智能建筑電氣設計與新能源技術的集成研究

現代建筑行業與人工智能技術的融合發展催生出智能建筑這一特殊的建筑類型，能夠為人們提供高效、便捷、安全的居住環境，但同樣也會帶來較大的能源消耗。隨著世界各國關注能源資源的節約開發以及高效利用，在智能建筑的電氣設計中，新能源已成為重要的技術應用。在我國，太陽能、風能等新能源技術持續發展的背景下，智能建筑電氣設計工作也能夠獲得全新的能源支撐，使得智能建筑的電氣系統運行效率以及能源開發利用效率能夠不斷提高。基于此，本文通過研究智能建筑電氣設計和新能源技術的集成應用，為智能建筑電氣設計的綠色化、節能化轉型發展提供參考。

1.新能源技術的基本特點分析

與傳統能源技術相比，新能源技術具備如下基本特點：第一，清潔性特點。在新能源技術應用期間不會產生環境污染物，對生態環境較為良好。第二，可再生性特點。目前開發利用的新能源是以太陽能、風能、水能等為主，可再生特點明顯。第三，供電能力提升特性。與傳統發電機組相比，新能源技術能夠對供電峰值有效調節、控制。當下應用頻繁的水力和火力發電技術，使得系統供電能力會受到設備、水源、燃料供應等多方面因素的影響，無法根據供電需求變化及時進行調整[l。而新能源技術能夠對太陽能、核能、地熱能直接進行開發和利用。其供電系統設計只需要考慮太陽光照時間、強度等因素，使得新能源開發利用效率逐漸提升，并在住宅的屋頂、交通工具、航天等方面都有著十分廣泛的應用。

2.智能建筑電氣設計與新能源技術的集成意義

隨著我國現代建筑工程與人工智能技術的深度融合，智能建筑能夠為人們提供高質量的居住環境，并且設備控制有著明顯的智能化特性。電氣設計作為重要的組成部分，對于電能的損耗以及設備的運行都有著十分重要的作用。在我國提倡建筑工程節能發展的背景下，智能建筑電氣設計與新能源技術集成也能夠綜合分析所屬區域具體可再生能源儲量以及實際分布狀況，通過新能源的高效開發和利用，在降低化石能源使用比例的同時，降低能源資源的損耗，且新能源的開發應用也能夠有效降低電力能源使用單價[2]。此外，通過合理開發新能源，可以保障電氣設計方案能夠滿足建筑工程運行需求，并降低能源技術應用的碳排放量，以此達到節能減排的目標。

3.智能建筑電氣設計與新能源技術的集成應用分析

3.1電氣設計與光伏的集成應用

光伏新能源技術作為應用范圍較為廣泛的新能源技術，在與智能建筑電氣設計融合發展的過程中，需要根據城市環境以及光照資源的利用需求，選擇使用單晶硅光伏組件。這類光伏組件的轉換效率相對較高，尤其是PERC單晶硅組件的轉化效率基本維持在 16% 至18.3% 的范圍內，還有一部分轉換率已經突破 20% ，成本投入相對較低。同時，需要借助性價比以及市場分析結果，確定太陽能光伏組件的具體容量。在此基礎上，通過對日間消耗容量進行計算，并根據具體的要求對電池陣列工作電壓適當進行調整，公式如下：

P=HIV

VP=VF+VD+VT

其中公式中的 v 、HI代表額定電壓以及陣列工作電流，VP、VF、VD、VT則分別代表電池陣列工作電壓、蓄電池浮充電壓、反充二極管壓降、溫升電壓。

在智能建筑電氣設計與光伏新能源技術融合發展的過程中，對太陽能輻射計算，從而為基礎再對智能建筑運行期間的電能消耗進行計算，以此保障太陽能的利用能夠與建筑能耗保持均衡。通過對輻射量的計算，在完成發電量結果換算的前提下，最終確定智能建筑的光伏發電荷載量[3]。

在光伏新能源技術應用過程中，光伏效率會受到電池板轉換效率以及電力并網損失因素的影響，光伏系統運行的總效率會受到陣列、逆變器及供應鏈效率等多種因素的影響。在系統運行期間，光伏陣列效率是在太陽輻射強度下，光伏陣列的具體直流輸出功率和標準功率之間的比值。逆變器效率則是輸出交流電功率和直流輸入功率二者之間的比值。交流并網效率則是逆變器的輸出以及高壓電網傳輸效率。目前，光伏系統的總效率數值是光伏陣列效率、逆變器和交流并網效率三者的乘積，根據具體的項目規模以及實際要求對光伏效率準確計算。

3.2光儲直柔供電系統

在智能建筑電氣設計和新能源技術集成應用中，儲能已經成為不可或缺的重要組成部分。電池儲能技術已經展現出在響應速度、效率和安裝維護要求較低等多方面的優勢，并且也是整個電力系統中較為靈活的資源和備用電源。因為這種現代化電力系統架構中包含著分布式電源等復雜的供電系統，并且也會受到關鍵設備能量效率、建設成本等多種因素的影響，再加之電力市場化改革的不斷深入，使得電力能源的價格波動變得更加明顯。同時，新能源自身消納的價格、上網價格、儲能系統運營價格，會導致整個能源價格體系的復雜程度明顯提升，這對于目前的光儲直柔系統的柔性互動也會產生一定的影響。

在光儲直柔供電系統建設期間，可以使用某企業的MGDT（MicroGridDesignTool）。這種微電網規劃工具能夠準確地確定光伏以及儲能的額定量，同時能夠計算系統的投資回報率，滿足業務方面的需求。從整個系統的規劃層面來看，光儲直柔和交流微網的規劃較為類似。與目前光儲直柔系統相關的分布式光伏儲能以及交直流轉換等系統屬于典型的長期投資，需要在系統規劃期間對前期的成本投入以及能源服務自標作出判斷。

光儲直柔供電系統在運行期間能夠全方位滿足供電系統平衡穩定方面的具體要求，同時在夏季用電高峰及極端天氣下也能夠調優系統提升用電、發電的平衡性。新型配電系統以及新能源發電混合系統通常使用大量的電力和電子設備，通過優化電能質量，能夠避免出現用電設備過度損耗的問題，保障系統關鍵節點的電壓、頻率等參數的穩定，有助于提高設備使用壽命并維護用電安全。

3.3智能建筑運行期間的電氣監測技術

智能建筑在形成光儲直柔供電系統的前提下，對能量計算設備提出了較高的要求。在智能電表技術革新的影響下，將雙向計量作為核心，表現出5G通信、實時傳輸等方面的功能[4。智能建筑能耗水平正在不斷提高，需要提出針對性的能源消耗策略。智能電表能夠在合理測量電能數據的前提下，通過使用負荷實時監測技術，針對不同類型的用電負荷準確進行分析，在不添加嵌入式傳感器的前提下，能夠針對負荷特性準確研究。在此基礎上，能夠對建筑工程能耗特性形成正確認知，最終形成符合建筑工程使用需求的能源策略。

4.結束語

總體看來，在我國智能建筑節能化發展的背景下，電氣設計也需要與新能源技術有效融合，在有效控制智能建筑運行損耗的基礎上，降低運行成本。通過客觀分析新能源技術的清潔性、可再生性等特征的前提下，將智能建筑的配電設計與光伏新能源技術有效融合，并建設完善的光儲直柔供電系統，引入智能建筑運行期間的關鍵電氣監控技術，確保電氣運行性能數據能夠實時監控與分析，根據運行狀況進行調整，以此提高智能建筑電氣系統運行的安全性、穩定性。匪

參考文獻：

[1]曾成強。試論建筑節能在建筑電氣設計中的應用[J].價值工程，2024， 43（29）：103-106.

[2]侯會芬。建筑電氣節能設計中光伏新能源技術的應用[J].中國高新科技，2024， （11）：69-71.

[3]張永勝。建筑設計中電氣工程智能化技術的運用[J].光源與照明，2023，（07）：216-218.

[4]何思。建筑電氣設計節能措施探析[J].安徽建筑，2020，27（09）：141-142.作者單位：云南省建設投資控股集團有限公司