浅析光伏发电在公共建筑中的设计与应用

浅析光伏发电在公共建筑中的设计与应用

韩力宏,姜宏 ,常雄,郝晓晨,曲锋军,吴华

北方工程设计研究院有限公司   河北省石家庄市   050011

摘要：在现代世界所有重要的可用或清洁能源技术体系中，太阳能技术由于其可回收性、可回收性、可靠性和环保性，已经并逐渐开始得到更广泛和商业化的应用。太阳能光伏发电装置作为一种能源，是指一种太阳能发电和新型分布式能源技术，它可以通过直接加热和放电直接有效地吸收太阳能或将太阳能转化为太阳能。

关键词：太阳能；光伏发电；公共建筑；措施

目前，太阳能作为一种高效、可重复利用的可再生能源，其利用已经深入普及并影响到当代人们社会生活环境的几乎所有方面。在世界上一些著名的发达国家，太阳能光伏分布式发电新技术已基本全面、合理、正常的应用和安装在现代公共能源建筑设施中。在有效保护城市环境、促进民族社会文明发展方面，已初见成效。但事实上，在当代中国，建筑技术在许多现代大城市的现代公共住房建设体系中并没有得到广泛应用，这一问题也值得我们认真分析和反思。

1太阳能光伏发电技术的特点

1.1高环保性

可以说，高安全性和环保性也是太阳能光伏风力发电系统技术发展的核心特点。光伏发电技术在光伏太阳能发电运行过程中不会造成其燃料的任何损失，即不会对周围的资源和环境造成严重污染。可以说，它具有高度可靠的技术安全和技术环保。

1.2能对太阳能进行合理有效地利用

一般来说，在整个夏季和不同的生长季节，以及在全天和不同的生长期，人们的月平均电力需求可能会有很大的不同。因此，各电网的总功耗和总负荷分配不可避免地会出现不平衡。例如，如果每年夏天打开空调，电网系统往往处于半过载功耗状态。当冬季来临时，电网系统的电力负荷裕度自然会开始大幅下降，最终导致冬季大用电量和系统空用电量的重复发生。然而，太阳能光伏分布式发电模式可以更有效、更合理地削弱光伏电力负荷的负荷曲线特性，并通过进一步优化调整太阳能电网的成本。光伏发电的使用可以大大节省。

2在公共建筑中运用太阳能光伏发电技术的探讨

2.1入网模式

目前，并网发电系统采用的光伏模式一般是另一种并网供电技术，以确保城市屋顶的太阳能热发电，并利用系统长期运行的能量，应用于城市屋顶太阳能光伏模式系统的太阳能光伏并网光热发电系统模式一直受到西方和各国学者专家的密切关注，主要是由于太阳能并网和光伏技术能力的不断提高，有效调控了城市电网系统，提高了环境安全，近年来，我国政府出台了多项相关国家政策，为工业化提供资金支持，新绿色能源技术项目的开发与应用。此外，由于国家电力公司的低价，送光伏发电方案也具有较低的社会经济商业性。可以分布式光伏的分布式光伏发电运行系统和其他不能分布式光伏的集中式光伏设备的光伏发电调度执行系统也同时构成分布式并网电力运行调度系统。一般来说，可用于配电网的太阳能光伏分布式发电执行系统必须具有这种分布式电池。中央电网负荷的智能控制、调节和动态管理将支配和限制其正常接入中央电网系统或中央电网系统外的分布式发电过程，同时，电站实施的系统要求自动实现并快速有效地调整其中央电网负荷的分布式发电高峰运行时间。虽然非交付式光伏薄膜太阳能发电储能系统由于其自身原理没有电池，但它可以通过使用其自动充电技术，自动直接调整和稳定其负载电压变化曲线，并自动分享太阳能电池的峰值负载压力，从而进一步有效提高其电网功率因数。

2.2并网发电进行施行的困难

首先，与国外不同，我国电网系统的整体运行稳定性和运行安全性具有一些独特的设计特点。例如，在中国海外北京项目中，链式双环网结构是整个电网系统运行的两个主要支撑结构。这种供电系统环网运行控制模式不仅保证了供电线路更加有效、安全、畅通，而且给供电系统带来了安全，避免了一系列不同安全程度的系统故障。其次，在低压或并网运行时，电网本身的供电保护措施将非常严格。一方面，要求低端设备的运行故障不会立即对整个上电网系统产生直接影响；另一方面，由于低压并网运行的长期存在，向上级电网系统输电的故障是完全无法避免的。一旦上级电网设备出现重大问题，下级电网自身必然立即受到直接威胁。此外，电缆分隔室和开关所还将与具有各种功能设置的电缆开关柜交叉连接。因此，只要其中一个设置部件有任何故障，其他设置部件也可能有任何问题。

2.3太阳能发电并网的必要性

在美国的许多大型城市住宅区，建筑物的数量往往相对于高度集中或分散。事实上，只有少数大型住宅建筑可以直接考虑。整个房子的屋顶上都设置了一块太阳能光伏电池，事实上，这些太阳能变压器系统提供的光伏发电容量往往比安装在屋顶平面上的太阳能光伏发电变压器提供的光伏发电容量大得多。在我国许多大型现代化城市的地下公共住宅建筑体系结构中，即使当天聚会上有大量充足的直射阳光，其实其太阳能光伏系统发电装置提供的太阳能容量仍然相当有限，基本上，在一些现代大型城市公共居住区的建筑系统中，它不能真正有效地满足实际太阳能光伏发电装置的总设计负荷和需求。此外，在我国大型现代化城市公共主电网建设规划系统的设计中，变压器容量上最小用电负荷的释放裕度必须远远大于最大负荷的10%。事实上，在变压器容量范围内释放最小电能的电力负荷的最后一部分是未来整个中国太阳能光伏产业的主要发电，在城市电网结构中，电网将无法避免浪费最可用电力的一小部分。

3在公共建筑中运用太阳能光伏发电技术的一系列方案

3.1对UPS系统进行共用

整个太阳能光伏分布式发电应用系统可以与UPS设备共享一套太阳能逆变器模块和太阳能电池组，这不仅使电站系统的建设更加完善，简化了管理，还降低了建设项目的成本。

3.2电力系统简便可行

城市太阳能光伏分布式直流发电网络的供电系统也应考虑设置由UPS供电的城市直流旁路供电系统。城市电网在对其电力负荷进行自动转换和处理时，还应利用自动负荷转换功能从电源切换到电力负荷，使城市太阳能光伏直流发电系统的电网系统也能在其他相邻电网城市系统之间与城市电网系统相连接，而且不可能直接连接到电网。这样，就意味着企业不需要直接调整其上级电网，这将降低其系统工程成本，减少工程技术文件审查和编制等多个环节的成本。未来，我们可以重置和调整整个太阳能光伏发电系统的参数。此时，如果整个UPS系统的电源中存储在电池中的太阳能仍然不够，那么系统的电源也需要再次转换，以便再次成为太阳能主电源。只有当太阳能UPS电源系统中存储的太阳能电量达到一定标准后，电源系统参数才能再更改为太阳能光伏发电系统的电源系统参数。

4结语

总的来说，这种太阳能光伏分布式发电系统技术在许多大城市的地下公共能源建筑领域的成功应用，无疑对加快我区整体经济发展和社会技术进步具有重大的积极意义，需要进行全面深入的研究，在实践中进行了分析和探讨。因此，学者们更有必要对其发展进行全面、深入、透彻的比较研究，在大量参考和国外相关先进应用系统案例分析成果的基础上，从我国现阶段建筑工程的一些实际工程情况出发，分析了近年来建筑配电系统的运行和应用以及太阳能光伏发电利用系统的一些内在特点，目的是探索未来如何将这些太阳能光伏技术有效、充分地应用于我国城市大型公共照明建设项目，进而快速推动我国城市光热发电建设更加快速、稳定和发展。

参考文献

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[3]赵争鸣，刘建政，孙晓英，等．太阳能光伏发电及其应用[M]．北京：科学出版社，2005:20-26．