概述
我國應用太陽能采暖發展迅速，節能效果明顯。在建築物的能耗結構中，其中75%的能源用于建築采暖和熱水供應。将太陽能利用與建築節能技術相結合，可以降低能源消耗，減少環境污染，是建築節能的一個重要途徑。
将太陽能作為蒸發器熱源的熱泵系統稱為太陽能熱泵系統。太陽能熱泵應用的主要研究領域為冬季太陽能熱泵——地闆輻射供暖系統和非采暖季太陽能熱泵供熱水系統的研究。
被動式太陽能利用
被動式太陽能是指不借助風扇、泵和複雜的控制系統而對太陽能進行收集、儲藏和再分配的系統。這種功能建立在對建築設計的綜合研究之上，那些建築的基本要素，如窗、牆、樓闆等都盡可能地負擔着各種不同的功能。例如，牆不僅起支撐屋頂和圍護的作用，還負擔着熱能的儲存和釋放作用。每一個被動式太陽能采暖系統至少要有兩個構成要素：朝南的玻璃采集器和通常由砌塊、岩石或水等保溫材料組成的能量儲存構件。根據這兩個要素之間的關系，被動式太陽能系統主要的幾種形式有：直接獲取系統、圖洛姆(Trombe)保溫牆、太陽室、屋頂水池、現代園藝溫室等。
1.直接獲取系統
在直接獲取系統中，每個朝南的窗戶都是一個直接獲取太陽能的系統，而其他朝向的窗戶在冬季所喪失的熱量比其獲取的熱量要多。在直接獲取系統中，溫室效應能夠起到一個熱調節閥的作用，它使太陽的短波輻射進入，同時又阻止了熱量的喪失。建築内部的保溫材料能夠吸收這些熱量，同時可以防止白天室内溫度過高，而夜晚則将儲存的熱量釋放出來，如果設計合理，保溫牆散發的熱量将能夠使房間在整個夜晚感覺非常舒适。因此，保溫材料的面積和南向玻璃面積之比在直接獲取系統中是非常關鍵的。
2.圖洛姆(Trombe)保溫牆系統
圖洛姆保溫牆系統是将保溫牆置于南向玻璃窗内側。由于它是由法國太陽能實驗室主任Felix Trombe教授研制成功的，因此又常常稱它為Trombe wall(圖洛姆牆)，當圖洛姆牆應用于建築物向室外排風時，也稱它為太陽能煙囪。其原理均是在朝南向陽牆的外表面塗以深色選擇性塗層，并在離牆外表面10cm左右處裝上玻璃或透明塑料薄片以形成空氣間層，利用“溫室效應”原理加熱夾層空氣，從而産生熱壓來驅動空氣流動。冬季可以通過打開集熱牆上、下兩個通風口形成循環對流來對室内空氣加熱，當需要新鮮空氣或室外氣溫比較合适時，也可打開玻璃下面的進風口、關閉集熱牆下面的風口來對室外新鮮空氣先加熱後再流入室内。夏季，則隻打開玻璃上風口與集熱牆下風口，利用夾層空氣的熱壓流動來預防室内過熱，同時帶走室内的部分餘熱。
同時，由于圖洛姆保溫牆很厚，通常為12英寸左右，延續時間長，熱量到晚上才能傳到牆體的内表面。如果有足夠的保溫材料，整個晚上圖洛姆保溫牆體都能起到散熱器的作用。
一般說來，僅在需要太陽熱量而不需要太陽光的情況下才選擇圖洛姆保溫牆這種方式。因為這種情況很少出現，所以圖洛姆保溫牆多與直接采暖方式結合使用。
3.太陽室
太陽室是一種為建築物主體采暖而設計的房間，其用途猶如第二起居室。這種概念源自18世紀～19世紀流行的“暖房”。今天太陽室常被人們稱為“日光浴室”。
因為太陽室隔熱及遮陽的效果差，所以不能加熱或制冷。機械采暖和制冷需要太多的能量，而太陽室則是損失能量快于獲取能量。它存在溫度變化幅度過大的問題，當溫度達到最高時，太陽室将暫時不能使用。因此，一個好的太陽室設計應使其在一年中可以有較多的時間令人感到舒适。
主動式太陽能利用
1.太陽能熱泵技術
熱泵技術是一種新型的節能型空調制冷供熱技術，是利用少量高品位的電能作為驅動能源，從低溫熱源吸取低品位熱能，并将其傳輸給高溫熱源，以達到泵熱的目的，從而轉能質系數低的能源為能質系數高的能源，節約高品位能源，是一種能夠提高能量品位的技術。
将太陽能作為蒸發器熱源的熱泵系統稱為太陽能熱泵系統。太陽能熱泵應用的主要研究領域為冬季太陽能熱泵——地闆輻射供暖系統和非采暖季太陽能熱泵供熱水系統的研究。
2.太陽能制冷技術
在太陽能的利用中，太陽能制冷空調是一個極具發展前景的領域，也是當前制冷技術研究中的熱點。太陽能制冷具有以下三個優點：1)節能；2)環保；3)熱量的供給和冷量的需求在季節和數量上能夠高度匹配，太陽輻射越強，氣溫越高，冷量需求也越大。太陽能制冷還可以設計成多能源系統，充分利用餘熱、廢氣、天然氣等其他能源。
目前，關于太陽能制冷系統的研究較多，從原理上看主要包括以下兩種：1)以熱能為驅動能源，如吸收式、吸附式、噴射式制冷等；2)以電能為驅動能源，先把太陽能轉化成電能，然後再利用電能來制冷，如光電式制冷、熱電制冷等。
3.建築光電一體式系統(BIPV)
目前，在歐美等發達國家，一些公用事業公司通過大型中心光電場以增加他們的電能，而另一些電力公司則通過建立靠近用戶的小型光電場達到這個目的。有的光電陣列集電闆布置在毗鄰建築的地方，有的布置在屋頂上，或者幹脆整個結合到建築的圍護結構中。在這種情況下，建築光電一體式系統就應運而生，簡稱為BIPV。這種BIPV光電設備可以充當建築的屋頂、外壁闆、幕牆、玻璃窗或者雨篷等特殊元件。
建築光電一體式系統作為一項新領域有如下優點：1)能夠減少電量輸送過程的費用，而這部分費用有時高達總電價的50％；2)能夠減少電量輸送過程的能耗；3)避免了放置光電陣闆的額外占用空間；4)可以省去建築圍護結構的部分費用；5)與建築結構合二為一，可以省去單獨為光電設備提供的支撐結構；6)使用新型建築圍護材料，發揮美學潛力；7)以不破壞環境的方式生産全部或部分的建築所需電力。
由于建築光電一體式系統具有如上所述的一系列優點，并且随着光電技術研究的進步、光電設備價格的下降，在不久的将來，将有越來越多的建築表面将采用光電覆面。
前景展望
太陽輻射能作為一種自然能源，以其儲量豐富且無污染性顯示了其獨特的優勢，已被國際公認為未來最具競争性的能源之一。
我國陸地面積接收的太陽輻射總量在3．3×103kJ／(m2·年)～8．4×10kJ／(m2·年)之間，相當于2．4×10億t标準煤，屬太陽能資源豐富的國家之一，太陽能利用前景十分廣闊。在人口膨脹、資源緊張等問題困擾人類的今天，開發利用太陽能，提倡建造綠色建築，充分體現了可持續發展和人類回歸自然的理念。
