太阳能窗系统评价及意义

太阳能清洁而又取之不尽，向太阳要能源已是大势所趋，太阳能技术的研究开发无疑也成了各国科技竞争力的重要内容。

1973年石油危机的爆发，让发达国家开始严肃地考虑太阳能利用问题。为减少对煤、石油、天然气等不可再生能源的依赖，1974年，首届国际被动式太阳能大会召开，各国开始探讨太阳能供热等问题。太阳能住宅的研究也从此逐步升温，并在20世纪90年代达到一定水平。设计师们将太阳能技术与其他节能技术相结合，提出了各式各样的低能耗、能源自给的建筑设计方案。 1992年，丹麦科学家设计出的斯科特帕肯低能耗住宅备受世人关注，并获得1993年的“世界人居奖”。该建筑技术措施主要包括：外墙、屋顶、楼板均设保温层，使用热传导系数较小的门窗玻璃；利用智能系统对太阳能和常规供热系统进行调控，使热水保持恒定温度；利用通风系统和夜间热补偿等技术减少住宅的热散失；安装能量表、双道节水阀装置及具有热回收性能的节水设备；用雨水槽将雨水引至住宅区中央的小湖里，再渗入地下。这些技术措施的应用，使住宅小区的煤气、水、电分别节约了60%、30%和20%，而且改善了整个小区的环境。

在德国，建筑师利用高新技术设计出旋转式太阳能房屋。1994年，一位建筑师把自己的住房设计成向日葵那样，能随阳光转动。此房屋安装在一个圆形底座上，由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。该房屋底座在环行轨道上以每分钟转动3厘米的速度随着太阳旋转，当太阳落山以后该房屋便反向转动，回到初始位置。屋顶太阳能电池产生的电能1.3%被旋转电机消耗掉，而它所获得的太阳能量相当于不能转动的太阳能房屋的两倍。这也是欧洲第一座由计算机控制的太阳追踪住宅。

日本1995年在九州市建成了首栋环境生态住宅，它是依据日本环境生态住宅地方标准的要求建造的。这栋住宅的温热水由装在大楼南侧的太阳能集热器提供。这种太阳能集热器即使在下雨天也能将水加热到约55度。住宅前还装有风车，风车发电可为公共场所照明提供辅助电源。据估算，每个住户一年可节约5.7万日元的空调电费和煤气费。另外，室外停车场的地面混凝土具有良好的透水性，可以用来储备地下水。

传统的太阳能转换设备通常使用4平方英尺（1平方英尺约合929平方厘米）的硅制太阳能板，建筑物上装有这样的“大家伙”会显得有点笨重。由伦斯勒工学院开发的新材料，不仅能大幅压缩太阳能设备的体积，还可以使能量更为高效地利用。据介绍，“动态凉窗系统”使用的与普通太阳能板具有同样能力的太阳能模块只有1平方厘米大，由半透明的塑料透镜制成。新材料的运用使得太阳能建筑看上去更“清爽”了。

这个系统具有去除有害光线的功能。再多的太阳光照射到房间里，也不会让人感到太刺。它会把过于强烈的太阳光挡在外面，并加以吸收，让有利于人体的光线透入建筑内。

除了满足建筑内供热、制冷和人工照明的能源需求外，这一系统还能把剩余的能量传送到需要的地方或者储存在电池组里，以备后用。

2003年，在工业开发领域享有盛誉的美国伦斯勒工学院开发出一种“太阳能窗系统”，它的实用性比传统太阳能设备大大提高。今后人们住在这样的太阳能房屋里，将对传统电力的依赖会明显减少。

具体来说，“动态凉窗系统”由嵌入两个大玻璃天窗的多个透明塑料板构成。每个塑料板上都有几十个小型金字塔形的模块，这些模块能够追踪太阳光的运动。每个模块上都有一个小型的太阳能电池，负责收集光热，并将其转化成可用能量，运转发电机。同时必须满足装在房屋外部墙上和屋顶的传感器能确保模块总是对着太阳的要求。