关键词：光伏发电；传感器节能控制器；数据通信；TSL2678
中图分类号：TN61?34；TP393文献标识码：A文章编号：1004?373X（2017）04?0183?04
Designofsensorenergy?savingcontrollerforphotovoltaicpowergeneration
YUNCaixia1，LILifen1，CAIXiaoqing1，LIUChen2
（1.YanchingInstituteofTechnology，Langfang065201，China；2.XiamenUniversity，Xiamen361005，China）
Abstract：Sincethesensorenergy?savingcontrollerforthephotovoltaicpowergenerationhaslongnetworklatencyandunsatisfiedenergy?savingeffectduetothepoorenergystorageperformanceofthesensor，anewsensorenergy?savingcontrollerforthephotovoltaicpowergenerationwasdesigned，anditspowersupplycircuit，wirelesscommunicationchipandsolarsensorchipweredesignedemphatically.ThewirelesscommunicationchipNRF905isusedtomonitorthedatacommunicationamongeachdevice，circuitandcomponentinthecontrollertoensuretheenergy?savingeffectandshortenthenetworklatency.Thepowersupplycircuitsuppliestheelectricenergyfortheenergy?savingworkofthecontroller，andoptimizestheenergyconversionofsolarlight.TheparametersoftheoptimizedsolarlightenergyareextractedandanalyzedthroughthechipTSL2678inthesolarlightsensor，whichoutputstheoptimalacquisitionorientationofthesolarenergyanditsintensitytorealizetheoptimalenergysavingofthephotovoltaicpowergeneration.Theenergy?savingcontrolflowofthecontrollerisgiveninFig.5inthispaper.Theanalysisexperimentalresultsshowthatthecontrollerhasthecharacteristicsofshortnetworklatencyandgoodenergy?savingeffect.
Keywords：photovoltaicpowergeneration；sensorenergy?savingcontroller；datacommunication；TSL2678
0引言
太阳能是一种可再生的清洁能源。近年来，随着科技的不断发展，光伏发电已成为一种非常重要的发电方式。其旨在将太阳辐射到地球的巨大能量为人们所用，以节约地球的不可再生资源、阻止环境继续恶化[1?3]。传感器是一种以实现人类同自然界有效互动的设备，对优化人类生产、生活方式具有重要作用。因而，设计出一种光伏发电中的传感器节能控制器，满足人类日益增长的生活用电需求[4?6]。
由于传感器的储能性能较弱，以前设计出的光伏发电中的传感器节能控制器网络延迟较长、节能效果不理想。如文献[7]设计光伏发电中的双层储能传感器节能控制器，其通过分析光伏发电中传感器储能弱点，对传感器节点的能量存储器进行双层设计，有效减少了太阳能流失情况，节能效果良好，但控制器的网络延迟很长。文献[8]对光伏发电中的传感器节能控制器的传感器节点进行了合理控制，获取了较短的网络延迟。设计者还将太阳能收集板和锂电池直接连接，期望节约设计成本，但却导致锂电池的过度损伤。文献[9]设计基于电容和单片机的光伏发电中的传感器节能控制器，其将电容设置成控制器的电源进行供电，再利用单片机对电容的充放电流程进行控制。该控制器拥有较好的综合性能，但节能效果仍需提高。文献[10]从光伏发电中的传感器节能控制器自身考虑，对其中耗能较大的设备进行删减，并对传感器节点能耗进行了进一步优化。该控制器的节能效果良好，但网络延迟较长。
通过对上述光伏发电中的传感器节能控制器优缺点的分析，深入探讨光伏发电节能实现方案，设计一种网络延迟短、节能效果好的光伏发电中的传感器节能控制器。
1光伏发电中的传感器节能控制器设计
所设计的光伏发电中的传感器节能控制器以调整光伏发电中太阳能采集位置为节能方案，增强光伏发电中太阳能与电能间的能量转化率，进而实现节能控制。其给出一种具有高水平能量转化优点的供电电路，提高传感器的储能性能，并为控制器合理供电。此外，通过为控制器选择合理的无线通信芯片和太阳光传感器芯片，使光伏发电的最优节能得以实现。
1.1控制器无线通信芯片设计
在所设计的光伏发电中的传感器节能控制器中，无线通信芯片是连接各设备、电路、元件之间数据通信的中间纽带。由于无线通信芯片能够对控制器中所有通信数据进行监控，因此，无线通信芯片的高性能将给控制器带来非常好的节能效果，并可有效缩短网络延迟，故要求所选无线通信芯片应具有良好的可靠性和通信效率。
选用挪威NORDIC公司设计的nRF905无线通信芯片作为控制器的无线通信芯片。nRF905无线通信芯片的可靠性很强，并拥有丰富的片上资源，可进行片内解编码工作，使用起来非常便利，通信效率很高，图1是nRF905无线通信芯片电路图。
由图1可知，nRF905无线通信芯片在发送通信数据时，光伏发电中的传感器节能控制器将输入端1和2分别置于高引脚和低引脚中，再经由通信总线将数据保存并统计，再生成通信文件。文件管理对通信文件进行核准后，nRF905无线通信芯片再将通信数据发送出去。
在接收数据过程中，数字控制将对符合nRF905无线通信芯片接收标准的数据进行读取，此时接口5自动进入高引脚。
选用nRF905无线通信芯片的一项重要原因是：nRF905无线通信芯片能够在实现控制器内部有效通信的基础上为通信工作提供节能模式，这对实现设计初衷意义非凡。节能模式可在维持控制器正常通信的前提下，s减自身电流和数据收发的持续时间。通常，开启节能模式的nRF905无线通信芯片便能够满足光伏发电的通信工作需求，故可默认长期开启，于特殊情况下进行关闭即可。
1.2控制器供电电路设计
因为传感器的储能性能较弱，所以供电电路的合理设计对光伏发电中的传感器节能控制器具有重要意义。所设计的供电电路不但能够为控制器供应工作电能，也能优化太阳光光强的能量转化。
在光伏发电中，太阳能的强弱会在一定程度上影响到供电电路的电能分配工作，因而，光伏发电中的传感器节能控制器设计了两种供电电路。当环境太阳能较强时，太阳能收集板的输出电流是不存在较大浮动的，此时供电电路应为控制器提供正向偏压，如图2所示。当环境太阳能较弱时，则需要增强供电电路对太阳能收集板输出电流的敏感性，如图3所示。
由图2、图3可知，供电电路中的R代表外接功能电路的总负载，由于该负载值并不确定，故用虚线描述；D是PN结型光电二极管，这种二极管的响应时间非常短，可实现太阳光能量的吸收以及传感器射频传输等过程。并具有非常强的光电转化性能，可对太阳光的能量转化进行合理优化；U是供电电路的输出端；R0和R1的作用是增强供电电路对太阳能收集板输出电流的敏感性，这两个负载的阻值为一大一小，将二者串联并使其中之一与PN结型光电二极管进行并联，对供电电路输出值的影响非常小，可忽略不计。
1.3太阳光传感器芯片设计
太阳光传感器是一种不受地域经纬度限制、可对太阳运行轨迹和辐射光强进行精确感应的特效传感器。光伏发电中的传感器节能控制器选择的太阳光传感器芯片是TSL2678，该芯片的能耗低、传感效率高且量程宽，能够对60Hz以下的太阳光波动进行自动修正，比较适合应用于光伏发电中。图4描述的是TSL2678芯片结构图。
由图4可知，波动幅值小于60Hz的太阳光光强可作为锁定事件输入到太阳光传感器的TSL2678芯片中进行参数提取。高于60Hz波动幅值的太阳光光强，将先经由供电电路进行能量转化，优化成锁定事件后再输入TSL2678芯片。积分模/数转换器先将太阳光参数转换成数字信号形式，再实现太阳光传感器对太阳光最佳采集位置和该位置太阳光光强的精准输出。
2光伏发电中的传感器节能控制器软件设计
所提光伏发电中的传感器节能控制器的节能控制流程，如图5所示。
由图5可知，为了增强光伏发电中太阳能与电能间的能量转化率，进而实现光伏发电中的传感器节能控制器的节能控制，本文使用nRF905无线通信芯片对整个节能控制流程进行监控。供电电路初始化后，nRF905无线通信芯片帮助搜索通信数据中需要进行能量转化的太阳光光强，经由供电电路实现能量优化。此后，nRF905无线通信芯片对太阳光传感器进行唤醒，利用其中的TSL2678芯片计算出太阳光最佳采集位置和该位置的太阳光光强。管理人员将参考该输出结果，对光伏发电中的传感器节能控制器进行调整与维护。
3实验结果分析
3.1实验准备
现对某省级光伏发电站进行仿真实验，分析本文所设计的控制器是否拥有较短的网络延迟和较好的节能效果。实验中与本文控制器进行对比的控制器有：双层储能传感器节能控制器和基于电容和单片机的传感器节能控制器。实验对2016年4―6月的实验光伏发电站各项参数进行仿真，实验光伏发电站2014年和2015年的同期实际发电量如表1所示。
3.2控制器网络延迟分析
在实验光伏电网中，不同月份的网络延迟限制标准也不同，本文控制器、双层储能传感器节能控制器和基于电容和单片机的传感器节能控制器的网络延迟实验结果如图6～图8所示。
由图6～图8可知，光伏电网给出的4―6月网络延迟限制标准均为直线，直线的下方区域表示网络延迟标准范围。双层储能传感器节能控制器和基于电容和单片机的传感器节能控制器的网络延迟曲线均有超出标准范围的现象出现，而本文控制器的网络延迟曲线始终处于网络延迟限制标准直线的下方，证明本文控制器的网络延迟较短。
3.3控制器节能效果分析
表2描述的是在三个控制器的节能控制下，实验光伏发电站在4―6月的发电量。
对比表1、表2可知，本文控制器产生的发电量最高，每月可平均节约实验光伏发电站约740.50kW・h的煤炭发电量，可有效减少燃烧煤炭产生的二氧化碳、二氧化硫等有害气体的排放，证明本文控制器节能效果较好。
4结论
本文设计一种新型光伏发电中的传感器节能控制器，其以调整光伏发电中太阳能采集位置为节能方案，增强光伏发电中太阳能与电能间的能量转化率，实现节能控制。所设计的控制器拥有高水平的能量转化供电电路，可提高传感器的储能性能、为控制器合理供电。并通过选择合理的无线通信芯片和太阳光传感器芯片，使设计初衷得以实现。本文在某省级光伏发电站进行仿真实验，验证了本文控制器拥有较短的网络延迟和较好的能效果。
参考文献
[1]王盼宝，王卫，吴炎.光伏发电系统中无电流传感器型MPPT控制策略[J].电力自动化设备，2014，34（10）：64?68.
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[3]刘芳，刘玉友，符再兴.BFC直流变换器在光伏发电系统中的应用研究[J].现代电子技术，2015，38（16）：145?148.
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[7]陈津刚.抽油机井工况在线优化节能控制技术研究与应用[J].自动化技术与应用，2015，34（2）：71?73.
[8]魏召刚，林世东，魏召强.基于小型PLC的电力自动化系统节能控制模型[J].华东电力，2014，42（12）：2592?2595.
关键词：太阳能，空调，制冷，集热管
1太阳能制冷空调的基本类型与技术特点
目前，太阳能制冷空调的实现方式主要有两种：一是先实现光-电转换，再用电力驱动常规压缩式制冷机进行制冷；二是利用太阳能集热器等实现光-热转换，用太阳的热能驱动进行制冷。由于太阳能光-电转换系统成本要比太阳能光-热转换系统高出许多倍，目前难以推广应用，因此目前应用的太阳能空调多为光-热转换系统。采用这种系统的太阳能空调一般又可分以下几种类型：(1)太阳能吸收式制冷系统；（2）太阳能吸附式制冷系统；（3）太阳能喷射式制冷系统，以及其他形式的制冷系统。如图1所示。其中，太阳能吸收式制冷和太阳能喷射式制冷都已进入应用阶段，太阳能吸附式尚处于研究阶段。在吸收式和喷射式制冷中又以吸收式制冷在太阳能空调系统中应用最为广泛。
1.1太阳能吸收式制冷
吸收式制冷是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质对来进行制冷的。工质对的两种物质在同一压强下具有不同的沸点，沸点高的物质称为吸收剂、沸点低的称为制冷剂。吸收式制冷就是利用两种物质沸点的差异，将制冷剂与溶液分离，通过制冷剂的蒸发而制冷，继而又通过溶液实现对制冷剂的吸收。常用的工质对一种为氨-水，另一种为溴化锂-水，应用这两种工质对的制冷机分别为氨吸收式制冷机和溴化锂吸收式制冷机。在氨吸收式制冷机中,氨为制冷剂,水为吸收剂,其制冷温度在-45～1℃范围内,因而多用作生产工艺制冷；在溴化锂吸收式制冷机中,溴化锂为吸收剂,水为制冷剂,其制冷温度在0℃以上,因而可用于制取空调用冷冻水或工艺用冷却水。
太阳能吸收式制冷的原理如图2所示。利用太阳能集热器将水加热，为吸收式制冷机提供所需的热媒水，使吸收式制冷机运行而达到制冷的目的。采用太阳能集热器与溴化锂吸收式制冷机相结合的太阳能吸收式制冷空调技术已非常成熟,在目前太阳能制冷领域中应用最成功也最广泛。但这种空调系统也存在易结晶、腐蚀性强、真空度要求高、蒸发温度只能在0℃以上等缺陷。另外，由于太阳能吸收式制冷系统在成本上比传统压缩式制冷系统高，所以，采用这种技术的太阳能空调系统主要应用在大型制冷空调系统中。
1.2太阳能吸附式制冷
吸附式制冷技术是利用固体吸附剂对制冷剂的吸附作用来制冷，常用的有分子筛-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。在太阳能吸附式制冷系统中，白天太阳辐射充足时吸附器吸收太阳辐射后，温度升高使制冷剂从吸附剂中解吸，吸附器内压力升高。解吸出来的制冷剂进入冷凝器，经冷却后凝结为液态，经节流阀减压进入蒸发器蒸发；夜间或太阳辐射不足时环境温度降低，吸附器自然冷却后，其温度、压力下降，吸附剂开始吸附制冷剂，产生制冷效果。
太阳能吸附式制冷系统能效低、体积大、吸附和解吸时间长，不能在白天直接制冷，使用时段受到很大限制。因而推广价值不大。
1.3太阳能喷射式制冷
太阳能喷射式制冷是利用制冷剂经太阳能集热器产生一定压力的蒸汽，再通过喷嘴喷射制冷。该系统一般分为两个循环：动力循环和制冷循环。液态制冷剂在集热器中吸热沸腾，产生的高温、高压蒸汽进入喷射器，经喷嘴高速喷出并膨胀，在喷嘴附近产生真空，将蒸发器中的低压蒸汽吸入喷射器，经过喷射器的混和气体进入冷凝器放热、液化，冷凝产生的液体分为两部分：一部分经节流阀减压后进入蒸发器，另一部分经循环泵加压后回到换热器。蒸发器中制冷剂蒸发吸热即产生制冷效果。
喷射式制冷系统相比吸收式制冷系统，具有结构简单、运行稳定可靠等优点，但系统性能系数COP较低。
2太阳能空调技术的应用前景
现阶段，我国的制冷空调行业正处于快速发展的黄金时期，各种类型的制冷空调产品不断推陈出新，市场需求逐年攀升。然而，无论是传统家用空调、轻型商用空调还是大型中央空调，目前使用的空调制冷技术主要是以电能为动力、把室内热量加以吸收排放到室外的循环系统，普遍存在着耗电量巨大、HCFCs制冷剂泄漏导致大气臭氧层空洞、温室气体效应、空调冷凝热排放加剧城市热岛效应等缺点，在节能、环保、低碳的大趋势下，它们已成为阻碍传统空调进一步发展的主要因素。
太阳能作为一种清洁、安全、无污染、取之不尽用之不竭的能源，应用于制冷空调领域前景十分广阔。太阳能空调系统的制冷能力随着太阳辐射能的增加而增大，而这正好与夏季人们对空调的迫切需求相一致，实现人与自然和谐的理想境界；太阳能空调系统大大减少了电力消耗，在目前以火电为主的电力结构下，相当于大大削减了CO2等的排放，有助于低碳经济建设；使用太阳能空调的结果，既创造了室内宜人的温度，又能降低大气的环境温度，还减弱了城市中的热岛效应；太阳能空调系统一般采用非氟氯烃类物质作为制冷剂，因而不会造成对大气臭氧层的破坏和产生温室气体效应。太阳能空调的上述优势，顺应节能减排政策导向和时展的潮流，因而极具市场应用前景。
3存在的问题及可能的解决办法
任何新技术的应用，从出现到完善都会面临一系列的问题。太阳能空调技术应用当然也不例外。对此我们尝试提出了一些解决办法。
（1）因受太阳能集热器和光电转化设备的影响，太阳能空调普遍存在着系统效率低的问题。随着蓄热技术和蓄热载体的不断开发和进步，太阳能空调系统的不可靠性和间断性将会逐步改善。
（2）太阳能空调虽然节能，但是由于太阳能集热器等设备造价高，初投资大，超出一般单位、个人的承受能力。因此加快工艺和技术创新，不断降低太阳能集热器等设备的成本，将有助于太阳能空调制冷系统的推广应用。
（3）从目前研制的太阳能空调产品来看，大多数产品都是大型机组，只适用于大型中央空调系统，无法应用于户式空调系统中。因此加快小型机、家用机的研发，对太阳能空调的推广有着重要的意义。
（4）由于自然条件下的太阳辐照度不高，使集热器采光面积与空调建筑面积的配比受到限制，目前只适用于层数不多的建筑。为此，需要研制新型真空管集热器，以便与吸收式制冷机结合，进一步提高集热器与空调建筑面积的配比。
（5）对于城市密集的住宅楼来说，集热器的安装可能受到很大的限制。这主要是因为目前太阳能空调的使用安装尚不普遍，楼房的设计没有考虑到太阳能空调的安装可行性和方便性。设计院在建筑规划设计时，可从集热器充分发挥作用的角度出发，综合考虑，设计有利的建筑物屋顶结构。
（6）目前，国内暖通行业缺乏太阳能空调系统的产品技术标准和安装技术规范，缺乏统一的配套设备和零配件。太阳能空调如要加快发展步伐，形成一定的市场规模，离不开政府和相关技术部门在政策扶持、资源倾斜、技术推广等方面的支持。
4结语
我国太阳能蕴藏丰富，而且市场对太阳能空调需求的前景巨大。经过几十年的发展，太阳能空调技术逐渐走向成熟，已经开始迈入实用化阶段。相信在政府和社会的大力支持下，在不久的将来，这种低碳、环保的空调产品，必将逐渐进入各行各业的应用领域，创造巨大的经济效益和社会效益。
1太阳能制冷空调的基本类型与技术特点
目前，太阳能制冷空调的实现方式主要有两种：一是先实现光-电转换，再用电力驱动常规压缩式制冷机进行制冷；二是利用太阳能集热器等实现光-热转换，用太阳的热能驱动进行制冷。由于太阳能光-电转换系统成本要比太阳能光-热转换系统高出许多倍，目前难以推广应用，因此目前应用的太阳能空调多为光-热转换系统。采用这种系统的太阳能空调一般又可分以下几种类型：(1)太阳能吸收式制冷系统；（2）太阳能吸附式制冷系统；（3）太阳能喷射式制冷系统，以及其他形式的制冷系统。如图1所示。其中，太阳能吸收式制冷和太阳能喷射式制冷都已进入应用阶段，太阳能吸附式尚处于研究阶段。在吸收式和喷射式制冷中又以吸收式制冷在太阳能空调系统中应用最为广泛。科技论文。科技论文。
1.1太阳能吸收式制冷
吸收式制冷是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质对来进行制冷的。工质对的两种物质在同一压强下具有不同的沸点，沸点高的物质称为吸收剂、沸点低的称为制冷剂。吸收式制冷就是利用两种物质沸点的差异，将制冷剂与溶液分离，通过制冷剂的蒸发而制冷，继而又通过溶液实现对制冷剂的吸收。科技论文。常用的工质对一种为氨-水，另一种为溴化锂-水，应用这两种工质对的制冷机分别为氨吸收式制冷机和溴化锂吸收式制冷机。在氨吸收式制冷机中,氨为制冷剂,水为吸收剂,其制冷温度在-45～1℃范围内,因而多用作生产工艺制冷；在溴化锂吸收式制冷机中,溴化锂为吸收剂,水为制冷剂,其制冷温度在0℃以上,因而可用于制取空调用冷冻水或工艺用冷却水。
太阳能吸收式制冷的原理如图2所示。利用太阳能集热器将水加热，为吸收式制冷机提供所需的热媒水，使吸收式制冷机运行而达到制冷的目的。采用太阳能集热器与溴化锂吸收式制冷机相结合的太阳能吸收式制冷空调技术已非常成熟,在目前太阳能制冷领域中应用最成功也最广泛。但这种空调系统也存在易结晶、腐蚀性强、真空度要求高、蒸发温度只能在0℃以上等缺陷。另外，由于太阳能吸收式制冷系统在成本上比传统压缩式制冷系统高，所以，采用这种技术的太阳能空调系统主要应用在大型制冷空调系统中。
1.2太阳能吸附式制冷
吸附式制冷技术是利用固体吸附剂对制冷剂的吸附作用来制冷，常用的有分子筛-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。在太阳能吸附式制冷系统中，白天太阳辐射充足时吸附器吸收太阳辐射后，温度升高使制冷剂从吸附剂中解吸，吸附器内压力升高。解吸出来的制冷剂进入冷凝器，经冷却后凝结为液态，经节流阀减压进入蒸发器蒸发；夜间或太阳辐射不足时环境温度降低，吸附器自然冷却后，其温度、压力下降，吸附剂开始吸附制冷剂，产生制冷效果。
太阳能吸附式制冷系统能效低、体积大、吸附和解吸时间长，不能在白天直接制冷，使用时段受到很大限制。因而推广价值不大。
1.3太阳能喷射式制冷
太阳能喷射式制冷是利用制冷剂经太阳能集热器产生一定压力的蒸汽，再通过喷嘴喷射制冷。该系统一般分为两个循环：动力循环和制冷循环。液态制冷剂在集热器中吸热沸腾，产生的高温、高压蒸汽进入喷射器，经喷嘴高速喷出并膨胀，在喷嘴附近产生真空，将蒸发器中的低压蒸汽吸入喷射器，经过喷射器的混和气体进入冷凝器放热、液化，冷凝产生的液体分为两部分：一部分经节流阀减压后进入蒸发器，另一部分经循环泵加压后回到换热器。蒸发器中制冷剂蒸发吸热即产生制冷效果。
喷射式制冷系统相比吸收式制冷系统，具有结构简单、运行稳定可靠等优点，但系统性能系数COP较低。
2太阳能空调技术的应用前景
现阶段，我国的制冷空调行业正处于快速发展的黄金时期，各种类型的制冷空调产品不断推陈出新，市场需求逐年攀升。然而，无论是传统家用空调、轻型商用空调还是大型中央空调，目前使用的空调制冷技术主要是以电能为动力、把室内热量加以吸收排放到室外的循环系统，普遍存在着耗电量巨大、HCFCs制冷剂泄漏导致大气臭氧层空洞、温室气体效应、空调冷凝热排放加剧城市热岛效应等缺点，在节能、环保、低碳的大趋势下，它们已成为阻碍传统空调进一步发展的主要因素。
太阳能作为一种清洁、安全、无污染、取之不尽用之不竭的能源，应用于制冷空调领域前景十分广阔。太阳能空调系统的制冷能力随着太阳辐射能的增加而增大，而这正好与夏季人们对空调的迫切需求相一致，实现人与自然和谐的理想境界；太阳能空调系统大大减少了电力消耗，在目前以火电为主的电力结构下，相当于大大削减了CO2等的排放，有助于低碳经济建设；使用太阳能空调的结果，既创造了室内宜人的温度，又能降低大气的环境温度，还减弱了城市中的热岛效应；太阳能空调系统一般采用非氟氯烃类物质作为制冷剂，因而不会造成对大气臭氧层的破坏和产生温室气体效应。太阳能空调的上述优势，顺应节能减排政策导向和时展的潮流，因而极具市场应用前景。
3存在的问题及可能的解决办法
任何新技术的应用，从出现到完善都会面临一系列的问题。太阳能空调技术应用当然也不例外。对此我们尝试提出了一些解决办法。
（1）因受太阳能集热器和光电转化设备的影响，太阳能空调普遍存在着系统效率低的问题。随着蓄热技术和蓄热载体的不断开发和进步，太阳能空调系统的不可靠性和间断性将会逐步改善。
（2）太阳能空调虽然节能，但是由于太阳能集热器等设备造价高，初投资大，超出一般单位、个人的承受能力。因此加快工艺和技术创新，不断降低太阳能集热器等设备的成本，将有助于太阳能空调制冷系统的推广应用。
（3）从目前研制的太阳能空调产品来看，大多数产品都是大型机组，只适用于大型中央空调系统，无法应用于户式空调系统中。因此加快小型机、家用机的研发，对太阳能空调的推广有着重要的意义。
（4）由于自然条件下的太阳辐照度不高，使集热器采光面积与空调建筑面积的配比受到限制，目前只适用于层数不多的建筑。为此，需要研制新型真空管集热器，以便与吸收式制冷机结合，进一步提高集热器与空调建筑面积的配比。
（5）对于城市密集的住宅楼来说，集热器的安装可能受到很大的限制。这主要是因为目前太阳能空调的使用安装尚不普遍，楼房的设计没有考虑到太阳能空调的安装可行性和方便性。设计院在建筑规划设计时，可从集热器充分发挥作用的角度出发，综合考虑，设计有利的建筑物屋顶结构。
（6）目前，国内暖通行业缺乏太阳能空调系统的产品技术标准和安装技术规范，缺乏统一的配套设备和零配件。太阳能空调如要加快发展步伐，形成一定的市场规模，离不开政府和相关技术部门在政策扶持、资源倾斜、技术推广等方面的支持。
4结语
我国太阳能蕴藏丰富，而且市场对太阳能空调需求的前景巨大。经过几十年的发展，太阳能空调技术逐渐走向成熟，已经开始迈入实用化阶段。相信在政府和社会的大力支持下，在不久的将来，这种低碳、环保的空调产品，必将逐渐进入各行各业的应用领域，创造巨大的经济效益和社会效益。
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关键词：太阳能，新能源，太阳能和建筑一体
1.太阳能利用的现状太阳能作为一种热辐射能源，是一种无污染的清洁能源，对于太阳能的开发利用已经成为世界各国索取和利用新能源。
近几年随着我国经济的快速发展和对环境保护的重视，特别是在今年提出的建设节约型社会的方针后，将太阳能引入住宅建筑设计中，要充分考虑其环保节能的特点，将此设计与建筑本体相辅相成，做到既节能又美观，使整个建筑不管在光伏新能源利用和建筑立面等各方面都达到和谐统一。
2.太阳能利用和建筑一体化的内涵
太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合，利用太阳能集热器替代屋顶覆盖层或替代屋顶保温层，既消除了太阳能对建筑物形象的影响，又避免了重复投资，降低了成本。太阳能与建筑一体化是未来太阳能技术发展的方向。
2.1外观上的一体化
实现太阳能设备与建筑的完美结合，应根据建筑外形的特点合理选择和摆放太阳能集热器，使太阳能集热器成为住宅建筑的一部分，实现两者在颜色、造型、质感上的协调与统一。。
2.2管路布局的一体化
应合理布置太阳能系统的循环管路以及冷热水供应管路，尽量减小热水管路的长度，在建筑设计施工时，应事先设计留出所有管路布局和通路。
2.3建筑结构上的一体化
住宅建筑的结构设计与施工，应妥善解决太阳能集热器的摆放和安装问题，确保建筑物的承重、防水等功能不受影响，并充分考虑太阳能集热器承重、抗风雪冰雹等的能力。
3.太阳能热水系统与建筑一体化
3.1太阳能装置与屋顶的结合
3.1.1太阳能装置与坡屋顶的结合
坡屋面是近十几年来低层和多层住宅的主流形式，在坡屋面住宅太阳能热水器与建筑一体化设计中，最重要的是南向坡面的利用。由于南向坡面倾角大多与集热器角度接近，所以能较好地体现集热器与建筑结合的效果。建筑设计宜根据集热器接收阳光的最佳倾角，即当地纬度±10。来确定坡屋面的坡度，如建筑设计对坡屋面的造型或空间有特殊要求，亦可根据坡屋面的坡度调整集热器角度。与坡屋顶组成一体的太阳能集热器，其主要特点是在做好防水处理的屋面上，铺设屋面与集热器共用的防渗漏的隔热保温层，在隔热保温层上放置太阳能集热部件。
3.1.2太阳能装置与平屋顶的结合
在住宅平屋面上设置集热器，对住宅的朝向无特殊要求，集热器支架与屋面的连接构造简便，系统管线易隐蔽，对建筑立面无影响，且屋面便于上人安装维护。随着住宅建造水平的提高，平屋顶形式向多样化发展，集热器可与女儿墙、楼梯间、构架等元素组合，创造出多样的造型。集热器在平屋面上设置需注意，集热器在平屋面应整齐有序排列，前后两排之间应留有足够的间距，以满足当地4h的集热器日照条件。集热器以一定规律排列，使建筑轮廓线丰富。。
3.2太阳能装置与墙面的结合
对于住宅而言，外墙是与太阳光接触面积最大的外表面。单从太阳能利用角度而言，太阳能集热器可以结合集热墙设计，让整个墙体都成为集热器；或者作为附属构件依附于外墙表面。考虑到住宅立面，一般采用后一种方式与墙面结合。
在住宅中，把集热器设置在建筑外墙面上具有管线较短，安装、检修方便等优点，且能补充屋面上摆放集热器面积的不足。集热器设置在外墙面上的方式较适于局部热水系统的管理、维护。
住宅建筑南向外墙面非常有限，设置在外墙面的集热器要处理好与阳台、窗、空调机位等住宅立面元素的关系。
3.3太阳能装置与阳台的结合
集热器设置在住宅建筑阳台栏板上的方式也是一种重要的发展趋势，集热器、贮热水箱、空调室外机等设备可利用阳台空间集中统筹布置。
经常设计与封闭阳台结合为一体的太阳能热水器，在框体内下部固定太阳能集热器，中部为窗户，上部装着带保温壳体的储水箱，集热器通过窗户两侧的连接管分别与储水箱连通，集热器中的水受太阳辐射升温与水箱中的水循环换热，热水由出水口流出供洗浴之用，冬季还可开启活动保温后盖向室内供暖。它充分利用建筑结构特点，改变了现有太阳能热水器独立安装的形式，既为用户提供了洗浴用水，又起到封装阳台的作用，不影响通风透光，并且具有重量轻、安装简便、造价低、外形美观等优点。
3.4太阳能装置与遮阳的结合
比较理想的一种情况是将支架安装在窗户的上方，除支架外其余部分可以收起。夏天使用时，将集热器设置适当位置和角度，在集热同时起到窗户遮阳的作用。。在冬天，将集热器收起来，紧贴窗上墙面，不影响窗户的采暖采光，也不耽误集热器的工作。在外挑支架上设有档位，可使集热器在不同季节分别处于最佳的倾角。集热器的打开和收起可利用下端的拉杆完成。集热板和遮阳板的结合不仅可以为建筑在夏天提供遮阳，还可以使入射光线变得柔和，避免眩光，改善室内的光环境，而且可以使窗户保持清洁。但同时应该注意到高效率的集热系统并非一定是高效率的遮阳系统，应该对其位置和倾角进行科学的计算和设计。遮阳系统是建筑造型艺术的一个组成部分。。
3.5太阳能装置与装饰构件的结合
集热器的利用还可以体现在住宅部件和材料的处理上。近年多层住宅常在顶部或外凹部拉梁采用特有的体形或符号来加强标志性，以避免单调的感觉。太阳能集热器由于采用了吸收性涂层而具备特殊的色泽和质感，其表面非常光亮，如果将其与住宅的装饰构件结合设计，可以起到装饰的作用。
4.太阳能利用与建筑一体化的新构想考虑到建筑在设计上要有利于收集利用太阳能，同时兼顾建筑的美观性、实用性与经济性，本文提出如下的太阳能利用与建筑一体化的新构想：在建筑物的南向及东西两向等接受太阳能较好的外表面墙体护围结构上采用与太阳墙、光伏组件的一体化设计；在建筑物的北向等接受太阳能较少的外表面墙体护围结构上采用保温墙体设计；在建筑的顶部采用建筑造型构件与太阳能热泵低温集热技术相结合的手法，把金属流道的太阳能热管模块化集热器做成合适的造型，并涂成与建筑顶面颜色相协调的颜色安插在建筑顶部预先留有空位和预埋好相应管道的构件中；在建筑的供热、制冷及供应热水方面采用分体式太阳能热泵吸收式中央空调系统，从而在提供生活用热水的同时兼顾空调采暖和制冷；以太阳能为主，燃气或电力为辅的集中供能方式。这样以来就实现了被动式与主动式相结合，多途径多层次的太阳能多元化收集与利用。
5.结束语
太阳能与建筑一体化，它属于太阳能利用技术的重大革新，已经引起政府部门和科技、产业部门的高度重视，让21世纪的太阳能技术上一个新的台阶，让21世纪的建筑成为绿色生态的太阳能建筑！
参考文献
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[2]齐心.解决太阳能与建筑一体化的良好方案.现代建筑,2003,（1）24-25.
同时，杨澜还决定自今年7月起，辞去包括阳光媒体投资主席在内的企业日常管理职务，“日后把主要精力放在文化与社会公益活动上。”
吴征表示，杨澜与他们夫妻旗下的企业已完成了转型的第一步。多次想拯救阳光卫视
吴征称：“阳光卫视是我和杨澜的投资中失败的案例，是我们的滑铁卢。”
吴征认为，境外卫星电视在中国不存在成功的基础，一些境外卫星电视的成功只是在晶牌上的成功，而不是在财务上获得了成功。从商业的角度，“我们应该在2001年就调整阳光卫视。”
吴征说，早在2001年4月，他就拿出一套方案，建议调整阳光卫视的模式，后来还是放弃了，原因有二：一是因为杨澜的文化理想，“她对纪录片频道充满激情，仍不愿意调整。”二是遭到基金、投资者的反弹，“当时一些基金非常看好卫星电视行业，主张公司要坚持下去。”
但阳光卫视从一开始就是一个烧钱机器，“最初每月烧掉2000万元，后来压缩成本，每月也得烧掉几百万元。”吴征说差点为这不到集团总资产1％的资产拖垮了整个集团。
“我们多次想拯救阳光卫视，但最终都不得不放弃了。”吴征说。
2001年9月阳光文化与新浪换股，对这一外界仍多有关注的交易，吴征称，其真正目的“是为了挽救阳光卫视”。尽管杨澜在2001年9月成为新浪的大股东后一度不再直接持有阳光文化的股份，但“我们希望借助新浪和其他股东的力量促进阳光卫视的转型。”在吴征看来，新浪最终未能搭救阳光，原因出在新浪董事会。“如果后来新浪董事会能够诺守当初达成的协议，将阳光卫视转型为电视内容多媒体制作中心，这会是非常成功的交易。”
吴征所称的第二次拯救阳光卫视的努力结果比第一次更差：引入贝塔斯曼不仅是一次胎死腹中的行动，更糟糕的是还误入歧途。
“与贝塔斯曼的合作如果成功，其将投资3．5亿美元，也能够拯救阳光卫视。”吴征说，“但在秘密谈判了8个月后，由于贝塔斯曼董事长兼CEO米德霍夫的突然辞职，合作宣布告吹。”
吴征说，为了引入贝塔斯曼，他们夫妇做了长时间的铺垫和准备，却喝下一杯苦酒――收购京文。吴征承认，2000年4月收购京文唱片也是一个失败的案例，“我们对音像业没有经验。”
吴征透露，收购京文的初衷始于贝塔斯曼。“是贝塔斯曼指名要求我们收购京文的。因为他们投资的一个前提条件就是阳光文化要成为一个跨媒体公司。”与音像发行起家的贝塔斯曼类似，京文是中国内地原创音像节目的最大发行商之一，并了环球、华纳兄弟、百代、梦工场、国家地理、探索等音像节目于中国的独家权，并拥有一个全国范围的音像分销渠道。
随后的2002年7月22日，阳光文化又在香港宣布其附属公司京文唱片及阳光跨媒体产业发展公司(简称“阳光跨下的书友会在大中华区达成策略联盟。
与贝塔斯曼的合作流产后，吴征又开始了新一轮的努力。“我们又与一个国际大基金达成协议，希望大股东与其全面合作收购阳光文化，使公司向体育传媒转型。”吴征说，“但大股东――新浪董事会否决了这个合作方案，因为实施方案后新浪财务报表在交易发生时会比较难看，但我认为以后会很好。”
2004年5月21日，阳光文化又以发行4200万港元代价股份收购在英属处女岛注册的“中国体育”，并随后更名为“阳光体育媒体”。短短的几个月后，泰德集团出现在阳光体育媒体投资者的视野。2005年3月，公司正式更名为“泰德阳光”，体育媒体的色彩荡然无存。
据公告，泰德集团的主要业务是晶牌出版、远程教育及多媒体教育产品分销等，而经过了一系列变动的泰德阳光的长远业务也调整为教育出版及分销业务。2005年6月14日，泰德又将旗下的Timeswap注入上市在内地从事英语教育培训，拥有TOFEL、GRE等的独家权。”吴征说，“我个人非常看好泰德阳光的前景，也抱有很大的希望，因为泰德集团有很强的实业执行能力。”
尽管已不再是泰德阳光的大股东，采访中，吴征更愿意表示他们夫妻对阳光卫视的一往情深。“除了一次又一次地拯救阳光卫视外，在2001年9月与新浪换股后，我们还先后向阳光文化投入了近1亿港元，是阳光文化最大的单个投资者。”吴征说，这一消息并不为人所知，“是因为这些投资属于私人投资，上市公司对外公告是―笔笔分开的，只是没有人将这些记录累加起来。”
时至今日，吴征对他们夫妻在阳光文化的投资上的总结是：“我们在精神上是成功的。”
没有正现金流的企业我们坚决不做
在引入泰德宋协助拯救阳光文化这个公众公司之后，吴征夫妇全资拥有的阳光媒体投资控股公司风生水起。“2004年利润超过了6亿元。”阳光媒体投资虽然只比阳光卫视晚了一年成立，“正是吸取了阳光文化失败的教训，取得了很好的发展。”吴征说，“阳光文化给我们的教训就是，没有正现金流的企业我们坚决不做，名气再大只要亏钱也要‘壮士断臂’。”
在杨澜转型退出企业管理者的角色的时候，吴征也通过阳光媒体投资开始了企业转型。
据吴征介绍，阳光媒体投资目前是一家拥有出版、电视与多媒体、教育、互联网、娱乐制作及体育赛事与传媒在内的综合性传媒投资集团，业务已覆盖到9个国家与地区的15个城市。借助这一平台，吴征夫妇旗下持股企业包括出版公司、3个文化与娱乐类影视节目制作公司、2个教育产品公司及1所大学等，品牌产品包括31本杂志、3张报纸、8个电视频道股份和3个网站股份(附图)。
吴征说，阳光媒体投资是民营传媒企业的一个异类，业务主要以投资为主，其一个优势就是架构轻，只有1500名员工，相比同等规模的企业人员少得多。
传统媒体业务方面，阳光媒体投资从2005年3月份正式参与《财经时报》的经营，“改版后5个星期在北京市场的实际零售量增加了约15倍。”杨澜对此很满意。
而且阳光媒体投资去年收购新加坡上市公司万国传媒，持有其20％的股份，吴征和杨澜分别为董事会执行主席和非执行董事。根据该公司提供的资料，万国传媒2004财年营业收入达1．138亿新元，净利润达7349万新元，除去一些非经常项目利润外，实现纯运营类税后利润660万新元(约合3300万元人民币)。“2004年万国传媒还在香港创立了《观察星报》，经过与已经营30年的《星报》的整合，目前发行量已达18万份，为香港最大的出版物。”吴征说。
关键词：太阳能；暖通空调；辅助能源；
中图分类号：TK511文献标识码：A文章编号：
1、在暖通空调中利用太阳能采暖
（1）被动式太阳能采暖
被动式太阳能不采暖过程中不需要其它辅助能源，只要在注意建筑方位和建筑构件的合理摆放，就可以充分的利用太阳能进行采暖。这类太阳能建筑的造价较低，节能效果较好，是当前太阳能应用较为普遍的方式。较为常见的被动式太阳房，一般是通过直接照射到建筑物内部的太阳光产生的热量，也有利用建筑物外侧的护围接受太阳的照射，通过这部分热量来对室内空气加热。这样可以大大降低单位面积的采暖负荷，节省供暖能耗。
（2）主动式太阳能采暖主动式太阳能采暖用电作为辅助能源，驱动被太阳能加热的水在管道中循环流动，向房间供热。这种采暖系统通常包括太阳能集热器、风机、水泵、散热器和储热器等。
随着太阳能集热器产品的研制开发，具有工作温度高、承压能力大、耐冷热冲击、抗冰雹等独特优点的热管式真空管太阳能集热器使主动式太阳能采暖系统的应用成为可能。
在某些高纬度地区为解决冻结问题，还采用了双回路强制循环系统。在储热水箱中设计与太阳能集热器连接的换热器，由集热器、换热器及循环水泵组成第一回路，在该回路中灌注防冻液。由热水箱、散热器及相应水管路组成第二回路，被加热的水在水箱内通过换热器盘管进行间接加热。第一回路的大部分管路暴露于室外，第二回路置于室内。
为了弥补太阳能供给功率与供热负荷需求在时间上的不一致性，燃油锅炉和电加热器等辅助热源应用在不同的系统中。利用显热、潜热和化学反应等各种方式的储热技术也在不断地应用和研制开发。
此外，地板辐射采暖在欧洲国家有着广泛的应用。地板辐射采暖的供水温度50℃、回水温度40℃、地板表面温度24℃，具有节省房间有效面积、便于房间装修、使人感到舒适等特点。由于所需的供水温度与太阳能集热器出口水温接近，因此太阳能地板辐射采暖是节能采暖发展的方向。
2、太阳能热水系统
太阳能热水器安全、节能、一次投资终生受益，已越来越受到人们的青睐。我国太阳能热水器的产量逐年增加，到2000年已达到640万m2。目前的太阳能热水器有闷晒式、平板式和真空管式三大类型，分别适用于不同的使用温度及应用场所。无论从节能、环保，还是从方便生活考虑，太阳能热水器都有其独到优势，市场发展潜力巨大。
3、太阳能制冷
（1）被动式降温通过对太阳辐射和热辐射进行有选择的、合理的利用，以达到建筑物自身降温或减少空调冷负荷的目的。窗户是建筑物隔热保温的最薄弱环节，也是太阳光和热透入的渠道，采用光谱选择性涂层、薄膜或功能性玻璃，使其对太阳辐射中的可见光及红外辐射有较强的反射率，从而加速建筑物放热，达到降温效果。还有一种被动式供冷的方法就是利用太阳热引起烟囱效应，使被诱导的空气经由地下冷却再送入室内（见图1）。
（2）太阳能集热器与辐射制冷的结合系统可以把宇宙空间看成一个热量的“黑洞”，将地面上不需要的热量以电磁波的形式向宇宙空间排放，就可以达到制冷的目的。如图2所示的系统中，反射镜具有理想的光谱选择特性，白天，将波长小于4um的太阳辐射反射到吸热管上，辐射能转化为热能（热水或蒸汽）可供利用。夜间，由于反射镜对8-13um波长的辐射有很强发射率，产生辐射制冷效应。紧靠在镜上的水管中的水被冷却，蓄积的冷量可用于降温。
（3）太阳能制冷系统太阳能制冷的实现有2种方式，一是先实现光+电转换，再用电力驱动常规压缩机进行制冷；二是利用太阳的热能驱动进行制冷。
吸收式制冷它是利用吸收剂的吸收和蒸发特性进行制冷的技术，太阳能吸收式制冷技术一般是利用太阳能的辐射热能，驱动溶液进行制冷。根据吸收剂的不同，可分为氨+水吸收式制冷和溴化锂吸收式制冷两种。根据吸收剂溶液在集热器内是直接由太阳辐射加热，还是利用太阳加热的水在发生器内加热，可分为“直接发生”和“间接发生”两种。图3中给出了一种采用太阳能吸收式制冷的空调系统。
吸附式制冷它是利用固体吸附剂对制冷剂的吸附作用来制冷，常用的有分子筛+水、活性炭+甲醇吸附式制冷。吸附式制冷系统的最大特点是以吸附床替代蒸汽压缩式制冷系统中的蒸汽压缩机，而吸附床性能的好坏对整个吸附式制冷系统能否正常运行起着决定性作用。在太阳能吸附式制冷系统中，集热器是其热驱动源，它以接受太阳辐射的能量来加热吸附床。通常将集热器和吸附床做成一体，以尽量提高低品位的太阳能的利用率，这样在太阳日照辐射时间内就可以尽量提高吸附床的吸附温度。同时，为使吸附床具有较好的传热特性，可在吸附板表面设置肋片。此外，还须考虑吸附床的散热问题，一般在吸附床外的玻璃盖板上开设栅窗，以便在夜晚让冷空气直接冷却集热器以带走吸附床的热量。
压缩式制冷它是利用太阳能加热通过集热器内的低沸点介质，介质气化后通入汽轮机，驱动制冷机制冷。
喷射式制冷聚焦式太阳能集热器产生具有一定压力的蒸气，实现喷射制冷。喷射式制冷系统中循环泵是唯一的运动部件，系统设置比吸收式简单、运行稳定，可靠性较高。但其缺点是制冷效率较低。
光电式制冷光电式制冷是太阳能发电的一种应用，利用光伏转换装置将太阳能转换成电能，经过高频或工频逆变后驱动一般的压缩式制冷机，实质上仍属于压缩式制冷。光电式制冷的关键是光伏转换技术。目前，虽然光电式太阳能制冷技术已被用于空调和冰箱，但对制冷系统特性的研究较少，压缩机中一般尚未考虑光伏系统的特性，因此整个系统效率较低，相应成本比以热能为动力的制冷循环高#$!倍。随着太阳能发电的发展，这项技术作为制冷空调与光伏转换的集合点，必将有广阔的发展前景。
结束语：丰富的太阳能资源取之不尽用之不竭。暖通空调应用领域是太阳能利用的广阔天地。今天，随着人们对建筑节能、健康建筑和环境的可持续发展的不断关注，太阳能作为清洁无污染的能源，将其热利用技术与建筑节能设备合理整合，必将对节能和环保做出巨大贡献。
参考文献：
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由于基金“一对多”业务不允许进行公开的信息披露，这意味着“一对对”产品的投资者无法充分了解到所购产品在同类产品中的表现。但今年以来，媒体不断出现关于公募基金专户理财业务表现不佳的报道。到底公募基金此类产品的表现情况如何呢?
我们注意到，除了在银行渠道直接发行的专户理财产品外，基金公司还存在另一类产品，通过信托公司渠道进行发行，基金公司担任投资顾问，其模式与信托型阳光私募完全相同。而此类产品通过信托公司的平台进行了一定的信息披露。
表1为部分基金公司担任投资顾问的信托产品收益率表现。数据显示，各产品之间的业绩差异较大。其中，表瑚最好的长城富利07年1期产品今年以来的收益率高达9212％(截至2010年4月2日)，而表现较差的金牛1号今年以来的收益率为-6.39％(截至2010年4月9日)。
表2为部分券商集合理财产品今年以来的表现，整体收益较公募专户产品更差。尤其是中金公司管理的产品，在全部券商集合理财产品中排名垫底。
对比公募专户理财产品和券商集合理财产品，阳光私募之问的业绩分化则更为明显。表3列举了今年以来投资收益率最高的10只阳光私募产品，收益率分别在20.62％―44％之间，远远超过基金公司担任投资顾问的信托产品以及券商集合理财产品收益率表现。而表4中列举的今年以来投资收益率最低的10只阳光私募产品，收益率分别在-11.39％到-22.89％之间，也低于基金公司担任投资顾问的信托产品以及券商集合理财产品收益率表现。
但就整体而言，信托型阳光私募产品的业绩还是优于基金公司担任投资顾问的信托产品收益率表现。可以说在今年的公募专户理财、券商集合理财与阳光私募的对决中，阳光私募小胜了第一阵。
那么，为什么基金管理公司管理的专户理财产品、券商集合理财产品表现不如阳光私募、甚至也不如其管理的公募产品呢?
从盈利模式来看，公募产品以自营业务作为主要的利润来源，尤其是对于千亿以上规模的基金公司而言更是如此。尽管专户理财作为基金公司拓展业务的新领域，投入了一定的人力物力，但短时期内难以成为基金公司主打方向。近期市场传闻有少数公募基金将专户业务委托私募基金运作，虽为个别现象，却反映出该业务暴露的问题。至于券商集合理则产品，同样面临着自营业务与资产管理业务之间的利益矛盾。