太陽能是一種可持續利用的清潔能源，在尋求人類社會持續發展的進程中，節能建筑對太陽能的利用日益受到世界各國的重視。太陽能基本知識：太陽能是最重要的基本能源，生物質能、風能、潮汐能、水能等都來自太陽能，太陽內部進行著由氫聚變成氦的原子核反應，不停地釋放出巨大的能量，不斷地向宇宙空間輻射能量，這就是太陽能。太陽內部的這種核聚變反應可以維持很長時間，據估計約有幾十億至幾百億年，相對于人類的有限生存時間而言，太陽能可以說是取之不盡，用之不竭的。太陽能的總量很大，我國陸地表面每年接受的太陽能就相當于1700億噸標準煤，但十分分散，能流密度較低，到達地面的太陽能每平方米只有1000瓦左右。同時，地面上太陽能還受季節、晝夜、氣候等影響，時陰時晴，時強時弱，具有不穩定性。根據太陽能的特點，必須解決以下四個基本技術問題，才能有效地加以利用。1、 太陽能米集2、 太陽能轉換3、 太陽能貯存4、 太陽能輸運。太陽能開發利用是當今國際上一大熱點，經過最近20多年的努力，太陽能技術有了長足進步，太陽能利用領域已由生活熱水，建筑采暖等擴展到工農業生產許多部門，人們已經強烈意識到，一個廣泛利用太陽能和可再生能源的新時代一一太陽能時代即將來到。太陽能利用的基本知識（1）xx的基本結構太陽能是一個熾熱氣體構成的球體，主要由氫和氦組成，其中氫占80%，氦占19%。（2） xx常數太陽常數是指在太陽地球間平均距離外，在地球大氣層以上垂直于太陽光線的平面上，單位面積，單位時間內的太陽輻射能的數值，該數值是個常數，一般取1367瓦/米2。（4920千焦/米2時）。由于通過地球外大氣層吸收反射，太陽光到達地面的輻射強度大大降低。（3） xx輻射能和到達地球的xx能整個太陽每秒鐘釋放出來的能量是無比巨大的，高達3.826x1033爾格或37.3x106兆焦，相當于每秒鐘燃燒1.28億噸標準煤所放出的能量。太陽輻射到達地球陸地表面的能量，大約為17萬億千瓦，僅占到達地球大氣外層表面總輻射量的10%。即使這樣，它也相當目前全世界一年內能源總消耗量的3.5萬倍。（4） 我國的太陽能資源我國太陽能資源十分豐富，全國有以上的地區，年輻照總量大于502萬千焦/米2，年日照時數在2000小時以上。（5） 太陽能的特點太陽能的優點太陽能作為一種新能源，它與常規能源相比有三大優點：第一，它是人類可以利用的最豐富的能源，據估計，在過去漫長的11億年中，太陽消耗了它本身能量的2%，可以說是取之不盡，用之不竭。第二，地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發利用，不存在運輸問題，尤其對交通不發達的農村、海島和邊遠地區更具有利用的價值。第三，太陽能是一種潔凈的能源，在開發和利用時，不會產生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更不會影響生態平衡。太陽能的缺點太陽能的利用有它的缺點：第一，能流密度較低，日照較好的，地面上1平方米的面積所接受的能量只有1千瓦左右。往往需要相當大的采光集熱面才能滿足使用要求，從而使裝置地面積大，用料多，成本增加。第二，大氣影響較大，給使用帶來不少困難。（6）、太陽能利用的技術領域人類直接利用太陽能有三大技術領域，即光熱轉換、光電轉換和光化學轉換，此外，還有儲能技術。太陽光熱轉換技術的產品很多，如熱水器、開水器、干燥器，采暖和制冷，溫室與太陽房，太陽灶和高溫爐，海水淡化裝置、水泵、熱力發電裝置及太陽能醫療器具。下面就介紹一下太陽能的各種利用狀況：一、太陽能能源在我國建筑中的利用我國的第一幢被動式太陽房建成于1977年，地點在甘肅省民勤縣，是一棟南窗直接受益結合實體集熱蓄熱墻的組合式太陽房。在20世紀80年代初，又通過國際合作項目，如中德新能源村、聯合國開發署支持的甘肅太陽能采暖降溫研究基地的建立使太陽房得到進一步發展。在"六五〃、"七五〃、"八五〃，包括到"十一五〃期間，國家科技攻關計劃中都列入了太陽能建筑項目，取得了一系列成效。當前，我國被動式太陽房已進入規模普及階段。由群體太陽能建筑向太陽能住宅小區、太陽村、太陽城發展。特別是常規能源相對缺乏、經濟相對落后、環境污染比較嚴重的西部地區，發展速度更為迅速，有的地區年平均遞增率達15%。各地還制定了包括推廣太陽能建筑的陽光計劃，如投資額達4.28億元的蘭州市“陽光計劃〃，甘肅省臨夏市建成了占地9.8公頃、建筑面積9.2萬擴的太陽能小區，以及西藏計劃投資900萬元資助新建太陽房27萬平方米等大型工程項目。另外，我國首座全太陽能建筑已在北京落成，其占地8000平方米。該全太陽能建筑，主體建筑室內的洗浴、供熱、供電等所有能源都由太陽能來提供。太陽能新村建筑南墻、屋頂坡面等位置都安裝著數個太陽能集熱器。這些集熱器在夏季可為空調設備提供驅動熱源，在冬季可為采暖提供保障。此外，建筑內還安裝了全國最大的太陽能發電系統，投入運營后可提供50千瓦的電力，滿足日常用電所需。該工程是奧運場館的試驗性建筑，并且今年我國奧運場館的部分項目也將使用太陽能技術。當然，我國太陽能建筑開發利用的過程中也存在一定的問題，與國外太陽能利用比較成功的國家相比，還存在很大的不足，如人們對太陽能利用認識不高，開發商缺少積極性，而對于已建的一些太陽房由于檔次太低，功能單一，重社會效益，輕經濟效益，形成缺錢的建不起、有錢的不愿建的局面。尤其核心技術掌握在老外手里！另外，太陽能熱水器到處亂裝，與建筑缺乏統一性，破壞建筑外觀也是太陽能利用中的一個很大的問題。針對目前存在的問題，今后我國發展太陽能建筑應注意以下幾點：一、加強宣傳，提高人們對開發利用太陽能和其它可再生能源重要性的認識。由主管部門負責組織實施及提供技術支持，充分利用現有的科研成果，加快太陽房發展步伐。二、發展多層次多功能太陽房，以滿足不同的需要。高檔太陽房具有采暖、空調、供熱水和供電等功能；中檔太陽房可以用燃油爐和電暖器作為輔助熱源，與太陽能互補；低檔太陽房采用被動太陽房，再增加一套太陽能熱水器。對于新建建筑，解決的辦法是預先將太陽能裝置的布置考慮到建筑設計中去，實現太陽能系統與建筑的一體化。對于既有建筑，要考慮利用建筑的既有設施，進行改造，達到節能的目的。目前，在江蘇，浙江，安徽，山東和北京等地已有一些太陽熱水器生產廠商主動聯合當地的建筑設計院進行太陽熱水器與小區住宅一體化設計的試點和示范，取得了較好的效果。太陽能在降低建筑能耗上的作用是不可低估的，相對其他可再生能源來說，太陽能具有一些特有的優勢，更利于與建筑結合，應用到建筑領域，因而大力發展太陽能是我國乃至全世界發展可再生能源、實現建筑能源管理的重要方向。二、太陽能能源在農業氣象中的利用提高農作物光能利用率，是當前農業氣象研究的一個重要課題。它對于發展農業生產、提高農作物總產量和單產量都具有十分重要的意義。提高作物光能利用率的途徑主要有以下幾個方面：（一） 是改變農作物種植制度和種植方式。這里主要包括作物間作、套種和復種，這對于提高光能利用率來說，其好處是能充分利用生長季節，使地面上經常有一定的作物覆蓋著。比如小麥、玉米、高粱和大豆多茬套作，全年葉面積此起彼伏、交替興衰，這樣就增加了作物光合作用的效果。通過間、套、復種，使田間作物有高稈、矮稈互相間隔，寬行、窄行互相間隔，從而使作物密度增大，葉面積增大，邊行增多，這就增加了邊行受光與多層受光，增加了直接光照面積。此外，還要根據地形，合理安排作物行向、行距，提高光能利用率。（二） 是培育高光效作物品種。選育光合作用能力強、呼吸消耗低，葉面積適當、株型和葉型合理、適合高密度種植不倒伏的品種，這樣也能提高光能利用率。（三） 是采用合理的栽培技術措施。在不妨礙田間二氧化碳流動的前提下，擴大田間葉面積系數（綠色葉面積和農田面積之比），使作物形成合理的空間結構，增加對太陽光能的吸收部分，減少反射、透射的部分，減小頂層光強超過飽和和下層光強不足的矛盾，這樣就有利于農作物干物質的積累，從而提高農作物產量。（四） 是提高葉綠素的光合效能。比如，利用人造光源補充田間光照，可提高光合效能，還可以通過調節播種時間，改變光照時段，也能影響作物的開花和結實時間，有效地增加產量.提高農作物對光能利用率的措施：（一）提高光能利用率的途徑1、 延長光合時間（1） 提高單位面積的土地利用率。如：輪、間、套種，一年內巧妙地搭配多種作物，從時間上和空間上更好地利用光能，縮短田地空閑時間，減少漏光率。（2） 延長生育期在不影響耕作制度前提下，適當延長作物生育期，提高光能利用率。（3） 補充人工光照日光燈光譜成分與日光近似，發熱微弱，是理想光源。2、 增加光合面積可采取如下措施，如：合理密植；通過育種，改變株型（如水稻）等。3、 加強光合效率（1） 增加光照強度（2） 增加CO2濃度。空氣中CO2濃度較低（0.03%），與最適CO2濃（0.1%）相差較遠，采取適當措施增加CO2濃度會提高光合速率。（3） 保證必須礦質元素的供應：如N、P、K、Mg等都和光合作用有密切的關系。我國農業氣象方面對太陽能的利用不是很充分，尤其是偏遠的地方，因此要大力宣傳太陽能在農業氣象方面的知識！以提高光能在農業氣象方面的應用。三、光能與熱轉換談到光能與熱轉換就要聯系到黑色物質。關于黑色物質為什么會吸收大部分的光子而產生熱能？這個問題我們還是要通過黑色物質的分子結構談起。大家知道黑色物質對光線的折射率是很低的，黑色物質將大部分光能轉換為熱能。黑色物質的特征是物質分子結構的化學反應，同時，它也存在諸多的物理因素變化。我們常見到的石墨、煤炭、石油等有機物都呈現為黑褐色至黑色之間不同的色度等級變化。黑色物質會將光線大部分能量轉變為熱能，這主要取決于黑色物質分子中最小原子的活躍程度。在自然界中，碳元素比較活躍，所有物質都是以碳基為主要成分的分子結構。也可以說組成人體的碳水化合物以及植物纖維細胞中的碳基化合分子都是以碳元素為主的物質體系，而煤碳和石油也是以碳基為主的可燃物質。然而，以碳基為主的化合物，以及化合物經過化學反應后都會生成黑色的物質。在黑色物質分子中，其原子內部的電子很容易受到外界低能級光粒子的激發作用而形成飄逸態（主要是碳元素），也包括其它的化學物質成分。當原子中的電子在吸收外界能量躍遷后會形成熱能的釋放并向四周傳遞，比如太陽能集熱器就是一個最簡單的例子。在夏季，我們人類將光能變為熱能用來增溫冷水進行洗浴。在冬季，我們用太陽能集熱器集熱可以取暖。以往，我們人類只知道黑色物質的光熱物理作用，并不知道黑色物質內部的原子活躍性。因為白顏色物質分子結構中的電子對低能級光粒子是很難受激發躍遷的，原子內部的電場對電子的束縛力也非常強，所以就不會形成光與熱能的轉換使光線大部分折射返回。物質分子的色度越深，其原子內的電子活躍性就越強，就越容易被光子激發飄逸產生熱能。也就是說，物質原子的活躍程度越強就越容易使核外電子受能量激發而遷移。另外，原子的活躍程度也取決于原子內部電場對電子的束縛力。束縛力越大，核外電子就越不容易躍遷，也就是核外電子的一種惰性。理論中，從黑色物質過渡到白色物質之間，會形成不同等級光輻射的熱能轉換是正確的。自然界中物質的不同灰度等級，是從白色到黑色之間的過度變化也是物質分子間的不同化學組合。在自然光的光譜中包含了很多不同頻率的射線成分（紫外到紅外），白色物體對光線吸收的很少，而黑色物質會將大部分光線吸收，尤其是光譜中紫外線的吸收概率非常高。物質的顏色越深，光能的熱轉換效率就越高，自然光強度越大，物質的光能轉換值也就越大。這里有一個最關鍵性的問題，那就是太陽的光輻射能。在物理學中，我們了解到了自然光是由不同頻率電磁波組成的綜合光譜，平時我們看到的只是單一的白色光。而且，光也是電磁波的一種，當物質中的電子在電磁場力的作用下就會形成力學結構變化。因黑色物質的電子非常活躍，在低能級磁場力（一般光強度）的作用下就可產生躍遷運動，這個運動過程也是原子核外層電子的能量轉換過程，當核外電子受能激發躍遷時會釋放出大量的熱能，這就是我們平時所說的太陽能集熱原理。其實，我們所說的黑色物質受光照后會產生熱能的轉變，不如說是由物質電子在電磁場力的作用下形成的熱能轉換。其實，光與熱能轉化，不如說是電磁場力對物質內部電子的能量激發。也就是自然界中物質的電子運動構成了在磁場力作用下進行熱能和電能的交換。一般說來，物質會將光能轉變為熱能，我們不如改個說法，那就是物質粒子的躍遷形成磁能的熱轉移。太陽是一個巨大的發光體也是強大的電磁輻射源，光是某一電磁波的頻率段，自然界的溫度變化也體現