分析光伏新能源技術在建筑電氣節能中的運用

劉強 滕先明

華晨寶馬汽車有限公司 ?遼寧沈陽 ?110143

摘要：在建筑運行期間，電氣能耗占比較大，為響應節能減排號召，應在建筑電氣工程中應用光伏新能源技術。基于此，文章從光伏新能源技術原理入手，探究其在建筑電氣工程中的應用優勢，結合建筑電氣工程實踐，總結如何在建筑電氣節能中應用光伏新能源技術，減少電氣工程能耗，實現綠色建筑建設目標。

關鍵詞：光伏新能源;建筑電氣;節能減排

前言：光伏新能源技術是指利用光伏系統，將太陽能轉變為電能，以此為建筑用戶供電，減少市政供電的使用，實現節能減排目標。但在實際建筑電氣工程中，專業工序繁多，對光伏新能源系統的開發設計、建設與運維提出較高要求，工作人員應按照規范要求開展各項作業，發揮光伏新能源技術的節能減排優勢。

一、光伏新能源技術原理及優勢

光伏新能源技術是對太陽能進行開發利用，通過太陽電池半導體材料的光伏效應，將太陽能轉變為電能，實現發電目標。目前建筑工程中光伏新能源技術的應用方式有兩種：第一，光熱方式，利用太陽能為建筑用戶提供采暖服務，如太陽能空調;第二，光電方式，利用太陽能生產的電力，為建筑用戶提供照明、生產生活用電服務，使建筑電氣節能的主要方式。在建筑電氣工程中，由太陽電池半導體材料組成光伏板組件，在太陽光輻射下，產生直流電，通過逆變器將其轉變為交流電，傳輸至配電柜，滿足建筑用戶的電力需求[1]。基于上述原理，在建筑電氣工程中，光伏新能源技術表現出如下優勢：

第一，安全環保。光伏組件的占地面積小，通常安裝于建筑外墻、屋頂等區域，不會影響建筑正常使用，經濟效益顯著;光伏系統利用太陽能發電，不會產生廢氣，污染環境，環保效益顯著。同時，光伏新能源發電系統結構簡單，操作便捷，可將多余電量存儲，實現集中、安全、可靠供電。在建筑電氣工程中，對于光伏新能源發電系統生產的多余電能，可輸入至市政電網中，調節電網電力高峰，降低市政電網壓力，提高區域供電可靠性。

第二，節能降耗。和其他發電技術相比，光伏新能源技術以太陽能為原材料，發電成本低。同時，在光伏新能源發電系統中，采用輸入和輸出方式調配電量，可減少電能損耗[2]。

二、光伏新能源技術在建筑電氣節能中的運用

基于光伏新能源技術優勢，技術人員應在建筑電氣節能中推廣運用該技術。本文結合工作實踐，分析光伏新能源技術的要求和運用方法，為建筑工作者運用光伏新能源技術提供有益探索。

（一）運用要求

在建筑電氣工程中，光伏新能源技術主要以光伏新能源發電系統方式存在，技術人員應合理開展系統設計工作，為后續系統運行奠定基礎。就此，在光伏新能源技術運用中，應滿足如下要求：

第一，遵循設計規范。設計人員在進行光伏新能源發電系統設計時，需遵循《民用建筑電氣設計規范》、《光伏發電工程設計規范》、《建筑電氣工程施工圖施工質量驗收規范》等標準法規，合理開發利用太陽能，提高光伏新能源發電系統的可行性及合理性。

第二，注重設計細節。在光伏新能源發電系統設計中，設計人員需綜合考慮各項要點，避免系統存在質量隱患，影響發電效果。細化來說，光伏新能源發電系統設計要點如下：（1）在光伏新能源發電系統中，所有帶電部分應實施絕緣處理，嚴禁裸露，對于室外線纜，應選擇戶外型線纜，以保障系統使用安全，預防觸電事故;（2）在建筑光伏組件安裝區域，應設置保護開關，負責光伏組件的短路、過電流、過電壓等保護，提高系統運行穩定性;（3）在進行光伏組件安裝時，需選擇至少2.5mm2的銅芯導體作為絕緣導體，并嚴格按照連線與穿線要求實施絕緣操作;（4）在進行系統導線連接時，選擇端子排連接方式，且要求連接端子部位具備應力釋放功能;（5）在光伏新能源發電系統中，要求直流側不接地，交流側必須接地，技術人員可通過固定框架與建筑物的接地網聯結，將其作為交流側的接地線，落實接地要求。

第三，安裝要求。在建筑電氣工程，特別是居住建筑電氣工程中，對光伏新能源發電系統的安裝有明確要求，設計人員應根據建筑結構特點，在建筑屋頂及墻面區域選擇合適位置安裝光伏組件，要求選擇區域光照、通風效果良好，不允許安裝在建筑物陰影處，并將光伏組件的支撐柱和建筑的屋面下墻體柱連接，做好屋面防水施工，為光伏組件創造良好運行環境。同時，對于安裝在側墻位置的光伏組件，需對其框架進行等電位聯結操作，避免側擊雷損壞光伏新能源發電系統，并在發電系統和配電系統中部署SPD、漏電保護等功能，提高系統運行可靠性。

（二）運用方法

在建筑電氣節能中，為保障上述要求的有效落實，工作人員應規范光伏新能源發電系統的設計、安裝及運維操作。本文以某辦公樓建筑為例，分析電氣工程中光伏新能源技術的運用方法。

第一，系統設計。設計人員根據建筑電氣工程特點，選擇多晶硅光伏組件，功率為165Wp，峰值電流為7A，峰值電壓為24V。按照標準公式計算光伏組件的表面太陽能輻射量及光伏系統效率，根據計算結果部署光伏組件。其中，光伏系統效率由逆變器效率、光伏組件效率等因素影響，最終該辦公樓建筑的光伏系統總效率數值為77%，基本可滿足建筑用戶的用電需求，可將光伏新能源發電系統用于實踐。

第二，系統安裝。在完成光伏新能源發電系統設計后，施工單位嚴格按照設計方案制定安裝方案，綜合對比建筑結構特點、所在區域氣候條件等因素，選擇合適區域安裝光伏組件，并根據光伏組件的安裝位置，進行直流匯流箱、逆變器、傳感器、防雷接地裝置等設備的安裝，既可保障光伏新能源發電系統的正常運行，也可為系統的后續監督管理提供支持。

第三，系統運維。在光伏新能源系統安裝完成后，運維單位根據逆變器的累計發電量、日發電量;傳感器采集的光照輻射量、溫度、風速等參數，計算光伏新能源發電系統的發電量，系統發電經轉變后用作該辦公樓建筑的常規照明、生產用電及應急照明，且光伏新能源發電系統與電網連接，多余電能饋入電網，發揮其經濟效益。同時，運維單位安排運維人員開展光伏組件的日常檢查工作，檢測傳感器檢測參數、保護裝置及絕緣部分的運行狀況，并在每年的春季和秋季，開展全面深入檢查，綜合評估光伏新能源發電系統運行狀況，排除故障，解決異常現象，延長系統使用壽命。

結論：綜上所述，在建筑電氣節能中，光伏新能源技術具有安全環保、節能降耗優勢，建筑工作者應綜合考慮標準規范的要求及建筑電氣工程實際狀況，合理設計光伏新能源發電系統，準確計算各項參數，并做好系統運維工作，延長光伏新能源發電系統壽命，發揮其環保優勢。

參考文獻：

[1]馬鑫.光伏發電技術在建筑電氣節能中的應用分析[J].冶金與材料，2019，39（06）：169+171.

[2]劉振興.光伏新能源技術在建筑電氣節能設計中的應用[J].通信電源技術，2019，36（06）：118-119.