光伏新能源技術(shù)在建筑電氣節(jié)能中的運(yùn)用

宋雪蓮

（安徽華盛國際建筑設(shè)計(jì)工程咨詢有限公司，安徽 合肥 230001）

0 前言

節(jié)能減排是我國長(zhǎng)期的發(fā)展戰(zhàn)略，始終在我國的戰(zhàn)略目標(biāo)中占據(jù)重要地位。而近年來我國也一直在推行節(jié)能減排，鼓勵(lì)居民節(jié)約能源、減少排放，許多方面都已取得初步的成效。許多新的能源已成功轉(zhuǎn)化到人們的實(shí)際生活中，許多領(lǐng)域也開始了新能源技術(shù)的應(yīng)用。但是其中的光伏新能源技術(shù)還未很好地普及至建筑中，尤其是在建筑的電氣節(jié)能領(lǐng)域，還需要采取進(jìn)一步的措施。因此就很有必要研究我國光伏新能源技術(shù)在建筑電氣節(jié)能領(lǐng)域中的運(yùn)用，以促進(jìn)我國實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，推動(dòng)能源行業(yè)以及建筑行業(yè)的共同發(fā)展。

1 光伏新能源技術(shù)概述

1.1 光伏新能源技術(shù)的含義

光伏新能源技術(shù)是能源領(lǐng)域的一種新技術(shù)，其“新”的特點(diǎn)體現(xiàn)在與傳統(tǒng)能源技術(shù)的對(duì)比中。傳統(tǒng)的能源技術(shù)以火電、化石能源為主，大多為不可再生能源，一旦資源枯竭便再無逆轉(zhuǎn)的余地。而光伏新能源作為新能源的一種，主要將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過線路輸送到每家每戶以供使用。太陽雖然也有壽命，但相對(duì)人類文明來說幾乎是永恒的，因此太陽能幾乎也是永遠(yuǎn)存在的，也就說明光伏能源技術(shù)的能量來源是永動(dòng)的，不會(huì)有枯竭的可能[1]。這對(duì)于人類的能源使用有著重要意義。具體來看，光伏能源技術(shù)的應(yīng)用原理是太陽能的不斷轉(zhuǎn)化，通過太陽能收集板來收集太陽能，大多在白天進(jìn)行，期間不要其他能源的支持；而到了晚上，收集來的太陽能會(huì)通過轉(zhuǎn)化器變?yōu)殡娔埽笤俳?jīng)過變壓器等工序，將電能調(diào)整到能供人們正常使用的程度，再用輸電線路將電能轉(zhuǎn)移到千家萬戶等用電終端，以此完成太陽能的轉(zhuǎn)化。因此光伏能源技術(shù)主要依靠的還是采集、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移等過程的設(shè)備，即技術(shù)的支持，較少會(huì)消耗其他能源，對(duì)其他能源的需求并不大。

1.2 光伏新能源技術(shù)的作用

而根據(jù)光伏新能源技術(shù)的含義及作用原理，不難想象出光伏能源技術(shù)主要將運(yùn)用到一些消耗能源較多的領(lǐng)域，比如工程施工、電子計(jì)算、建筑電氣等領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域中，光伏能源技術(shù)的應(yīng)用不僅有節(jié)約能源的功效，其對(duì)于能源的穩(wěn)定、供給調(diào)節(jié)和環(huán)境保護(hù)等方面也有積極的影響[2]。在以往依靠傳統(tǒng)能源的時(shí)期，往往會(huì)出現(xiàn)能源供給不穩(wěn)定，地區(qū)供給不平衡以及對(duì)周圍環(huán)境污染過大等問題，始終沒有很好地解決辦法，而光伏能源技術(shù)正好能解決這些問題，通過穩(wěn)定的太陽能轉(zhuǎn)化提供充足的能源，實(shí)現(xiàn)先轉(zhuǎn)后用的模式，不必?fù)?dān)心臨時(shí)斷電；而且太陽能處處都有，只要有太陽的地方就能想辦法進(jìn)行轉(zhuǎn)化，不必?fù)?dān)心地區(qū)的分配。另外，太陽能的轉(zhuǎn)化全程無污染，對(duì)環(huán)境十分友好，屬于綠色能源的一種。因此光伏新能源技術(shù)得到許多專家的強(qiáng)力推薦，也是我國以及許多發(fā)達(dá)國家的重要發(fā)展方向[3]。

2 建筑電氣節(jié)能的特性需求

2.1 實(shí)用性

而建筑電氣節(jié)能則是我國建筑快速發(fā)展過程中的重要方向，越來越多的建筑需要尋找更合適的電氣能源來實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的，這其中就會(huì)考慮到將其他能源轉(zhuǎn)化為電能。因此一般的建筑電氣節(jié)能中，首要考慮的就是轉(zhuǎn)化裝置是否有效，能否將其他能源轉(zhuǎn)為實(shí)際需要的電能[4]。另外還要考慮轉(zhuǎn)換的過程中，是否會(huì)產(chǎn)生過量的消耗，是否需要耗費(fèi)大量其他能源來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)能源的轉(zhuǎn)化，是否產(chǎn)生不實(shí)用的損耗。因此在建筑電氣節(jié)能中，會(huì)要求所進(jìn)行轉(zhuǎn)化的能源能滿足其實(shí)用性的需求，以達(dá)到建筑電氣“節(jié)能”的根本目的。目前來看，新能源是較好的選擇，其中光伏能源、水能、風(fēng)能都能基本滿足建筑電氣節(jié)能中的實(shí)用需要。

2.2 合理性

另外，建筑電氣節(jié)能也需要有一定的合理性，即能源的轉(zhuǎn)化、輸送等環(huán)節(jié)較容易實(shí)現(xiàn)，實(shí)際運(yùn)用過程較為合理。這里指的是能源的轉(zhuǎn)化不僅要存在與理論中，還要與現(xiàn)實(shí)情況相結(jié)合，能較合理地轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。在考慮實(shí)用性時(shí)，水電、風(fēng)電和光伏能源是較吻合的對(duì)象[5]。其中，風(fēng)電對(duì)環(huán)境要求較高，一般要較為開拓的地帶才能形成強(qiáng)力風(fēng)能，而且要較為平整的地帶才能方便安裝收集裝置；水能則要求在地勢(shì)起伏大的地區(qū)設(shè)置安裝裝置，才能便于收集；太陽能則更多地要考慮天氣因素和白天黑夜，受氣候和時(shí)間因素影響較為明顯。因此新能源或多或少都會(huì)受到不同因素的制約，在實(shí)際運(yùn)用中依然會(huì)存在一定的不合理之處，要想更好地運(yùn)用于建筑電氣節(jié)能領(lǐng)域，還需要不斷克服這些不合理之處。

2.3 進(jìn)步性

最后，建筑電氣節(jié)能還要有一定的進(jìn)步性，不能滿足于一時(shí)的節(jié)能減排，要將這一思路一直貫徹下去，因此需要追求不斷進(jìn)步的技術(shù)，持續(xù)不斷地節(jié)約建筑的能源使用。這種方案考慮的方向較為長(zhǎng)遠(yuǎn)，但首先得滿足現(xiàn)實(shí)的需求，在此基礎(chǔ)上才能不斷地思考未來的發(fā)展方向，這就需要在建筑的電氣能源使用中考慮各種因素，比如電力設(shè)備中的額定功率、各部門、各區(qū)域的用電情況、不同時(shí)間段的用電需求等，這都需要專業(yè)人員進(jìn)行針對(duì)性的方案設(shè)計(jì)，將不同能源的轉(zhuǎn)化綜合考慮進(jìn)來，比較各方式的長(zhǎng)期利益，以最佳用電效益設(shè)計(jì)出符合標(biāo)準(zhǔn)的建筑節(jié)能方案，以達(dá)到長(zhǎng)期節(jié)能減排的階段性目的[6]。

3 建筑電氣節(jié)能中采用光伏新能源的相應(yīng)技術(shù)

3.1 電池板選擇

在建筑電氣設(shè)備中，太陽能電池板是光伏能源技術(shù)最核心的部分，直接影響太陽能的接受和轉(zhuǎn)化。因此建筑單位在選用太陽能電池板時(shí)，一定要選擇優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，目前市場(chǎng)上常用的多為多晶硅光伏組件，用于組裝太陽能電池板的綜合效益最高，能以較低的損耗轉(zhuǎn)化較多的太陽能，且不用耗費(fèi)太多其他的能源，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性較高。而在現(xiàn)實(shí)的使用中，也需要進(jìn)一步考慮太陽能電池板的使用功率等參數(shù)，確保電池板在最佳狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)作，以保證電池板能發(fā)揮良好性能，實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能。

3.2 電池板排列

另外電池板的排列方式也很重要，有了優(yōu)質(zhì)的電池板，如果不排列正確，也會(huì)影響電池板接受太陽光照的程度與范圍，從而影響光伏能源轉(zhuǎn)化效率。因此在選擇電池板排列地點(diǎn)時(shí)，需要綜合考慮排列的具體方式。在地點(diǎn)選擇中，應(yīng)該選擇日照時(shí)間較長(zhǎng)的地段，周圍的環(huán)境也不能對(duì)建筑接受光照產(chǎn)生干擾，確保建筑能穩(wěn)定接受光照。而在排列方式上，則要選擇合適的傾斜角度，應(yīng)該遵循最大總輻射量原則，利用數(shù)學(xué)公式計(jì)算出接受光照最多的傾斜角，這樣才能使電池板在合適的地點(diǎn)用合適的方式獲得最合適的太陽能，以此滿足建筑電氣節(jié)能的需要。

3.3 光伏系統(tǒng)計(jì)算

光伏能源設(shè)備總效率受到陣列方式、逆變器效率、交流并網(wǎng)效率的影響。因此在計(jì)算光伏系統(tǒng)總效率過程中需要充分考慮以上三項(xiàng)因素的影響，并通過公式：總效率=列陣效率×逆變器效率×交流并網(wǎng)效率，計(jì)算出所求得的相關(guān)數(shù)據(jù)。光伏系統(tǒng)總效率的計(jì)算，決定相關(guān)電器工程中相關(guān)電子設(shè)備的規(guī)格選擇，從而更加精準(zhǔn)地為項(xiàng)目提供所需電力能源。

4 結(jié)語

通過上述的分析，本文可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)結(jié)論：①目前光伏新能源技術(shù)的優(yōu)勢(shì)越來越明顯，與傳統(tǒng)能源相比更受人們歡迎，具有能源輸出穩(wěn)定、供給調(diào)節(jié)平衡和對(duì)環(huán)境友好的特點(diǎn)；②現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能具有實(shí)用性、合理性和進(jìn)步性等特性需要，還需要光伏能源等新能源技術(shù)不斷做出調(diào)整；③目前光伏新能源技術(shù)在建筑電氣節(jié)能中的具體應(yīng)用主要有：電池板的選擇和陣列以及光伏系統(tǒng)計(jì)算，雖然不廣泛但在不斷地普及。

總而言之，光伏能源作為目前主流的清潔能源，已得到許多學(xué)者的認(rèn)可，許多國家和地區(qū)也在大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，我國的西部地區(qū)同樣如此。而光伏能源技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于尤建筑電氣節(jié)能等領(lǐng)域同樣意義重大，更符合我國長(zhǎng)期健康發(fā)展的社會(huì)主義藍(lán)圖，更有利于建設(shè)“節(jié)能中國”“綠色中國”。