光伏新能源技术在建筑电气节能中的应用分析

光伏新能源技术在建筑电气节能中的应用分析

凌占涛，岳景阳，

身份证号232303198509123019，黑龙江省哈尔滨市 150000

身份证号231282198910037335，黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：为高效改善当前建筑在电气节能方面存在的碳排放过量问题，要科学运用光伏新能源技术，保障电气节能效果。在传统建筑电气设计中，存在照明设计、监控系统、通风系统等方面不合理问题，这些问题导致能源浪费和环境污染。光伏新能源技术在建筑电气节能中得到广泛应用，特别是光伏屋顶、光伏幕墙和光伏温室等技术的运用。光伏新能源技术的运用不仅可节约能源，减少环境污染，而且具有经济性强、安全环保、维护成本低等特点，是建筑电气节能的重要途径之一。

关键词：建筑工程；电气；节能设计；光伏新能源

中图分类号：  TM615      文献标识码：A

引言

    随着全球能源危机加剧和环保意识提高，建筑电气节能问题日益受到关注。传统建筑电气设计存在能源浪费和环境污染等问题，亟需采取新节能手段。光伏新能源技术是近年来备受瞩目节能手段之一，其运用在建筑电气中应用已经成为一种趋势。光伏屋顶、光伏幕墙、光伏温室等技术的应用，可有效地减少建筑用电量和能源消耗，同时具有经济性强、安全环保、维护成本低等优点。光伏新能源技术应用时间较短，在建筑电气工程中的应用效果有待提升，并且在运行期间面临诸多问题。因此，需加大对光伏新能源技术的研究力度，深入挖掘建筑电气节能潜力。

1影响光伏新能源技术运用效果的主要因素

建筑电气节能安装前需明确影响光伏新能源技术运用效果的主要因素，即光伏电池性能与电池板的安装角度。首先，在探究电池性能时，要合理关注光伏新能源在建筑结构中的基础材料，其多为光伏材料。光伏材料在正式使用时要紧密关注材料性能对输电量的影响，通过控制材料性能来改变输电量。建筑电气节能建设中，光伏部件的安装位置与安装范围有较大差异，要适时关注光伏强度，合理控制各个位置的部件安装状态。其次，电池板的安装角度也会对光伏新能源技术的操作效果产生较大影响。建筑电气安装过程中，光伏新能源建设常产生电压、电流不匹配情况，要根据不匹配的具体状态探究建筑外墙表面形状的区别，科学匹配各个部位的电性。在控制电池板安装角度时，要全面融合楼顶外观、地形条件与外墙表面形状等，科学测算电池板安装时的具体角度，合理挑选光伏新能源，提升该类能源的运用效率。

2光伏新能源技术在建筑电气节能中的应用分析

2.1光伏屋顶

光伏屋顶技术是指在建筑物的屋顶安装太阳能电池板，利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，供给建筑物所需电力，从而实现建筑电气节能。下面详细论述光伏屋顶技术在建筑电气节能中运用。光伏屋顶技术能够将太阳能转化为电能，为建筑物提供电力，避免了对传统能源消耗，减少了化石燃料使用以及环境污染和碳的排放，实现了能源节约。光伏屋顶技术能够利用太阳能发电，避免了使用化石燃料，因此不会产生二氧化碳等有害气体，不会对环境造成污染，具有环保节能特点。光伏屋顶技术在建筑电气节能中运用流程可分为以下几个步骤：（1）方案设计。根据建筑物的使用类型、建筑结构、电气负荷等因素，确定光伏屋顶系统的安装位置、面积、容量等参数，绘制系统的工程图纸和电气图纸。（2）材料选购。根据设计方案要求，选购符合标准太阳能电池板、支架、逆变器、电缆等光伏系统所需材料。（3）安装施工。按照设计方案和电气图纸要求，进行支架安装、太阳能电池板的安装、逆变器安装、电缆敷设等施工工作，确保光伏屋顶系统稳定性和安全性。（4）运行维护。光伏屋顶系统的运行需进行日常维护，如定期检查系统的电池板、逆变器、电缆等设备的运行状态，及时发现和解决故障，确保系统稳定性和安全性。（5）数据监测。光伏屋顶系统运行数据需进行监测和管理，如实时监测系统发电量、功率、电压、电流等数据，进行数据分析，优化系统运行效率和节能效果。

2.2 光伏幕墙

光伏幕墙作为建筑外立面的一部分，其外观美观大方，可为建筑增添美感。同时，由于光伏幕墙能够充分利用太阳能资源，可减少建筑的能源消耗，从而提高建筑节能效果，对环保起到一定作用。光伏幕墙安装维护成本较低，具有经济性。光伏幕墙安装和维护相对较为简单，因此其成本相对较低。而且，由于光伏幕墙能源来源主要是太阳能，因此，在运行过程中不需消耗任何的能源，从而减少了能源消耗成本。在实际运用中，光伏幕墙技术的运用流程如下： （1）方案设计。根据建筑物的使用类型、建筑结构、电气负荷等因素，确定光伏幕墙系统的安装位置、面积、容量等参数，绘制系统工程图纸和电气图纸。（2）材料选购。根据设计方案要求，选购符合标准太阳能电池板、支架、逆变器、电缆等光伏系统所需材料。（3）安装施工。按照设计方案和电气图纸要求，进行支架安装、太阳能电池板的安装、逆变器的安装、电缆的敷设等施工工作，确保光伏幕墙系统稳定性和安全性。（4）联网调试。完成光伏幕墙系统安装后，进行联网调试和测试，确保系统能够正常运行、输出稳定电能，并能够与电网进行无线连接。

2.3　光伏阵列设计

光伏阵列由大量光伏组件沿特定方向有序排列形成，对光伏组件进行串接并联处理形成整体方阵，是光伏发电系统的核心组成部分。在光伏阵列设计环节，重点掌握组件选型、阵列排布两方面的设计要点。（1）光伏组件选型，常用光伏组件主要分为晶体硅、薄膜电池两种类型，晶体硅组件的光电转换效率在14%～23%不等，薄膜电池光电转换效率在5%～14%不等，二者的使用性能存在明显差异。在正常情况下，优先配备晶硅体材质的光伏组件，常规晶硅体组件光电转换效率为14%～18%，平均使用寿命超过25年。如果对光伏系统输电效率提出严格要求，则使用特殊结构晶体硅光伏组件，把光电转换效率提升至18%～23%。同时，晶体硅光伏组件还具备边框结构牢固、不易变形、满足各类安装方式要求、透光率高、抗冲击能力强的显著优势。（3）光伏阵列排布。建筑物仅有屋面等少数区域具备良好光照条件，为提高空间利用率，在相同单位面积取得更高发电效益，需要沿日照方向规则排布光伏组件，确定光伏组件间距值与安装角度。同时，根据实际情况确定光伏组件数量，数量过多会造成资源浪费与抬高造价成本，数量过少则无法满足建筑供电需要。例如，根据光伏阵列工作电压、单块组件额定电压来确定组件串联数量，根据系统功率与额定功率来确定组件并联数量。

2.4光伏系统并网

在建筑物光伏发电系统并网期间，随之面临输出电压越限、电能质量下滑、谐波污染、潮流分布等多项问题，如果处理不当则会影响电网运行工况，形成安全隐患。因此，必须提前考虑并网时可能出现的问题，采取防治处理措施。以系统电压越限问题为例，采取补偿措施，在电源点加装无功补偿装置与电压补偿装置，始终把并网光伏系统的功率因数维持在0.95以上，并要求无功补偿装置容量不少于60%系统装机容量。

结束语

   为更好地运用光伏新能源技术，要全面规范光伏新能源技术的应用流程，将绿色电力证书与绿色电力交易融合到建筑电气节能中，高效解决建筑电气节能中存在的问题，科学控制碳排放量，使光伏新能源技术可持续应用，确保建筑电气节能效果。

参考文献

[1]吴泽坤,张磊,黄卫勇,等.建筑电气节能减排措施与光伏新能源技术的应用研究[J].城市建筑空间,2022,29(S2):189-190.

[2]董传洋,王凯,张伟,等.光伏新能源技术在建筑电气节能中的应用探讨[J].光源与照明,2022,(11):68-70.

[3]苏子龙.探讨建筑电气节能减排措施及光伏新能源的应用[J].新型工业化,2022,12(09):208-211.DOI:10.19335/j.cnki.2095-6649.2022.9.052.