分析光伏新能源技術(shù)在建筑電氣節(jié)能中的運(yùn)用

劉強(qiáng) 滕先明

華晨寶馬汽車有限公司 ?遼寧沈陽 ?110143

摘要：在建筑運(yùn)行期間，電氣能耗占比較大，為響應(yīng)節(jié)能減排號(hào)召，應(yīng)在建筑電氣工程中應(yīng)用光伏新能源技術(shù)?；诖?，文章從光伏新能源技術(shù)原理入手，探究其在建筑電氣工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，結(jié)合建筑電氣工程實(shí)踐，總結(jié)如何在建筑電氣節(jié)能中應(yīng)用光伏新能源技術(shù)，減少電氣工程能耗，實(shí)現(xiàn)綠色建筑建設(shè)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：光伏新能源;建筑電氣;節(jié)能減排

前言：光伏新能源技術(shù)是指利用光伏系統(tǒng)，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，以此為建筑用戶供電，減少市政供電的使用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。但在實(shí)際建筑電氣工程中，專業(yè)工序繁多，對(duì)光伏新能源系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)、建設(shè)與運(yùn)維提出較高要求，工作人員應(yīng)按照規(guī)范要求開展各項(xiàng)作業(yè)，發(fā)揮光伏新能源技術(shù)的節(jié)能減排優(yōu)勢(shì)。

一、光伏新能源技術(shù)原理及優(yōu)勢(shì)

光伏新能源技術(shù)是對(duì)太陽能進(jìn)行開發(fā)利用，通過太陽電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?shí)現(xiàn)發(fā)電目標(biāo)。目前建筑工程中光伏新能源技術(shù)的應(yīng)用方式有兩種：第一，光熱方式，利用太陽能為建筑用戶提供采暖服務(wù)，如太陽能空調(diào);第二，光電方式，利用太陽能生產(chǎn)的電力，為建筑用戶提供照明、生產(chǎn)生活用電服務(wù)，使建筑電氣節(jié)能的主要方式。在建筑電氣工程中，由太陽電池半導(dǎo)體材料組成光伏板組件，在太陽光輻射下，產(chǎn)生直流電，通過逆變器將其轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，傳輸至配電柜，滿足建筑用戶的電力需求[1]。基于上述原理，在建筑電氣工程中，光伏新能源技術(shù)表現(xiàn)出如下優(yōu)勢(shì)：

第一，安全環(huán)保。光伏組件的占地面積小，通常安裝于建筑外墻、屋頂?shù)葏^(qū)域，不會(huì)影響建筑正常使用，經(jīng)濟(jì)效益顯著;光伏系統(tǒng)利用太陽能發(fā)電，不會(huì)產(chǎn)生廢氣，污染環(huán)境，環(huán)保效益顯著。同時(shí)，光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，可將多余電量存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)集中、安全、可靠供電。在建筑電氣工程中，對(duì)于光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)的多余電能，可輸入至市政電網(wǎng)中，調(diào)節(jié)電網(wǎng)電力高峰，降低市政電網(wǎng)壓力，提高區(qū)域供電可靠性。

第二，節(jié)能降耗。和其他發(fā)電技術(shù)相比，光伏新能源技術(shù)以太陽能為原材料，發(fā)電成本低。同時(shí)，在光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)中，采用輸入和輸出方式調(diào)配電量，可減少電能損耗[2]。

二、光伏新能源技術(shù)在建筑電氣節(jié)能中的運(yùn)用

基于光伏新能源技術(shù)優(yōu)勢(shì)，技術(shù)人員應(yīng)在建筑電氣節(jié)能中推廣運(yùn)用該技術(shù)。本文結(jié)合工作實(shí)踐，分析光伏新能源技術(shù)的要求和運(yùn)用方法，為建筑工作者運(yùn)用光伏新能源技術(shù)提供有益探索。

（一）運(yùn)用要求

在建筑電氣工程中，光伏新能源技術(shù)主要以光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)方式存在，技術(shù)人員應(yīng)合理開展系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，為后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。就此，在光伏新能源技術(shù)運(yùn)用中，應(yīng)滿足如下要求：

第一，遵循設(shè)計(jì)規(guī)范。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需遵循《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》、《光伏發(fā)電工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑電氣工程施工圖施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，合理開發(fā)利用太陽能，提高光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)的可行性及合理性。

第二，注重設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。在光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需綜合考慮各項(xiàng)要點(diǎn)，避免系統(tǒng)存在質(zhì)量隱患，影響發(fā)電效果。細(xì)化來說，光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）在光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)中，所有帶電部分應(yīng)實(shí)施絕緣處理，嚴(yán)禁裸露，對(duì)于室外線纜，應(yīng)選擇戶外型線纜，以保障系統(tǒng)使用安全，預(yù)防觸電事故;（2）在建筑光伏組件安裝區(qū)域，應(yīng)設(shè)置保護(hù)開關(guān)，負(fù)責(zé)光伏組件的短路、過電流、過電壓等保護(hù)，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性;（3）在進(jìn)行光伏組件安裝時(shí)，需選擇至少2.5mm2的銅芯導(dǎo)體作為絕緣導(dǎo)體，并嚴(yán)格按照連線與穿線要求實(shí)施絕緣操作;（4）在進(jìn)行系統(tǒng)導(dǎo)線連接時(shí)，選擇端子排連接方式，且要求連接端子部位具備應(yīng)力釋放功能;（5）在光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)中，要求直流側(cè)不接地，交流側(cè)必須接地，技術(shù)人員可通過固定框架與建筑物的接地網(wǎng)聯(lián)結(jié)，將其作為交流側(cè)的接地線，落實(shí)接地要求。

第三，安裝要求。在建筑電氣工程，特別是居住建筑電氣工程中，對(duì)光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)的安裝有明確要求，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在建筑屋頂及墻面區(qū)域選擇合適位置安裝光伏組件，要求選擇區(qū)域光照、通風(fēng)效果良好，不允許安裝在建筑物陰影處，并將光伏組件的支撐柱和建筑的屋面下墻體柱連接，做好屋面防水施工，為光伏組件創(chuàng)造良好運(yùn)行環(huán)境。同時(shí)，對(duì)于安裝在側(cè)墻位置的光伏組件，需對(duì)其框架進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)操作，避免側(cè)擊雷損壞光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)，并在發(fā)電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)中部署SPD、漏電保護(hù)等功能，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

（二）運(yùn)用方法

在建筑電氣節(jié)能中，為保障上述要求的有效落實(shí)，工作人員應(yīng)規(guī)范光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝及運(yùn)維操作。本文以某辦公樓建筑為例，分析電氣工程中光伏新能源技術(shù)的運(yùn)用方法。

第一，系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑電氣工程特點(diǎn)，選擇多晶硅光伏組件，功率為165Wp，峰值電流為7A，峰值電壓為24V。按照標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算光伏組件的表面太陽能輻射量及光伏系統(tǒng)效率，根據(jù)計(jì)算結(jié)果部署光伏組件。其中，光伏系統(tǒng)效率由逆變器效率、光伏組件效率等因素影響，最終該辦公樓建筑的光伏系統(tǒng)總效率數(shù)值為77%，基本可滿足建筑用戶的用電需求，可將光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)用于實(shí)踐。

第二，系統(tǒng)安裝。在完成光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，施工單位嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案制定安裝方案，綜合對(duì)比建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、所在區(qū)域氣候條件等因素，選擇合適區(qū)域安裝光伏組件，并根據(jù)光伏組件的安裝位置，進(jìn)行直流匯流箱、逆變器、傳感器、防雷接地裝置等設(shè)備的安裝，既可保障光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也可為系統(tǒng)的后續(xù)監(jiān)督管理提供支持。

第三，系統(tǒng)運(yùn)維。在光伏新能源系統(tǒng)安裝完成后，運(yùn)維單位根據(jù)逆變器的累計(jì)發(fā)電量、日發(fā)電量;傳感器采集的光照輻射量、溫度、風(fēng)速等參數(shù)，計(jì)算光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，系統(tǒng)發(fā)電經(jīng)轉(zhuǎn)變后用作該辦公樓建筑的常規(guī)照明、生產(chǎn)用電及應(yīng)急照明，且光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，多余電能饋入電網(wǎng)，發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，運(yùn)維單位安排運(yùn)維人員開展光伏組件的日常檢查工作，檢測(cè)傳感器檢測(cè)參數(shù)、保護(hù)裝置及絕緣部分的運(yùn)行狀況，并在每年的春季和秋季，開展全面深入檢查，綜合評(píng)估光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行狀況，排除故障，解決異常現(xiàn)象，延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命。

結(jié)論：綜上所述，在建筑電氣節(jié)能中，光伏新能源技術(shù)具有安全環(huán)保、節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì)，建筑工作者應(yīng)綜合考慮標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求及建筑電氣工程實(shí)際狀況，合理設(shè)計(jì)光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)，準(zhǔn)確計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)，并做好系統(tǒng)運(yùn)維工作，延長(zhǎng)光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)壽命，發(fā)揮其環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬鑫.光伏發(fā)電技術(shù)在建筑電氣節(jié)能中的應(yīng)用分析[J].冶金與材料，2019，39（06）：169+171.

[2]劉振興.光伏新能源技術(shù)在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].通信電源技術(shù)，2019，36（06）：118-119.