論光伏發(fā)電系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用

龍歡

中國電建集團(tuán)貴州電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，中國·貴州 貴陽 550000

在經(jīng)過多年的發(fā)展之后，中國已經(jīng)取得了非常大的進(jìn)步與改變，中國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力得到了大幅度的提高，人民的物質(zhì)經(jīng)濟(jì)水平也上升了很多。在中國不斷發(fā)展進(jìn)步的過程中，對(duì)各種能源以及資源的消耗量非常大，能源的不斷消耗對(duì)能源可持續(xù)供應(yīng)能力構(gòu)成潛在威脅。因此，為了節(jié)約能源，減少國家發(fā)展過程中對(duì)能源的消耗，國家相關(guān)部門以及企業(yè)要投入更多的資源進(jìn)行研究，開發(fā)出更多的新型能源并努力取得廣泛的應(yīng)用。

光伏發(fā)電系統(tǒng)；綠色建筑；應(yīng)用

1 引言

自改革開放以來中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，在經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提升的過程中各種能源發(fā)揮了很大的作用。然而，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展所造成的不僅是能源的消耗，同時(shí)對(duì)環(huán)境也造成了非常大的危害，出現(xiàn)了許多環(huán)境問題，影響了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為了解決發(fā)展所帶來的各種環(huán)境生態(tài)問題，克服能源消耗所造成的影響，人們要加強(qiáng)對(duì)清潔能源或者是可再生能源的研究及應(yīng)用，發(fā)揮出新能源的作用。太陽能是日常生活中應(yīng)用十分廣泛的一種可再生能源，它擁有可持續(xù)的特點(diǎn)，而且經(jīng)濟(jì)性非常強(qiáng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)就是將太陽能當(dāng)作一種依托，可以儲(chǔ)存電能，而且可以用于傳輸電能以及使用電能，發(fā)揮出電能的作用。設(shè)計(jì)師在對(duì)綠色建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要以“保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源”為基礎(chǔ)目標(biāo)，為人們創(chuàng)造一個(gè)美好的生活環(huán)境。此外，要在綠色建筑中融合光伏發(fā)電系統(tǒng)，在建筑運(yùn)行過程中減少對(duì)化石能源的消耗，完善整體的能源結(jié)構(gòu)，不僅能降低對(duì)環(huán)境的傷害，同時(shí)還能有效減少對(duì)不可再生能源的消耗。

2 光伏發(fā)電系統(tǒng)基本原理

光伏發(fā)電系統(tǒng)可以通過太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后可以將產(chǎn)生的電能投入使用。該系統(tǒng)的工作原理就是太陽能電池板通過陽光照射生產(chǎn)出電能，同時(shí)還可以幫助蓄電池充電。通過足夠的太陽能生產(chǎn)出足夠的電能，能維持人們的日常生活，減少對(duì)其他方式所產(chǎn)生的電能的消耗，如火力發(fā)電。在光伏發(fā)電系統(tǒng)工作過程中如果出現(xiàn)交流負(fù)載現(xiàn)象，工作人員可以選擇使用逆變器，達(dá)到轉(zhuǎn)化電流的目的。光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作離不開蓄電池、逆變器、控制器等多個(gè)部分?？刂破鞯淖饔镁褪强刂菩铍姵氐墓ぷ鲿r(shí)間，以防發(fā)生電池電力使用過度，影響電池使用壽命。光伏電池組件的運(yùn)行可以有效進(jìn)行太陽能到電能的轉(zhuǎn)化，而其中逆變器的作用是進(jìn)行直流電與交流電之間的轉(zhuǎn)化，蓄電池的功能則是儲(chǔ)存電能，在發(fā)生突發(fā)情況時(shí)可以使用蓄電池中儲(chǔ)存的應(yīng)急電能[1]。

3 綠色建筑基本情況

建筑行業(yè)在國家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中抓住了發(fā)展的機(jī)會(huì)同樣取得了非常大的進(jìn)步，綠色建筑理念在這一過程中也涌現(xiàn)了出來，綠色建筑相對(duì)于傳統(tǒng)建筑來說發(fā)生了很大的改變。在不浪費(fèi)各種資源的情況下，確保建筑工程能順利施工。這樣的建筑施工過程，施工現(xiàn)場的周圍生態(tài)環(huán)境并不會(huì)因?yàn)槭┕ざ鴮?duì)環(huán)境造成危害。因此，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)要重視資源的節(jié)約，以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為主。一般情況下，綠色建筑在建設(shè)過程中，資源的應(yīng)用效率相對(duì)于其他傳統(tǒng)建筑更高，這樣的建筑方式會(huì)減少資源的消耗。例如，土地資源得到了最少的應(yīng)用。在進(jìn)行綠色建筑建設(shè)方案設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)每一項(xiàng)工作以及每一種資源的利用合理選擇合適的技術(shù)，可以有效提高所有資源的應(yīng)用效率。其中，在對(duì)能源的消耗方面，綠色建筑所需要消耗的能源量較少。例如，煤炭等是我們使用較為廣泛的能源之一，而綠色建筑的建設(shè)工作所消耗的并不多，建設(shè)過程中所使用的大量電能資源也是通過太陽能轉(zhuǎn)化得到的。此外，綠色建筑在投入使用之后，要重視與周圍環(huán)境之間的和諧發(fā)展，同時(shí)要確保建筑外觀能與生態(tài)環(huán)境吻合，并且建筑應(yīng)該存在一些保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。在建筑中的光伏系統(tǒng)工作時(shí)，其中發(fā)揮的比較重要的作用就是進(jìn)行太陽能和電能之間的轉(zhuǎn)化，能為建筑自身的運(yùn)轉(zhuǎn)提供足夠的電力。與此同時(shí)，能有效減少城市電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)建筑的供電量。光伏發(fā)電系統(tǒng)通過吸收陽光增強(qiáng)建筑隔熱性，使人們生活在一個(gè)更加舒適的環(huán)境，同時(shí)也可以減少建筑內(nèi)部空調(diào)的使用，能源的消耗與對(duì)環(huán)境的危害都間接得到了降低。因此，光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，能有效促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。

4 光伏發(fā)電系統(tǒng)在綠色建筑中的具體應(yīng)用

4.1 在綠色建筑的天窗安裝中充分應(yīng)用

進(jìn)行綠色建筑的設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)師要重視對(duì)天窗的設(shè)計(jì)。天窗的設(shè)計(jì)關(guān)系到了建筑的采光效果，能給用戶帶來更好的生活體驗(yàn)，減少陽光直射。一般情況下，天窗的設(shè)計(jì)效果會(huì)直接影響建筑的遮陽效果，是非常重要的一項(xiàng)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)天窗時(shí)要考慮它對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的影響，努力將光伏發(fā)電系統(tǒng)的作用發(fā)揮出來。此外，光伏發(fā)電要將自身的良好作用發(fā)揮出來，為建筑的運(yùn)行提供足夠的電量。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)天窗時(shí)也要注意對(duì)太陽能電池板的設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際狀況以及具體規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)，改變成為井格形的設(shè)計(jì)方式，幫助建筑獲得更好的采光效果，同時(shí)也能有效提高建筑采光率。除此之外，天窗的角度也要做好相關(guān)設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算好合適的角度，保證太陽能發(fā)電的效率能達(dá)到最高。

4.2 在綠色建筑的外墻中合理應(yīng)用

建筑外墻的設(shè)計(jì)是非常重要的一部分工作，因?yàn)榻ㄖ锏耐鈮ο噍^于其他部分有更大的面積可以和太陽光源進(jìn)行接觸。因此，建筑物可以從相應(yīng)的層面進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，確保能最大程度的將所有太陽能轉(zhuǎn)化為電力能源。負(fù)責(zé)相關(guān)工作的施工人員為了獲得最好的效果，要讓太陽能電池板生產(chǎn)出更多的電能。通過這些形式，建筑不僅能提高美感，同時(shí)也能提高太陽能的采集效率，并且把這些太陽能最大效率的轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏δ茉?。綠色建筑能減少在運(yùn)行過程中對(duì)各種能源的消耗，防止能源浪費(fèi)，促進(jìn)綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展[2]。

4.3 在綠色建筑的屋頂設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用

屋頂可接觸到陽光的面積相對(duì)于外墻來說面積小了許多，因此在對(duì)屋頂上的太陽能電池板進(jìn)行安裝時(shí)要重視電池板安裝的角度，確保電池板的安裝工作能更加便利。在光伏發(fā)電系統(tǒng)的日常運(yùn)行過程中，相關(guān)的工作人員要考慮整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間，重視各種因素可能對(duì)系統(tǒng)工作造成的不同影響，如雷雨、暴風(fēng)等。在惡劣天氣發(fā)生的時(shí)候，要對(duì)屋頂進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，調(diào)整成為最適合的角度，產(chǎn)生最好的作用。同時(shí)，要提前做好應(yīng)對(duì)各種惡劣天氣的應(yīng)對(duì)方案制定，不斷進(jìn)行防護(hù)設(shè)施的完善，在合適的位置安裝能發(fā)揮巨大作用的防護(hù)設(shè)備。在選擇太陽能電池板時(shí)，要選擇合適材料制成的太陽能板，最好具備較好的防雷功能。如果發(fā)生大風(fēng)災(zāi)害，要努力提高電池板質(zhì)量，確保電池板的穩(wěn)固性能得到一定程度上的保障。

4.4 綠色建筑其他部分的光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用

除了一些常見的太陽能板應(yīng)用，綠色建筑其余的各個(gè)部分也應(yīng)該進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，有效發(fā)揮光伏發(fā)電系統(tǒng)的作用。一些綠色建筑的遮陽板大多數(shù)是使用太陽能電池板，同時(shí)這些太陽能電池板還能發(fā)揮出遮雨的作用，也與建筑的其他作用進(jìn)行有效結(jié)合。在綠色建筑中發(fā)揮太陽能的作用，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中產(chǎn)生效果，通過使用該系統(tǒng)生產(chǎn)大量電能，有效減少建筑中能源的浪費(fèi)，節(jié)約了大量的能源。要讓綠色建筑的各個(gè)部分都發(fā)揮出光伏發(fā)電系統(tǒng)的作用，同時(shí)要確保每一部分的設(shè)計(jì)都能保障用戶的安全，使建筑的正常運(yùn)行能更加順利穩(wěn)定。

5 綠色建筑中利用光伏發(fā)電系統(tǒng)的效果

光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)用到綠色建筑的運(yùn)行中不僅可以發(fā)揮節(jié)能的作用，同時(shí)也能產(chǎn)生很高的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益。

5.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)利用的節(jié)能效果

在綠色建筑中光伏發(fā)電系統(tǒng)能發(fā)揮出很好的節(jié)能作用，例如，太陽能向電能的轉(zhuǎn)化，減少了電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)建筑運(yùn)行的電量供給，有效減少了能源消耗。與此同時(shí)，不論是遮陽板還是天窗都可以通過對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用，在發(fā)揮自身作用的同時(shí)產(chǎn)生隔熱的作用，有效降低了建筑物內(nèi)部的溫度，減少了建筑運(yùn)行所需要的能源，尤其是產(chǎn)生制冷效果需要的能源，消耗量得到了有效降低?，F(xiàn)如今，中國產(chǎn)生電能的方式大多是火力發(fā)電，如果使用光伏發(fā)電，可以減少火力發(fā)電所需要消耗的各種能源，可以緩解資源帶來的壓力，對(duì)于國家未來的可持續(xù)發(fā)展有著非常好的作用，同時(shí)也有效保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

5.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)利用的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益

光伏發(fā)電系統(tǒng)在綠色建筑中的安裝工作需要投入大量的資金，成本非常高，但是在安裝完成后系統(tǒng)運(yùn)行需要的投入則比較低，因此該項(xiàng)系統(tǒng)只需要投入一次就可以長期的使用。例如，如果安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng)是100kW的，那么這個(gè)發(fā)電系統(tǒng)如果正常運(yùn)行一年就可以產(chǎn)生大約100000kW.h的電能，因?yàn)榘惭b系統(tǒng)需要投入的資金以及在這個(gè)過程中各個(gè)工作環(huán)節(jié)需要投入的各種資金消耗金額非常大，大約需要100萬左右，以1.5元的商業(yè)用電單價(jià)為準(zhǔn)，如果想要收回企業(yè)的成本支出需要一年多的時(shí)間，而一個(gè)系統(tǒng)在正常工作的情況下大概能使用二十多年的時(shí)間，在收回成本之后還有十多年的時(shí)間用于盈利能節(jié)約大量的能源，在除去了其他費(fèi)用之外，該系統(tǒng)仍然能為公司創(chuàng)造大量利潤，能產(chǎn)生大量經(jīng)濟(jì)效益[3]。

6 結(jié)語

在進(jìn)行綠色建筑的建設(shè)工作時(shí)，要努力發(fā)揮光伏發(fā)電系統(tǒng)的作用，將該系統(tǒng)的所能產(chǎn)生的效果發(fā)揮出來，能為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)收入，同時(shí)也能保護(hù)好環(huán)境不受危害，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，要讓該系統(tǒng)發(fā)揮出他應(yīng)有的價(jià)值，減少能源消耗。