太阳能光伏系统建筑应用技术适宜性探研与典例分析

太阳能光伏系统建筑应用技术适宜性探研与典例分析

王娇娇

14043019900709****

摘要：太阳能光伏发电技术受地域限制较少，具有安全可靠、无噪声、低污染、建设期短和维护简便等优点，是最具发展前景的可再生能源技术之一。，随着各地可再生能源建筑应用政策的强制推广，在实际建筑项目实践中仍普遍存在着对政策的盲目性跟随、技术应用不适宜、设计与运维脱节等问题，造成了一定程度上能源资源和资金投入的浪费。太阳能光伏建筑应用应因地制宜，结合项目条件和能源需求分析，适时借助模拟分析工具，选择兼顾技术和综合效益的、最适宜的光伏应用方式。基于此，本篇文章对太阳能光伏系统建筑应用技术适宜性探研与典例进行研究，以供参考。

关键词：太阳能光伏系统；建筑应用技术；适宜性；探研与典例

引言

光伏发电系统是利用太阳能发电的一种新能源技术。目前光伏市场发展重点逐渐从沙漠等人烟稀少的地区转向城市人口密集地区。因为城市经济发达，电力需求量大，发展光伏发电有着非常有利的市场空间。在城市中光伏系统的最佳安装方式是安装在建筑上，既不用占用额外的地面空间，另一方面可以弥补城市用电的缺口，并且建筑安装了光伏系统后还可以达到节能环保的目的。

1太阳能光伏发电技术的概述及发电模式

所谓“光伏发电”，就是根据光生伏特效应的原理，通过使用太阳能电池将太阳光能转化成电能的一种发电技术。无论是独立使用还是并网发电，其主要系统都是由太阳能电池板、控制器和变逆器等电子元器件组成，因此，光伏发电设备具备了精练的优势，也能够长期使用，安装时也更加快速简便。从理论上讲，在各种场合中都能够使用光伏发电技术，其无处不在。太阳能光伏发电分为光热发电和光伏发电。但是，光伏发电的销量、整体发展速度或者发展前景等都远远胜于光热发电。从使用情况讲，光伏发电技术在人们生活中更加常见，但是光热发电技术却很少有人使用，所以一般情况下，人们所说的太阳能发电基本上都是指太阳能光伏发电。从电流输送方式上讲，太阳能光伏发电被细化为单一的光伏发电，即独立式光伏发电和分布式光伏发电。独立式光伏发电又叫离网光伏发电系统，主要组成部件有太阳能动力电池的零部件、控制器和蓄电池。若为交流负载供电，还应该配置一个交流逆变器。逆变器的作用就是将直流电转变为正弦交流电，一部分直接供给交流负载，然后再将剩余的电能并网。分布式光伏发电是分散式的发电或者是分布式的供能，这种方法是指将小型光伏和风力发电的供电系统安装在距离用户现场较近的位置，从而满足专门用户的供电需要，以支撑现存配电网的经济运行。在分布式光伏发电过程中，需要在一个具有强烈太阳辐射的环境和条件下，光伏发电系统中的光伏组件阵列才可以真正把所有接收到的太阳能进行转化后再作为剩余电能输出，然后再经过直流汇总箱向直流配电柜中集中输出，并且这些电流能够由并网逆变器逐渐转化为交流电向整个建筑物本身负载所转移，最后再将剩余的交流电并网。

2光伏系统建筑应用技术适宜性分析

2.1应用方式经济性分析

光伏系统发电只能在白天有日照辐射的条件下进行，而建筑物在晚上照明时需电量最大，光伏系统发电效率和建筑用电需求形成了时间错位。蓄电池可以解决这一问题，但同时也会增加项目建设投资和后期运维成本约20%～30%。光伏系统建筑应用应以满足项目白天用电需求为主，而非通过蓄电池一味扩大安装容量。因此，采用“即发即用”模式，系统可以省去蓄电池额外成本，其经济性更好。综上所述，一般民用建筑项目优先推荐“自发自用+即发即用”的并网式光伏发电系统。

2.2电气设备配置

选择光伏并网逆变器时，需要关注其直流输入端MPPT输入电压范围VMPPT和启动电压VS等参数，应通过合理布置光伏组串数量使逆变器输入直流电压不低于启动电压，且尽可能接近额定输入电压VN附近，以提升逆变器转换效率，要求如下:VS＜VMPPT1＜Vin≈VN＜VMPPT2直流汇流箱的数量和输入路数与光伏阵列的并联串组数相关，其输入电流大小应与光伏组串的输出电流相匹配。在室外配置时，汇流箱应具备防雷、防逆流和过流保护等功能，而且要满足防水、防锈、防尘、防晒等室外安装要求。为保证装饰效果美观，线缆隐蔽铺设，线缆连接附件具有防水、抗老化性能。线槽与整个接地系统牢固连接，应有防雷功能。

3太阳能光伏系统建筑应用技术适宜性建筑分析

3.1设备的安装及维护

为了进一步加强光伏新能源发电技术在建筑电气节能项目中的应用，我们需要再其安装过程与维护过程加强管理。在设备安装方面，一是考虑其最大的运行效率，选取采光性能的较好的区域作为安装空间，此外，在没有遮阳障碍物的条件下，安装电池板也要保证其倾斜角度，所以在安装时要根据当地的地形、外墙的形状以及屋顶的造型等方面对电池板的倾斜角度进行详细的计算安排，从而提高采光性能，优化使用光伏新能源技术；二是考虑其设备的安全维护，在安装过程中考虑其环境特性，比如：安装环境、当地天气状况等，从而采取一系列的防护措施，防止安装运行中的碰撞问题以及恶劣的天气因素，比如在雷电多发地区，对光伏幕墙的防护就要加强防火防雷设施的使用，此外，对整个光伏新能源发电系统的维护，相关工作人员要定期检查，从而保证供电设备的安全性、可靠性以及稳定性。

3.2光伏大棚

目前大棚已经在切花和盆花栽培、养殖业（养鱼、养猪、养牛、养鸡、养蚕等）、林业生产（培养观赏树木、林木育苗等）、果树生产（栽培柑橘、冬枣、樱桃、甜瓜、西瓜、草莓、葡萄等）等多方面得到应用。植物生长对光照、温度的要求很高，光伏技术应用到大棚制作中，不仅增加了光照，其施工材料还能防风、防水，而且其中的PVB夹胶膜吸收掉很多的紫外线，可以杀除害虫。有效地提升了作物的产量，保证了作物的质量，有助于提升食品安全。在农业大棚中应用光伏技术，实质上就是在建设大棚的过程中，与太阳能光伏发电系统充分结合，属于一种综合性农业开发模式，集太阳能发电、特色种植为一体。在相关调查结果中显示，目前我国塑料大棚、日光温室的建筑面积已经超过了200多公顷。如果在农业大棚建设的过程中，将光伏发电看作是基础，不仅仅能够节约土地资源，同时利用光伏发电还能够为植保设备、灌溉设备、补光灯、照明灯等设备提供电能，甚至能够满足周边农户的生活和生产需求。另外在农业大棚中，普遍存在着保温、升温等问题，特别是在夏季，很多蔬菜正常生长会受到严重影响，而通过使用光伏技术，红外线能够得到有效隔绝，大棚中不会进入过多的热量，进而保证蔬菜能够正常生长。同时在黑夜和冬季的时候，棚内红外波段向外辐射程度也大大减弱，避免昼夜温差过大，起到保温的作用。

结束语

光伏和建筑结合因为光伏市场的繁荣和庞大的建筑市场，必将存在着无限广阔的发展前景。在具体的设计和施工要充分考虑建筑特点、当地的太阳能资源情况、安全因素。随着新能源的蓬勃发展，设计和建设绿色、节能环保的建筑将逐渐成为建筑市场的主流。

参考文献

[1]方凤才,可综合利用太阳能的小户型建筑一体化光伏系统研发.广西壮族自治区,广西超星太阳能科技有限公司,2018-07-02.

[2]戴辉自.太阳能光伏发电系统在重庆地区三星级绿色建筑中的应用[J].重庆建筑,2018,17(06):17-20.

[3]刘垚.宁夏地区光伏建筑一体化工程研究与设计[D].华北电力大学,2018.

[4]曹洋.太阳能光伏建筑一体化系统设计与研究[D].江苏大学,2018.

[5]张元农.浅谈既有建筑光伏发电系统建筑设计[J].山东煤炭科技,2018(05):190-192.