建筑领域太阳能利用系统的性能、挑战及优化策略综述

建筑领域的太阳能利用技术包括太阳能热水系统、太阳能制冷与空调系统、太阳能热泵系统以及建筑一体化光伏/热系统(BIPV/T)。系统效率和储热是制约太阳能热水系统发展的关键因素,目前的研究主要侧重于优化系统效率,未来应进一步关注储热技术的进步,以解决太阳能热水系统热水供应稳定性的问题。太阳能制冷与空调系统重点关注降低太阳能集热系统成本、提高集热器性能并研发小型太阳能制冷设备。太阳能热泵技术具有高能源利用率和低环境污染的特点,目前在实际应用中面临的技术障碍包括系统集成与优化、高效太阳能收集器、热泵性能提升、季节性储能、可靠性与稳定性以及经济性与可扩展性等,其中系统集成与优化尤为关键。太阳能光伏光热综合应用是建筑节能领域的一个重要研究方向,太阳能聚光光伏/光热系统(CPV/T)是解决BIPV/T系统中太阳能利用率低下问题的有效策略。BIPV/T和CPV/T系统还需要深入探讨集热器优化设计、材料选择、气候适应性及可持续性等问题。总之,未来建筑领域太阳能系统利用的主要研究方向为提高系统性能、开发新型材料以及集成优化。此外,应用物联网、大数据和人工智能技术可以促进太阳能系统的智能化监测、控制和维护。