150攝氏度、最大流量150立方米/小時、引風機最大風壓5000帕的設計要求下，保證空氣流量精度控制；設計開發(fā)出適合中高溫熱空氣介質的恒溫電加熱器，同時保證靜壓穩(wěn)流的單元設備，實現(xiàn)了氣流均勻性控制。
季杰和他的團隊所研發(fā)的太陽能集熱模塊和構件在東北、西南等地區(qū)的建筑中進行了實驗研究，建立了兩條年生產(chǎn)能力120萬平方米的高效平板集熱器
生產(chǎn)線。對于未來的推廣應用，他們認為，還需要深入與建筑設計和建設單位進行交流，進一步做好太陽能集熱模塊和建筑接口技術開發(fā)。【完】
