建筑電氣節(jié)能中光伏新能源的應用

楊翠翠

摘要：文章分析了隨著時代的發(fā)展，建筑電氣節(jié)能的必要性，同時闡述了光伏新能源在建筑電氣節(jié)能中的優(yōu)勢及應用，最后總結了光伏新能源在建筑電氣節(jié)能中的重要性，旨在提高光伏新能源在建筑電氣節(jié)能的利用率，為以后的應用提供一些有價值的參考與借鑒。

關鍵詞：建筑工程；電氣節(jié)能；光伏新能源；節(jié)能減排；電能消耗 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU85 文章編號：1009-2374（2017）11-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.073

1 建筑電氣節(jié)能減排

1.1 建筑電氣節(jié)能減排的必要性

隨著科技的不斷創(chuàng)新、時代的不斷發(fā)展，全球的經(jīng)濟競爭也越來越激烈，對新能源的不斷開發(fā)和利用也越來越多。作為人類經(jīng)濟市場競爭最為激烈的行業(yè)之一的建筑業(yè)，其每年新建造的房屋總面積比全球其他國家都要高出許多，而且建筑過程中電能的消耗更是逐年增加。針對這一現(xiàn)象，建筑行業(yè)只有將電氣節(jié)能作為一個突破口，將節(jié)約資源和能源作為目標，對其采取必要的措施，才能在市場經(jīng)濟競爭中處于佼佼者的位置，永不凋零。目前，針對建筑電氣節(jié)能方面，光伏新能源的應用最為廣泛和矚目，應用價值也非常高。

1.2 建筑電氣節(jié)能的基本思路

1.2.1 選擇最合適材料，節(jié)約循環(huán)利用。要想做到既要電氣節(jié)能，又要經(jīng)濟增長，將經(jīng)濟與節(jié)能兩手抓，就要做到不偷工減料，盲目追求電氣的節(jié)能，而忽視了建筑的基礎就是材料本身，所以應將最合適的材料應用于建筑中去。而且其應用之后的邊角料和廢品，可以通過變賣的方法來獲取購買節(jié)能材料的費用。

1.2.2 合理控制施工用電。在建筑行業(yè)中，最為頭疼的一個難題就是用電的問題。建筑在施工過程中，如果不對用電量進行合理的控制和使用，就會造成大量的電能損耗，所以應當對其進行合理的控制，但是前提條件是保證施工的正常進行。

1.2.3 加強對大型耗電量設備的管理與監(jiān)督。在建筑施工過程中，一些大功率設備的耗電量巨大，如果不對其加以監(jiān)督和合理的管理，很可能造成電量的不必要浪費。

簡而言之，在建筑正常施工為基本條件的前提下，盡量減少對電能的耗損是建筑電氣節(jié)能的基本思路及原則。

1.3 建筑電氣節(jié)能的主要措施

1.3.1 配電系統(tǒng)的具體設計。建筑電氣節(jié)能過程中，節(jié)能工作的好壞主要取決于配電系統(tǒng)的詳細設計。一般情況下，配電系統(tǒng)都是根據(jù)建筑所需的用電量，負荷配電級數(shù)以及其分布等具體特點進行具體的設計，可以將其設計得更加簡潔方便且配電級數(shù)不要太多，但是這些設計的前提條件就是保證建筑電氣節(jié)能供電質(zhì)量以及正常的進行。最后結合配電系統(tǒng)的設計，選擇適宜的配電系統(tǒng)，例如環(huán)式配電系統(tǒng)等，降低電耗，提高供電質(zhì)量。

1.3.2 選擇適用的變壓器。隨著四季的轉換，不同的季節(jié)所出現(xiàn)的用電頻率和高峰也就不同，例如夏季由于空調(diào)使用的頻率較高，用電量也隨之不斷增加，導致建筑電氣負荷大。所以應當根據(jù)生活中的實際情況，對變壓器進行更好的選擇。

1.3.3 降低電量在傳輸過程中的損耗。在建筑電氣節(jié)能過程中，降低電量在傳輸過程中的損耗是十分有必要的。然而一般情況下，都是通過選擇電導率較低的電導材質(zhì)，為減少迂回供電造成的傳輸過程中的電損耗，采取直線形式的電路供電方式以及合理的選用不同規(guī)格的電線電纜等方法對電量在傳輸過程中的損耗進行降低。

1.3.4 節(jié)能燈具的選擇。在建筑過程中，燈具的使用是必不可少的事情。一般情況下，人們使用的照明工具都是便宜易安裝的白熾燈，但是隨著時間的變化以及長久的使用，其本身會慢慢發(fā)黑，造成光照不足，發(fā)光率低的問題。隨著時代的進步，近年來各種節(jié)能燈的出現(xiàn)，很有效地規(guī)避了這一類問題的發(fā)生。在建筑過程中，只有順應時代變化，選擇合適的節(jié)能燈具，才能夠使電量的利用率在建筑電氣節(jié)能中得到提高。

1.3.5 選擇合適的電壓等級。由于建筑電氣供電過程中，受需電位置的距離、耗電電器或是耗電儀器以及該地區(qū)總的使用電量的情況等因素的影響，所要供的電的電壓也就不同，導致出現(xiàn)高壓電和低壓電這兩種配置的電壓，日常生活中，我們常常見到的小區(qū)高壓電，其配電電壓為10kV，電壓很高，需注意安全。

2 光伏新能源發(fā)電技術

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的越來越快，資源的利用和開發(fā)也變得越來越緊張。尤其是對于我國這樣的人口基數(shù)巨大的國家而言，能源的使用要比其他國家多出很多，然而能源是不可再生的，所以國家想要長期穩(wěn)定地發(fā)展下去，就要尋找能夠替代這些不可再生資源的新能源，相對于石油、天然氣等燃燒過程中產(chǎn)生污染物的能源而言，光伏新能源就是一種無污染可持續(xù)發(fā)展的新型能源，它是利用太陽能轉化為電能的一種技術，可以應用于多個領域，尤其是在建筑電氣節(jié)能方面的應用十分

廣泛。

2.1 光伏新能源發(fā)電技術的基本工作原理

光伏新能源發(fā)電是通過太陽能電池組件對太陽能進行采集，然后將太陽能轉化為電能，在通過光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器將其轉化為交流電，使用時用控制器進行控制和調(diào)節(jié)。并且具備充電蓄能的作用，白天利用太陽能進行發(fā)電，晚上利用蓄能電池進行供電。

2.2 光伏新能源發(fā)電技術的特征

2.2.1 光伏新能源相對傳統(tǒng)的石油、天然氣的發(fā)電技術而言，能夠更好地對峰值進行可控制的調(diào)節(jié)，使得電網(wǎng)十分穩(wěn)固。

2.2.2 相對利益和成本而言，光伏新能源無論是環(huán)保可持續(xù)還是其具有白天蓄電、晚上供電的功能，都進一步說明比傳統(tǒng)石油等發(fā)電節(jié)省成本。

2.2.3 光伏新能源無論是在任何行業(yè)其利用率都要比傳統(tǒng)方式高很多，尤其是在建筑行業(yè)，比其他行業(yè)的利用率更高。

2.3 影響光伏新能源的主要因素

2.3.1 太陽能電池板的傾斜角度。由于建筑過程中，其所在的地形地貌、氣候和周圍的輻射場都存在一些影響，所以只有因地制宜地算好電池板的傾斜角度，才能夠使光伏新能源得到最大利用率的電能。

2.3.2 各組件之間電性不匹配。一般情況下，光伏新能源在建筑中應用時，都會出現(xiàn)組件電流或是電壓不匹配的事情，那是因為建筑外墻在組建過程中所需要的平面其形狀大小各異的原因導致的。所以要想避免這樣的事情，就要對建筑外墻進行分區(qū)域統(tǒng)一電性或者是分區(qū)后使用不同的電池片來平衡。

2.3.3 光伏電池強度。由于光伏新能源在建筑中使用時，都是使用光伏材料作為建筑材料的，所以其強度的大小對輸出的電量有著直接的影響。由于建筑過程中，光伏組件的使用范圍廣，而且使用的位置也不同，導致需要的光伏強度也不同，所以需要對不同位置進行不同強度的光伏組件使用，例如采光好的屋頂可以考慮使用強度大一些的光伏組件，這樣采集到的太陽能的能量大。

3 光伏新能源發(fā)電技術在建筑電氣節(jié)能中的應用及優(yōu)勢

3.1 光伏新能源發(fā)電技術在建筑電氣節(jié)能中的應用

3.1.1 應用形式。光伏新能源發(fā)電技術在建筑電氣節(jié)能中的應用形式有兩種，分別是：第一種形式是光伏系統(tǒng)與建筑相結合。通過將光伏發(fā)電設備安裝在建筑物的外墻或是屋頂，通過與其他組件的配合進行供電與蓄電，這種供電形式相對獨立，可實現(xiàn)自給自足的供電模式；第二種形式是光伏系統(tǒng)的組件與建筑過程中的材料相結合共同使用。具體方法是將光伏發(fā)電中的一些組件通過特殊的制作方法與材料，制作為建筑所需要的屋頂、窗戶等建筑材料，取代普通的建筑材料既省錢又方便，而且由于建筑物的材料里面有光伏組件，所以采集到的太陽能要比其他形式的光伏系統(tǒng)量大，所供電量也就更充足。

3.1.2 設備的安裝與維修保護。光伏新能源在安裝過程中，因為其工作原理是利用太陽能來轉化為電能，所以需要將設備安裝在無遮擋物且陽光充足的地方，確保設備能夠采集得到足夠的陽光。由于赤道附近的陽光能量最足，所以在安裝時要保證將其方向沖著赤道方向安裝，而且要算好設備安裝時的角度，保證受熱均勻，且要定期進行維護保養(yǎng)。

3.1.3 安裝過程中的注意事項。首先，要確保安裝時無障礙物遮擋陽光；其次，在安裝過程中，為了保護光伏新能源設備的安全，安裝設備的周圍環(huán)境十分重要，要保證其不受到碰撞等事情的發(fā)生；最后，面對惡劣的氣候和許多不可抗力的事故時要有相應的急救和預防措施，保證光伏新能源的發(fā)電正常進行。

3.2 光伏新能源發(fā)電技術在建筑電氣節(jié)能中應用的優(yōu)勢

3.2.1 占地面積小。通常情況下，光伏新能源發(fā)電設備是安裝在建筑物的外墻或者是采光比較好的屋頂?shù)任恢茫嫉孛娣e不多，非常省空間。

3.2.2 來源廣，綠色無污染。由于太陽能在地球的任何地方都有，其來源十分廣泛，發(fā)電過程中完全不必為沒有太陽光可以使用而擔心。且資源在應用過程中，也沒有像石油、天然氣等傳統(tǒng)發(fā)電過程中產(chǎn)生二氧化硫等污染氣體，十分綠色環(huán)保。

3.2.3 耗電量小，減少能源浪費。由于光伏新能源發(fā)電是通過建筑之間集中并網(wǎng)發(fā)電的，為居民提供所需的電能。由于建筑體系完全可以對暢通無阻地對電能進行輸入和輸出的操作，大大地減少了電能的消耗，減少了能源不必要的浪費。

3.2.4 強化供電過程中的安全和可靠性。由于建筑電氣在使用光伏新能源發(fā)電過程中，光伏系統(tǒng)將發(fā)電過程中產(chǎn)生的多余電量存儲起來輸送到了電網(wǎng)中，調(diào)節(jié)了電量的輸出，強化了供電過程中的安全和可靠性。

3.2.5 外觀美觀，成本降低。由于光伏新能源發(fā)電所需建筑材料為光伏材料，即太陽能電池板，安裝時可以按照喜歡的建筑形式進行設計，使其不僅實用性高且外形美觀。最主要的就是光伏材料相對其他建筑材料以及安裝時的人力物力而言，成本相對低廉。

4 結語

由本文可知，隨著時代的不斷發(fā)展，建筑業(yè)想要繼續(xù)發(fā)展下去，就要在節(jié)約能源這方面進行深入的研究和技術的開發(fā)。光伏新能源發(fā)電在建筑電氣節(jié)能方面毫無疑問可以說是一個大的發(fā)展趨勢，這也說明其重要性。然而在生活中，光伏新能源在建筑行業(yè)的應用還存在著許多問題需要去解決和了解，本文通過對其在建筑電氣節(jié)能中的應用進行探討，為其未來的應用和研究提供一些有價值的參考與借鑒。

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（責任編輯：王 波）