© Adrià Goula

多年来，建筑师们在能源负荷方面重点考虑的是要减少建筑的冷却、加热、通风和照明方面所需的能源。太阳能设计包含了照明和其他被动方面，而最近则更多的是考虑操作和结构上的能源体现。建造节能建筑已经越来越形成了一种微妙的平衡，要减少设计那些需要能源的功能，但实际上可能会增加建造它们所需要的能源密集型的材料。

如今，世界各地的建筑师和设计师在设计时尽量减少新建筑使用的能源量，对太阳能和可持续发展的考虑已经体现在碳排放上。美国建筑师协会最近在《紧急可持续气候行动决议》中指出，"在净零碳行动成为各成员国的公认标准之前，美国建筑师协会将把紧急气候行动作为一个健康、安全和福祉问题来优先考虑并提供支持"。以下文章和项目在考虑建筑和能源之间的联系的同时，探讨了太阳能板的设计、光伏技术以及最近的创新之举，这些发明创造正在影响我们对未来建筑环境的思考。

光伏能源是如何工作的？

© Ivar Kvaal

光伏技术曾经只应用于空间站和卫星上，现在正在逐渐普及，并成为一种越来越多的选择。每天，太阳都会释放出大量的能量，远远超过了地球上人口的消耗。由于太阳是一种可持续和可再生的发电来源，本文旨在解释关于这一过程的基本概念，并强调在设计太阳能系统的时候，需要重要考虑的因素。

加州要求新建住宅需安装太阳能电池板

via Creative Commons

加州建筑标准委员会已经批准了一项从2020年开始的新规定，要求在该州建造的所有新住宅都必须要装上太阳能电池板。作为美国的第一例此类规定，政府鼓励房主在其电力系统中增加一个高容量的电池。政府希望通过这项举措依靠可再生能源发电，并实现该州大幅减少温室气体排放的目标。

特斯拉推出完全集成的太阳能屋顶系统

Courtesy of Tesla

三年多前，埃隆·马斯克表示特斯拉公司推出一项可以改变世界的最新科技，一种可以完全集成到房屋建筑中的太阳能屋顶系统，此系统与传统屋顶没有区别。这种瓦片由特殊纹理玻璃制成，上面有微小的百叶窗，可以让光线进入房间，同时不会露出内部光伏电池。

研究人员利用日本水墨画技术改进太阳能电池板

Courtesy of University of Michigan

密歇根大学的研究人员最近正在开发一种太阳能系统，它可以最大程度的吸收太阳能，同时减少电池板本身生产的碳排放。得到的令人惊讶的研究结果就是，通过将古老的日本折纸艺术融入到太阳能板，这种太阳能板接收到的阳光可以比传统的面板多40%。

隐形太阳能接收技术已然实现

© Yimu Zhao

太阳能收集系统不需要太显眼。由于密歇根州立大学（MSU）的研究人员开发了一种透明的发冷光的太阳能聚光器（LSC），可以应用于窗户或其他有透明表面的物体，现在太阳能收集系统甚至可以是隐形的。

如何在建筑上应用被动式太阳能设计

© Bruce Damonte

在定义上，被动式太阳能是利用自然分布来收集太阳的能量。被动式太阳能系统的应用可以通过这种最环保的方式为建筑物提供热量、照明、机械动力和电力。这篇文章概述了在建筑设计中实施被动式太阳能系统的完整规范。

译者：Cecilia