光伏發(fā)電在建筑公共設施供配電中的運用

李圍

摘 要：光伏主要是利用太陽能進行發(fā)電的可再生資源，在很多行業(yè)的生產與發(fā)展中都發(fā)揮了非常重要的作用。文章對建筑公共設施供配電中如何應用光伏發(fā)電技術的相關內容展開了論述，并且結合具體的施工案例進行了分析。旨在為有關單位及技術人員在實際工作中提供一定的理論與技術幫助。

關鍵詞：光伏發(fā)電；建筑公共設施；供配電

1 光伏發(fā)電技術原理分析

太陽能光伏發(fā)電通過太陽能電池的發(fā)光效應進行工作，它把太能能轉換成電能，從而實現(xiàn)發(fā)電的目的。就光伏效益而言，就是光照射物體后，會改變物體內電荷分布狀況，從而形成電路與電勢。在出現(xiàn)照射半導體PN或者太陽光時，就會有電壓出現(xiàn)在PN兩邊，也就是光生電壓，即我們所講的光伏效應。由充放電控制設備、監(jiān)測設備、蓄電池、輔助設備以及電池組件等構成了太陽能光伏系統(tǒng)，按照不同的應用場合，劃分成并網光伏發(fā)電系統(tǒng)、混合系統(tǒng)以及離網光伏光伏系統(tǒng)三種重要的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)?？梢哉f，這種方法實用性明顯，但也有不足之處，例如控制較為繁瑣，需要經常維護系統(tǒng)等。

2 光伏發(fā)電具體的應用分析

2.1系統(tǒng)構成分析 ①、DC/DC變換器。對主回路內輸出電流以及直流電壓的檢測是它的主要功能，對太陽能轉換光能的功率進行檢測。②、太陽能光板。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能光伏板發(fā)揮著核心的作用。在太陽光被光伏板板面吸收后，把太陽能轉換成電能?？梢哉f，整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的光電轉換質量和太能光板有著非常密切的聯(lián)系。③、檢測與控制蓄電池。主要通過BMS進行檢測與管理儲電池能量，BMS可以對電池充放電數(shù)據(jù)進行實時的監(jiān)測，從而將電池的電流、溫度、SOC以及電壓等參數(shù)確定出來，對電池狀態(tài)進行實時的掌控，并科學的掌握電池能量，防止電池超限放電或者超限充電，從而有效的保護電池的質量。④、DC/AC變換器。逆變器即DC/AC變換器，它的基本作用是把光伏發(fā)電系統(tǒng)所傳輸?shù)闹绷麟娹D變成相應的交流電，從而將50Hz、220V的交流電源為負載提供出來。⑤、雙電源切換開關。該裝置的功能是從現(xiàn)有電源中把負載電流向備用電源中轉換，從而保證為關鍵負荷提供可靠、連續(xù)的供電。若是有著充足的光照，建筑公共設施的供電都由太陽能光伏發(fā)電來完成，剩余的電能可以向儲能電池中轉入。

2.2設置系統(tǒng)運行模式 離網和并網混合的光伏發(fā)電模式在市面上得到了廣泛的應用，如果有這充足的光照，就會在離網狀態(tài)下運行發(fā)電系統(tǒng)，轉變太陽能為電能，利用DC/AC轉化成交流負載供電，然后在儲能電池中儲存多余的電能。如果遇到陰雨天，太陽光不足時，或者在某一個特定值下控制儲能電池內電量時，需要向市電中接入發(fā)電系統(tǒng)，由并網狀態(tài)取締離網狀態(tài)，通過市電為交流負載直接進行供電，給蓄能電池進行充電。

2.3具體的應用案例分析 以湖南長沙某住宅小區(qū)為例，該樓位于6棟25層高樓住宅。對如何應用光伏發(fā)電技術供電進行了分析，其中，該公共設施的供電系統(tǒng)包括樓梯間照明以及車庫照明兩個方面：

首先，計算分析其功率因數(shù)。與現(xiàn)場測算相結合，需要把482盞36W的單管熒光燈設置在車庫中，并且，把4W的鎮(zhèn)流器配置到每盞燈中，利用八條分路進行供電；設置成剪刀型的樓梯，并且把兩燈具設置在每層樓梯間，并把835盞32w的環(huán)形熒光燈設置在樓梯間，以16路的方式進行供電。如下圖所示：

2.4科學的選擇和應用開關設施 市電與光伏發(fā)電相結合的雙電源供電模式在公共設施供電系統(tǒng)中也得到了大量的推廣。將光伏發(fā)電當作常用電源，市電當作備用電源，電源的切換裝置由雙電源自動轉換開關組成。相較于CB級的轉換開關，PC級自動雙電源開關的安全以及可靠性更高，而且能夠快速的轉換電能，所以，PC級的雙電源自動轉換開關在很多工程中得到了有效的應用。并且，還將短路保護電器為PC級ATSE配置了出來，因為熔斷器有著較好的限流性，能夠有效的限制短路電流，因此，把熔斷器當作PC級ATSE的短路保護裝置。

還是以樓梯以及車間內的照明系統(tǒng)為例，要求在較短的時間內控制ATSE轉換時間，所以選擇應用二段型的ATSE。并且只有兩個工作位存在于二段型ATSE開關主觸頭中，也就是主用和備用電源位，它的供電性能穩(wěn)定、優(yōu)越，而且能夠快速的進行轉換，一般在50-250s內就能夠完成總體動作。與各個方面的要求綜合到一起，在該工程中選擇應用了TBBQ6型號的轉換開關，AC-33A為其基本的應用類別，在16-630A之間控制電源運行范圍，選擇勵磁驅動方法，在75ms之內控制其觸頭轉換時間；在120kA控制最大限制短路電流；可以選擇重疊切換N線，防止由于切換不到位二發(fā)生三相不平衡問題，進而更好的實現(xiàn)轉換三相不平衡電能的目的，從而更好的切換建筑公共設施供電系統(tǒng)的目的。

在對主備兩路電源進行監(jiān)控時，雙電源自動切換開關控制器發(fā)揮了非常重要的作用。如果有失壓、頻率偏差、欠壓或者斷相的問題出現(xiàn)在了任意一路被監(jiān)測電源中，這樣，故障信號就會傳遞到控制器接中，并將指令發(fā)送出去，而且，有負載存在于開關本體中，從一個電源向另一個電源自動轉換。根據(jù)文章上述內容中所設置的系統(tǒng)，在太陽光消失或者減弱了以后，控制其能夠檢測到光伏線路的失壓或者欠壓，并且?guī)娱_關本地運行，向市電中切換供電電源。在正?；謴土藗溆秒娫春?，著并不能說明有故障出現(xiàn)在了備用電源中，一般情況下，不要一恢復了常用電源就馬上轉換，應該在恢復了一段時間后，ATES再向常用電源中轉換。保證常用電源能夠良好恢復是延時復位的主要目的，防止在短時間內有故障再次出現(xiàn)，造成頻換的轉換電源，使得ATSE的應用壽命被縮短。

3 結語

在未來的光伏發(fā)電中，市電互補以及光伏發(fā)電將成為主要形式，文章通過單文對建筑公共設施系統(tǒng)中如何有效應用光伏發(fā)電的相關內容進行了探究，將光伏發(fā)電系統(tǒng)當作核心電源，將市電當作備用電源，從而為建筑物公共設施系統(tǒng)進行穩(wěn)定、高效的供電，從而將建筑物的能耗有效的降到最低。