光伏發(fā)電在建筑公共設(shè)施供配電中的應(yīng)用探析

舒伯萍

摘 要 我國(guó)科技水平的不斷提高推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于生活質(zhì)量的追求有了明顯的提升。近年來(lái)，人們對(duì)于建筑工程的要求越來(lái)越高，對(duì)生活品質(zhì)的追求有了更高的層次，尤其是最近幾年，國(guó)家加大了對(duì)建筑工程的關(guān)注。此外，科技水平的進(jìn)步使得許多城市的公共場(chǎng)所對(duì)建筑供電的要求有了提升，光伏發(fā)電是目前人們主要研究的內(nèi)容之一。

關(guān)鍵詞 光伏發(fā)電；建筑；供配電；應(yīng)用

1 屋頂形式分類

在確定光伏支架結(jié)構(gòu)形式時(shí)首先需要明確所裝光伏系統(tǒng)的屋面是何形式的。彩鋼瓦是用彩涂鋼卷經(jīng)專門的機(jī)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(xiàn)澆而成的屋面[1]。

2 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

為了不破壞原建筑的防水層，影響正常的生產(chǎn)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(dǎo)軌與 彩鋼瓦固定，以保證整個(gè)支架系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。對(duì)于混凝土屋面，為了不破壞建筑的防水層，影響正常的生產(chǎn)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(jié)構(gòu)材料的選用

3.1 支架結(jié)構(gòu)材料及材質(zhì)要求彩鋼瓦屋面整個(gè)支架系統(tǒng)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(dǎo)軌、鋁合金壓塊；而混凝土屋面整個(gè)支架系統(tǒng)的材料主要包括：混凝土基礎(chǔ)，鋼立柱、鋼橫梁、鋼導(dǎo)軌。由于光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用年限為25年，因此整個(gè)支架系統(tǒng)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(zhì)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(zhì)不低于Q235B，熱鍍鋅含量不低于65μm。

3.2 彩鋼瓦屋面夾具、導(dǎo)軌的選用

對(duì)于彩鋼瓦屋面，在設(shè)計(jì)時(shí)首先需要確定彩鋼瓦的瓦型，依據(jù)彩鋼瓦瓦型選用與之配套的專用夾具，通過(guò)不銹鋼螺栓與彩鋼瓦緊密連接，并以此作為整個(gè)支架系統(tǒng)的基礎(chǔ)。由于夾具與彩鋼瓦固定后，是整個(gè)支架系統(tǒng)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)，因此夾具是否穩(wěn)定可靠關(guān)系到整個(gè)支架系統(tǒng)的可靠性，因此夾具的厚度建議一般不低于5mm；而導(dǎo)軌是用于與光伏組件進(jìn)行固定的次結(jié)構(gòu)，是保證光伏組件穩(wěn)定的重要構(gòu)件，需要依據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)壓、雪壓及其他荷載情況進(jìn)行計(jì)算確定，建議厚度不低于1.8mm，且應(yīng)選用常用的且市面上可以 買得到的導(dǎo)軌[2]。

4 建筑供配電中的光伏發(fā)電系統(tǒng)組成

在建筑工程中，太陽(yáng)能光伏發(fā)電占有著十分重要的地位。隨著“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”的提出，人們對(duì)于能源的利用效率有了更高的關(guān)注，對(duì)能源的保護(hù)措施加大，同時(shí)，也加快了對(duì)新能源開(kāi)發(fā)的進(jìn)程。太陽(yáng)能是目前我國(guó)主要使用的新能源之一，太陽(yáng)能光伏發(fā)電主要由以下幾個(gè)部位組成：

4.1 太陽(yáng)能光伏板

使用太陽(yáng)能進(jìn)行光伏發(fā)電，最關(guān)鍵的一步在于對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行采集，目前，太陽(yáng)能采集主要通過(guò)太陽(yáng)能光伏板。利用太陽(yáng)能光伏板對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行聚集，將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化，提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的效率。太陽(yáng)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?shù)裙饩€良好的場(chǎng)所，可以對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行充分的收集。太陽(yáng)能光伏板要根據(jù)不同的季節(jié)、不同的天氣進(jìn)行角度與方向的調(diào)整，目前的調(diào)整方法主要是通過(guò)人工智能，利用電阻的平衡對(duì)太陽(yáng)能光伏板進(jìn)行調(diào)節(jié)，尋找適合的位置進(jìn)行定位。

4.2 DC/DC變換器

DC/DC交換器的主要功能在于通過(guò)對(duì)回路中電流量進(jìn)行計(jì)算、調(diào)節(jié)，提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的效率。將光能的利用轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽┙o人們的用電。同時(shí)，交換器可以對(duì)轉(zhuǎn)化的速率進(jìn)行記錄，方便日后的科研調(diào)查。

4.3 儲(chǔ)能電池及儲(chǔ)能電量檢測(cè)與控制

在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算控制轉(zhuǎn)化效率，提高電池的利用率，延長(zhǎng)電池的利用壽命。對(duì)電池利用的過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化情況調(diào)整電流的情況，對(duì)電池的使用進(jìn)行合理、有效的控制，不斷提升電池的利用程度，開(kāi)發(fā)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(guò)對(duì)電壓進(jìn)行監(jiān)控，嚴(yán)格控制電流的流量。在電流流量過(guò)大的情況下，將電流分流，將電壓分壓，監(jiān)控使用過(guò)程，對(duì)使用情況進(jìn)行數(shù)據(jù)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(lái)進(jìn)行改造，提供適合電壓的電流，完善使用過(guò)程。

4.5 雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)

雙電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)可以完善使用過(guò)程，達(dá)到電流的持續(xù)利用。眾所周知，太陽(yáng)能的利用情況與天氣有非常大的關(guān)系。在光照充足的情況下，太陽(yáng)能的使用效率高；在光照不充足的情況下，太陽(yáng)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(zhǎng)了電源的壽命。

5 光伏發(fā)電技術(shù)在公共設(shè)施系統(tǒng)中的應(yīng)用

5.1 光伏發(fā)電在車庫(kù)及樓梯間照明系統(tǒng)中的應(yīng)用及功率計(jì)算

我國(guó)的公共設(shè)施十分豐富，除了一些必備的設(shè)施之外，還包括樓梯間以及地下車庫(kù)照明的使用。我國(guó)“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”的提出表明我國(guó)政府對(duì)于能源的關(guān)注力度加大，這也就要求了現(xiàn)在的技術(shù)水平應(yīng)該朝向更加節(jié)能的方向發(fā)展，要對(duì)電流的使用情況進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，確定功率的范圍，提高能源的利用效率。

6 結(jié)束語(yǔ)

最近幾年來(lái)，我國(guó)的科技水平發(fā)展飛快，尤其是“科技強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”提出以來(lái)，國(guó)家政府對(duì)于科技、創(chuàng)新的關(guān)注力度加大。光伏發(fā)電作為新興的發(fā)電模式，受到了人們的廣泛關(guān)注，目前，國(guó)家以光伏發(fā)電作為發(fā)電模式的主體力量，推動(dòng)了我國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)步，提高了居民的生活質(zhì)量，對(duì)我國(guó)未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有很大的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉觀起，游曉科，楊玉新，等.光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)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(fā)電與市電互補(bǔ)自動(dòng)切換系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化儀表，2014，35（10）：50-52.