太陽能光伏發電在節約型城市建設中的應用

卜華成

摘要：針對我國節約型城市建設速度不斷更新，城市對電能的消耗量將日益增多，以傳統能源供電的城市發展，大大加速了對環境造成的污染及惡化進程，不利于建設節能環保、低碳經濟的發展思維。結合我國“十三五”智慧城市規劃建設，本文提出了太陽能光伏發電技術應用于智慧城市建設發展，有效解決了智慧城市低碳經濟、綠色環保等經濟發展相關問題。

關鍵詞：光伏發電技術；節約型城市；綠色環保

中圖分類號：TM615 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2018）006-0-02

一、光伏新能源發電技術

作為我國城市“十三五”規劃建設， 國家在“十三五”期間進行打造低碳、綠色環保的智慧城市。太陽能光伏發電在智慧城市中的應用，有效地改善了城市對傳統能源的依賴，從而達到低碳經濟、高效節能、綠色環保的目的。當前太陽能光伏發電技術相當成熟，所以太陽能光伏發電是我國智慧城市規劃建設發展的最佳選擇。太陽能光伏發電技術很好的解決了我國智慧城市的發展需求，在今后太陽能光伏發電占領能源市場勢在必得。

太陽能光伏發電解決了智慧城市低碳、節能、綠色環保的重大問題，也使智慧城市的規劃建設不斷加強了太陽能光伏發電技術的應用。彼此之間相互促進協同發展將是我國未來能源、經濟及城市發展方向的指引。

（一）光伏新能源發電技術的基本工作原理

光伏新能源發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，在通過光伏發電系統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節。并且具備充電蓄能的作用，白天利用太陽能進行發電，晚上利用蓄能電池進行供電。

（二）光伏新能源發電技術的特征

光伏新能源相對傳統的石油、天然氣的發電技術而言，能夠更好地對峰值進行可控制的調節，使得電網十分穩固。相對利益和成本而言，光伏新能源無論是環保可持續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石油等發電節省成本。光伏新能源無論是在任何行業其利用率都要比傳統方式高很多，尤其是在建筑行業，比其他行業的利用率更高。

（三）影響光伏新能源的主要因素

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。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。所以要想避這樣的事情，就要對建筑外墻進行分區域統一電性或者是分區后使用不同的電池片來平衡。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。

二、光伏發電在節約型城市中應用與優勢

（一）光伏新能源發電技術在建筑電氣節能中的應用

1.應用形式。光伏新能源發電技術在建筑電氣節能中的應用形式有兩種，分別是：第一種形式是光伏系統與建筑相結合。通過將光伏發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，可實現自給自足的供電模式；第二種形式是光伏系統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量大，所供電量也就更充足。

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。

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，安裝設備的周圍環境十分重要，要保證其不受到碰撞等事情的發生；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電正常進行隨著全球不可再生資源的過度開采及利用，導致能源枯竭和環境的嚴重污染，太陽能作為一種“取之不盡、用之不竭”的低碳經濟、綠色環保、供給安全的新能源越來越受到重視、同時， 也隨著太陽能光伏技術的發展和進步，廣泛應用與我們日常生活之中， 逐漸取代了傳統能源的利用。作為現代節約型城市的建設，太陽能光伏發電應用能給節約型城市建設帶來更多好處。

（二）光伏新能源發電技術在城市節能應用中的優勢

達到智慧城市低碳、綠色環保的要求：因為太陽能發電是一種清潔無污染的能源轉換，能源利用給節約型智慧城市帶來零污染，零排放，從而達到節約型城市建設中首選能源利用之一。達到國家節能環保的戰略：我國作為能源消費大國，自給自足很難達到，主要依賴于進口。在現代化節約型城市建設中，節能環保，綠色發展是我國“十三五”重要部署。加強太陽能光伏發電技術在節約型城市中的應用，達到綠色發展，節能環保的智慧城市，能夠有效地解決資源緊缺，發到節能環保的戰略意義。促進了我國光伏產業的發展：我國是光伏產業生產大國，但是太陽能光伏發電裝機容量遠遠不及發達國家。從而大部分產品主要出口歐美國家，由于當前處于經濟復蘇乏力的環境，歐美國家進行貿易保護，對我國光伏產品進行反傾銷，使之我國光伏行業發展受到重創，制約著我國光伏產業的發展以及我國經濟增長。根據國家“十三五”智慧城市經濟建設的提出及規劃發展，加強了新能源替代傳統能源的充分利用，從而促進了我國光伏產業的發展。

三、光伏發電與智慧城市協同發展的前景

（一）因為太陽能是一種可再生能源，節能環保，加強太陽能光伏發電的應用，能促進我國光伏相關產業的發展， 使之成為我國未來的經濟發展支柱，減輕我國就業壓力，能源支配緊張，環境污染等相關問題，從而促使我國的環境與經濟得到有效改善。太陽能光伏發電解決了智慧城市低碳、節能、綠色環保的重大問題，也使智慧城市的規劃建設不斷加強了太陽能光伏發電技術的應用。彼此之間相互促進協同發展將是我國未來能源、經濟及城市發展方向的指引。

（二）作為我國城市“十三五”規劃建設，國家在“十三五”期間進行打造低碳、綠色環保的智慧城市。太陽能光伏發電在智慧城市中的應用，有效地改善了城市對傳統能源的依賴，從而達到低碳經濟、高效節能、綠色環保的目的。當前太陽能光伏發電技術相當成熟，所以太陽能光伏發電是我國智慧城市規劃建設發展的最佳選擇。太陽能光伏發電技術很好的解決了我國智慧城市的發展需求，在今后太陽能光伏發電占領能源市場勢在必得。

（三）當前針對光伏新能源的應用上，由于科學技術的限制，光伏新能源還無法實現大范圍的運用，并且在進行實際應用過程中，存在著一定的限制。當前科學技術不斷發展，對光伏系能源的運用水平也在不斷的提升，光伏新能源在我國的應用形式主要有兩種：一是把光能源轉變成電能，進行應用。在太陽能轉變成電能并提供動力支持的過程中，需要太陽電池板以及控制其和逆變器等相關設備。太陽電池板在白天收集太陽光轉換成電能。這個時候的電能由于其壓力較大，電力傳輸線路無法對其進行直接傳輸，所以，必須利用逆變器對太陽電池板中的電能進行轉換，把直流電轉變成交流電，電力傳輸線路才能夠對其進傳輸，把電力能源傳輸到控制器當中，進行供電或者著照明使用。二是把太陽光能轉變成熱能。在建筑物中安裝相關裝置，通過裝置把太陽能轉變成熱能，以保證建筑物和居民的入場供暖需求，為降低建筑行業對電氣資源的消耗提供了重要的條件，有效促進了我國的節能減排水平提升。

四、結語

綜上所述，太陽能是人類開發的新能源，太陽能光伏發電具有可再生性和環保性，與我國提出可持續發展戰略要求一致，也必然是全世界今后研究新能源的主要方向。這個在改革的初期必然會伴隨有一系列的疑難雜癥，但是我相信隨著技術水平的不斷進步，我們的事業會不斷的成熟，理念會不斷的更新，最終促進太陽能光伏發電系統持續發展。

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基金項目：本文系江蘇大學科研立項項目成果，項目編號16C585。