大學校園中光伏發電的應用分析*

韋永森 朱勛夢 桂明輝

（桂林師范高等專科學校物理與工程技術系，廣西桂林 541001）

大學校園中光伏發電的應用分析*

韋永森 朱勛夢 桂明輝

（桂林師范高等專科學校物理與工程技術系，廣西桂林 541001）

科學技術高速發展的今天，能源短缺問題日益突顯，太陽能作為一種可再生能源，對解決能源短缺問題有著重要作用。大學作為科研的前沿，應該率先開發利用太陽能，在大學校園中運用太陽能光伏發電技術。本文針對大學中光伏發電的應用進行分析，提出一些具有建設性的意見，希望給相關工作者帶來一些啟示。

大學 發電 光伏應用

1　光伏發電的科學原理以及基本分類

1.1光伏發電的科學原理

光伏發電是以太陽能為能源來源的一種光伏效應，其通過特定半導體材料在太陽光線照射下形成電動勢，將這種特定的半導體材料根據物理原理并通過一定的手段制成太陽能電池。有太陽光照射的情況下，太陽能電池在光照條件下形成定量的電動勢，然后通過串并聯的手段將各個組件組成太陽能電池方陣，讓電池方陣達到一定的電壓標準，并且通過充電放電的手段儲存蓄電池的電能，以便在晚上或是光照條件差的情況下可以用蓄電池為逆變器提供輸入電，并且通過逆變器的作用將直流電變成交流電，再通過配電柜給相關電設備供電。

1.2光伏發電的基本分類

太陽能光伏發電分為并網和離網兩種模式，并網光伏發電就是將太陽能產生的直流電通過逆變器轉換成符合市電電網標準的交流電然后并入電網，這種模式一般都是由國家主導運用，需要國家級發電站，其占地規模大、投資規模大并且建設周期長。離網光伏發電系統一般由蓄電池、太陽能電池組、交流逆變器以及控制器組成，其應用較多。

2　太陽能光伏發電的前景展望

2.1太陽能光伏發電的優越性

太陽能光伏發電的優越性很顯著，太陽能是一種可再生資源，取之不盡，用之不竭，并且太陽能是一種清潔能源，綠色無污染，有利于環境保護。相比于傳統的水力、火力發電，太陽能光伏發電直接了當，沒有中間轉換的環節，無資源消耗，無廢水廢氣以及溫室氣體的排放，更不存在機械運轉產生的噪聲，也不需要冷卻液體，沒有二次污染。再者，太陽能板的安裝有靈活性和較強的環境適應性，可以安裝在室內，也可以安裝在室外，可以安裝在平原，也可以安裝在荒漠地帶。太陽能板結構呈現模塊化，成本低廉，運行簡單，加之光伏電池制造所需要的硅材料在地球的儲存量及其豐富，不存在資源短缺的現象。

2.2當今太陽能光伏發電的前景展望

就目前情況，傳統的油與煤資源日益短缺，各國都紛紛開始利用光伏發電，日本政府提出2020年光伏發電量達到28GW的目標，美國也提出旨在降低太陽能光伏發電成本的“太陽能先導計劃”，將太陽能光伏發電達到商業化競爭水平，按照當前情況推測，2030年，可再生資源在全球總能源結構中的比例將達到30%。

3　大學校園中太陽能光伏發電應用構想

3.1校園宣傳設施

大學校園中有著大量的布告欄以及讀報欄，這些宣傳設施很多沒有配有相應的照明設施，所以在夜間給師生造成閱讀障礙，安裝運用太陽能光伏發電可以起到照明的作用，同時也可以減少安裝投資，減少線路的鋪設，施工簡單、方便，經過一定的設計改裝還可以起到遮風擋雨的作用，可謂一舉多得。

3.2學生公寓公共廁所以及浴室照明

當前很多學校學生公寓的廁所和浴室還是集中式的廁所和浴室，廁所和浴室里面的照明一般是通宵照明，如果將太陽能光伏發電技術運用在廁所和浴室的照明上，在屋頂上安置太陽能板以實現公共廁所與浴室的光伏發電照明，其好處是顯而易見的，方便在校學生的同時節約能源。

3.3校園干道路燈照明

學校公用電費中，校園路燈消耗的費用不可忽視的一部分，由于路燈建在室外，與太陽光照接觸充分，所以太陽能路燈系統的建立實施潛力巨大，在大學校園中，可以按照以下幾種方案來實施建設校園路燈照明系統：①校園內的普通路燈與新型太陽能路燈相互結合，安裝上間隔而開，使用上分時段使用，充分結合兩種路燈的有點，規避其缺點，既保持了路燈的效果，也節省了能源。②在校園內實施路燈系統都安裝光伏系統，不論是區域路燈還是單體路燈，將整個校園照明都納入太陽能光伏發電系統中。

3.4高層建筑與地下建筑的安全照明

大學校園建設隨時代發展而變，高層建筑與地下建筑越來越多，規模也不斷擴大，在高層建筑和地下建筑建設中運用太陽能光伏發電技術，在緊急安全疏散通道安裝太陽能板，利用太陽能光伏技術進行照明，既能保持照明效果，也可以對節能減排有極大的促進作用。

4　校園內建立太陽能光伏發電系統的意義

校園內建設太陽能光伏發電系統是一項巨大的工程，有以下重大意義：

（1）光伏發電系統有使用壽命長、不污染環境、性能穩定、既能獨立發電也可以并網的優點，所有建立光伏發電系統可以長時間保障學校的持續供電，節能減排，緩解校園供電壓力，同時減少環境污染。

（2）由于太陽能獨有的特點，太陽能光伏發電系統穩定性極強，一旦在校園內部安裝，就可以長時間以固定價格進行供電，不存在燃料短缺、運輸緊張的問題，也不會受市場因素燃料價格波動的影響，有利于校園節能減排，為學校提供持續穩定的供電，保障學校工作正常運轉。

5　結語

當今世界，環境問題和能源問題成為制約可持續發展的主要難題之一，一直備受世界各國的關注。一些傳統的能源利用的弊端越來越顯著，比如火力發電會帶來粉塵以及二氧化碳、二氧化硫的排放。太陽能作為一種清潔能源以及可再生能源，具有安全、無污染、清潔以及儲量豐富的特點，是未來能源運用的一種趨勢，隨著社會的發展，其應用規模可以不斷擴大，校園作為科教前沿，應該率先引進應用光伏發電，建立太陽能光伏發電系統，促進節能減排，為社會做表率，以推動環境友好型社會的形成。

［1］孫仲武.光伏發電在大學校園的應用與探索［J］.四川建筑科學研究，2013，39（06）：332-334.

［2］練成雄.淺談光伏發電與校園建筑的應用［J］.日用電器，2013，94（10）：57-61.

［3］陳博.大學校園太陽能光伏發電實踐分析［J］.科技創新與應用，2014，11（34）：35-36.

［4］任楠楠，陶進，王楊洋.光伏建筑一體化在高校中的應用前景［J］.山西建筑，2016，42（01）：191-193.

［5］薛陽.太陽能光伏發電校園照明系統設計構想［J］.電子制作，2015，（24）：98.

2014年度廣西自治區教改項目，高職“工學研融合”培養與產業對接電子信息技能型人才的研究實踐（項目編號：2014JGA29 1）；2012年度廣西高等學校立項科研項目，校園太陽能光伏發電系統建設的研究（項目編號：201204LX494）。