光伏发电助力被动房实现零能耗

在德国弗莱堡市郊区的沃邦社区，有一栋“向日葵房”，这栋房子可随太阳转动运行，每小时水平旋转15°，无论是50℃的炎炎夏季，还是零下20℃的严寒时节，没有暖气和空调设备的向日葵房内都能保持15℃—25℃的宜人温度。这是记者近日在第23届国际被动房大会上听到的案例。

这栋向日葵房其实就是近年来在节能建筑领域常被提及的“被动房”，“冬无暖气、夏无空调，持久恒温，舒适节能。”是被动式建筑的神奇之处。如今，被动房在采暖和制冷相关环节的节能率已高达90%，除依靠高效的新风系统，保温性、隔热性能好的维护结构外，充分利用可再生能源，也是助力被动房迈向零能耗的重要手段。

“向日葵房”产出能源量

是其能耗的5倍

如何让被动房利用可再生能源供给房屋用能，并保持室内舒适度？德国给出了自己实践成果。

据了解，沃邦社区是欧洲为数不多的自行车数量超过汽车的社区，也是唯一一个家庭用电量和发电量实现平衡的社区，绿色节能体现在社区的每一个角落，其中向日葵房是最大的亮点。整个向日葵房呈圆柱形，四周采用了大面积的三层保温玻璃，在建筑中心则安置有带动建筑旋转的滚动轴承。只要天一亮，整座房屋就会迎着太阳缓缓转动；夜幕降临时，房屋将慢慢复位。“通过360度的旋转，建筑能够最大程度吸收太阳能。”德国弗莱建筑集团中国区负责人王甲坤说。这类向日葵房既能充分利用太阳能驱动房屋运动，保证房内的日常供热和用电，又能将光能储存，供阴天和夜晚使用。

除此之外，向日葵房的屋顶上还有一片由60块太阳能光伏板所组成的“太阳之帆”，光伏板总面积为54平方米，其高峰时输出功率可达6.6kW，建成以来平均每天可发20多度电。“太阳之帆”不受建筑自转影响，可以适应不同太阳位置与高度的角度自行旋转，使其比一般固定式的太阳能板多吸收30%—40%的太阳能。据了解，这栋向日葵房利用可再生能源产出的能源量是该建筑所需能耗的5倍，真正实现了建筑零能耗。

被动房多能互补

耗能是传统建筑的10%

自沃尔夫冈·菲斯特于1991年在德国达姆施塔特建成世界上第一栋被动式房屋至今，德国在被动房上的探索实践已近30年。而这一概念和技术落地中国也有近10年时间，如今在中国的被动房项目越来越多，本土化的创新应用也日渐广泛。吉林建筑科技学院的科研楼就是其中之一。

吉林建筑科技学院科研楼是我国首批超低能耗建筑标志性项目，也是严寒地区第一个实现被动房多能互补的案例。它利用地热能、太阳能、风能等多种可再生能源，形成了多能互补系统。吉林建筑科技学院副校长陶进介绍说，“我们采用地热能供热，当时项目打了122口井，平均井深为100米，但考虑到严寒地区冷热负荷不均匀，会导致土壤热失衡，所以我们采用了太阳能的光热补偿。夏季时，土壤温度相对较低，可直接用来制冷，太阳能产生的热则可以储存到地下；而在冬季，一旦地热能低于供暖要求，就需要用较热的太阳能热水来加热源侧供水。”

除了地热与太阳能的互补，风光互补发电也是科研楼绿色节能的一大亮点。“我们采用微风力发电机，将其发的电直接并网，其次我们还对风光互补发电系统的实时发电功率、发电曲线、发电数据进行跟踪。据2018—2019采暖季的测试显示，科研楼项目的可再生能源利用率已达到了156.5%。相较于其他传统建筑，其能耗只相当于传统建筑的10%，节煤减排量相当于每年多种3600棵树。”陶进说。

有业内人士表示，实现对太阳能、风能、地热能等的高效利用，最大可能的利用可再生能源代替传统能源，这是低能耗建筑迈向超低能耗、零能耗的必然趋势。未来，“被动房+多能互补”模式将释放更大的潜力。