光伏發電在建筑公共設施供配電中的應用探析

舒伯萍

摘 要 我國科技水平的不斷提高推動了經濟的發展，人們對于生活質量的追求有了明顯的提升。近年來，人們對于建筑工程的要求越來越高，對生活品質的追求有了更高的層次，尤其是最近幾年，國家加大了對建筑工程的關注。此外，科技水平的進步使得許多城市的公共場所對建筑供電的要求有了提升，光伏發電是目前人們主要研究的內容之一。

關鍵詞 光伏發電；建筑；供配電；應用

1 屋頂形式分類

在確定光伏支架結構形式時首先需要明確所裝光伏系統的屋面是何形式的。彩鋼瓦是用彩涂鋼卷經專門的機器軋制成型，而后裝于屋面檁條，從而形成防水的彩鋼瓦屋面，目前常用的彩鋼瓦有角弛型彩鋼瓦，180度咬合彩鋼瓦，360度咬合彩鋼瓦；而混凝土屋面就是由混凝土現澆而成的屋面[1]。

2 支架結構設計原理

為了不破壞原建筑的防水層，影響正常的生產工作，彩鋼瓦屋面的支架主要采用與彩鋼瓦瓦型配套的專用夾具和導軌與 彩鋼瓦固定，以保證整個支架系統的穩定可靠。對于混凝土屋面，為了不破壞建筑的防水層，影響正常的生產工作，一般采用水泥墩安裝方式，靠水泥墩與光伏組件自身重量固定在混凝土屋面。

3 屋面支架結構材料的選用

3.1 支架結構材料及材質要求彩鋼瓦屋面整個支架系統的材料主要包括

鋁合金夾具、鋁合金立柱、鋁合金橫梁、鋁合金導軌、鋁合金壓塊；而混凝土屋面整個支架系統的材料主要包括：混凝土基礎，鋼立柱、鋼橫梁、鋼導軌。由于光伏系統的設計使用年限為25年，因此整個支架系統的材料需要具備非常好的防腐蝕性能，彩鋼瓦屋面鋁合金材料的材質建議使用6005-T5及以上的材料，混凝土屋面的鋼支架材料建議選用材質不低于Q235B，熱鍍鋅含量不低于65μm。

3.2 彩鋼瓦屋面夾具、導軌的選用

對于彩鋼瓦屋面，在設計時首先需要確定彩鋼瓦的瓦型，依據彩鋼瓦瓦型選用與之配套的專用夾具，通過不銹鋼螺栓與彩鋼瓦緊密連接，并以此作為整個支架系統的基礎。由于夾具與彩鋼瓦固定后，是整個支架系統安全穩定的基礎，因此夾具是否穩定可靠關系到整個支架系統的可靠性，因此夾具的厚度建議一般不低于5mm；而導軌是用于與光伏組件進行固定的次結構，是保證光伏組件穩定的重要構件，需要依據當地的風壓、雪壓及其他荷載情況進行計算確定，建議厚度不低于1.8mm，且應選用常用的且市面上可以 買得到的導軌[2]。

4 建筑供配電中的光伏發電系統組成

在建筑工程中，太陽能光伏發電占有著十分重要的地位。隨著“可持續發展戰略”的提出，人們對于能源的利用效率有了更高的關注，對能源的保護措施加大，同時，也加快了對新能源開發的進程。太陽能是目前我國主要使用的新能源之一，太陽能光伏發電主要由以下幾個部位組成：

4.1 太陽能光伏板

使用太陽能進行光伏發電，最關鍵的一步在于對太陽能進行采集，目前，太陽能采集主要通過太陽能光伏板。利用太陽能光伏板對太陽能進行聚集，將其進行轉化，提高太陽能轉化的效率。太陽能光伏板放置的位置也有要求，目前，放置的位置主要是樓頂等光線良好的場所，可以對太陽能進行充分的收集。太陽能光伏板要根據不同的季節、不同的天氣進行角度與方向的調整，目前的調整方法主要是通過人工智能，利用電阻的平衡對太陽能光伏板進行調節，尋找適合的位置進行定位。

4.2 DC/DC變換器

DC/DC交換器的主要功能在于通過對回路中電流量進行計算、調節，提高太陽能轉化的效率。將光能的利用轉變為電能，供給人們的用電。同時，交換器可以對轉化的速率進行記錄，方便日后的科研調查。

4.3 儲能電池及儲能電量檢測與控制

在太陽能轉化為電能的過程中，通過對數據進行計算控制轉化效率，提高電池的利用率，延長電池的利用壽命。對電池利用的過程進行數據記錄，根據數據的變化情況調整電流的情況，對電池的使用進行合理、有效的控制，不斷提升電池的利用程度，開發電池的利用潛能。

4.4 PWM控制模塊和DC/AC變換器

PWM控制模板通過對電壓進行監控，嚴格控制電流的流量。在電流流量過大的情況下，將電流分流，將電壓分壓，監控使用過程，對使用情況進行數據記錄，方便日后的檢查與維修。

DC/AC變換器不同于DC/DC交換器，這種交換器是將與用電情況不符合的電流選擇出來進行改造，提供適合電壓的電流，完善使用過程。

4.5 雙電源自動切換開關

雙電源自動切換開關可以完善使用過程，達到電流的持續利用。眾所周知，太陽能的利用情況與天氣有非常大的關系。在光照充足的情況下，太陽能的使用效率高；在光照不充足的情況下，太陽能的使用效率低。這種電源切換模式有效地提高了電源的使用效率，延長了電源的壽命。

5 光伏發電技術在公共設施系統中的應用

5.1 光伏發電在車庫及樓梯間照明系統中的應用及功率計算

我國的公共設施十分豐富，除了一些必備的設施之外，還包括樓梯間以及地下車庫照明的使用。我國“可持續發展戰略”的提出表明我國政府對于能源的關注力度加大，這也就要求了現在的技術水平應該朝向更加節能的方向發展，要對電流的使用情況進行數據記錄，確定功率的范圍，提高能源的利用效率。

6 結束語

最近幾年來，我國的科技水平發展飛快，尤其是“科技強國戰略”提出以來，國家政府對于科技、創新的關注力度加大。光伏發電作為新興的發電模式，受到了人們的廣泛關注，目前，國家以光伏發電作為發電模式的主體力量，推動了我國建筑行業的進步，提高了居民的生活質量，對我國未來的長遠發展有很大的保障。

參考文獻

[1] 劉觀起，游曉科，楊玉新，等.光伏發電系統最大功率點跟蹤方法研究綜述[J].陜西電力，2012，40（2）：18-21.

[2] 武世敏，徐維昌，李明濱，等.用戶型光伏發電與市電互補自動切換系統設計[J].自動化儀表，2014，35（10）：50-52.