摘要:目前,全球市场竞争激烈,科技越来越进步,在此背景下对于新能源的开发与利用也是越来越紧迫。作为各国市场竞争激烈的建筑行业,每年新增建筑面积不断扩大,而且其中的电力能源消耗也是直线攀升。针对这一情况,选取电气节能作为突破口,将节能资源、降低消耗作为总体目标,采取必要的措施,才能在市场发展中立于不败之地,也才能实现清洁发展。当前,光伏新能源的应用已经越来越受到关注,拥有很高的市场价值。
关键词:光伏新能源;建筑;电气节能;技术
一、光伏新能源发电在建筑电气节能中的优势
1、节能、能源消耗小。光伏新能源所发出的电能可以在建筑物单体上完成发电、输电和用电的总过程,减少了输电线上电量的损失,避免了电能的浪费,做到了就地生产就地消纳的效果。随着发光二极管(LED)照明技术以及直流用电设备的日趋成熟,利用易于控制的直流电源作为建筑物的电源系统也逐渐得到国家的重视。从传统光伏发电过程来看,太能能电池组件发出的直流电需要经过逆变器转换为交流电才可以提供给用户使用,这样的转换一定程度造成了电能的浪费。如果能将太阳能电池组件发出的直流电通过稳压后直接提供给建筑直流配电系统,将很大程度上降低成本,减少电能损耗,提高电能的利用效率,达到节能降耗的目的。
2、安全性较好。在建筑使用过程中使用光伏新能源进行发电,不但可以生产大量的电能为建筑物供电,还可以将一些建筑物没有使用完的多余电能输送到电网之中,保证建筑的用电安全。从发电的过程来看,光伏新能源发电系统没有转动机构,运行维护简单,而且在操作过程中其安全性也是非常好的。在使用的过程中光伏新能源发电系统可以根据居民电量的使用情况对电网的电量输出进行科学的调控,对电能进行储存和调节,不但提高了供电和发电的安全性,还进一步提升了供电和发电的稳定性特点。
二、建筑电气节能中运用光伏新能源技术分析
1、电池板选择。太阳能电池板是光伏能源建设中最为核心的部分,太阳能转化效率直接关系到光伏新能源转化效率。相关单位在开展建筑电气工程项目时,可以选用多晶硅光伏组件作为电气工程基本构件。该光伏组件成本性价比相对合理,成本不高,但电能转化效率较高。在电气工程实际开展过程中,还要进一步的考虑到电气工程的相关设备实际参数需求,如峰值电流、峰值电压、峰值功率等,确定多晶硅光伏组件的具体规格。
2、电池板阵列。电池板的阵列方式影响电池板接受太阳光照程度与范围。尤其在高层建筑外安放电池板,还要进一步考虑到建筑遮挡等相关问题。因此在选择电池板阵列地点时,应该选择建筑接触日照时间相对最长地点,并将实际太阳辐射量转化为光伏能源设备实际接受的辐射量,以计算实际设备发电量。电池板阵列倾斜角度影响太阳能转换量,相关人员在调整调太阳能电池板时,应该遵循最大总辐射量原则,根据公式:RD=[sin(α+β)/sinα]×S+D计算出阵列倾斜角度。
3、光伏系统计算。光伏能源设备总效率受到阵列方式、逆变器效率、交流并网效率的影响。因此在计算光伏系统总效率过程中需要充分的考虑到以上三项因素的影响,并通过公式:总效率=列阵效率×逆变器效率×交流并网效率,计算出所求得的相关数据。光伏系统总效率的计算,决定了电气工程中相关电子设备的规格选择,从而更加精准的为项目提供所需电力能源。
三、光伏新能源技术在建筑电气节能设计中的应用
1、应用形式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前,在建筑电气节能设计中运用光伏新能源技术,主要采取以下两种应用形式。①将建筑结构和光伏系统结合,即在建筑物的屋顶或者外墙结构中安装光伏发电设备,并和其他组件合理配合,以达到供电和蓄电目的。这种应用形式比较独立,实际应用中可进行自给自足供电,应用非常广泛。②建筑电气工程施工中,将施工材料和光伏系统相关组件进行组合,实现共同使用。具体运用形式是以比较特殊的制作材料与制作方法来对光伏发电技术中涉及到的一些组件进行制作,并且将相关组件制作成建筑工程必备的窗户和屋顶等建筑结构。这种用特殊技术和材料代替传统建筑材料的应用形式,不仅可降低工程造价,而且便于施工。因为建筑物材料中设置有光伏组件,所以相比其他光伏新能源技术应用形式,其能够采集到更多的太阳能,可具有更充足的供电量。该应用形式是光伏新能源技术在建筑电气设计中的重要应用趋势。
2、应用效果分析。主要包括以下几点:(1)通过应用光伏新能源技术对供电峰值进行合理调整,可保证供电系统的稳定,相比原有供电技术,能显著提升工程设备供电效率。将该技术运用于建筑电气工程,所使用的蓄电池成本相对较低,可显著提高工程整体经济效益。此外,通过此技术的应用,可最大程度地发挥光伏新能源使用效果,提升电力资源利用率。通过在建筑墙体中安装光伏系统设施,能够促进光伏建筑的一体化发展,加快建筑技术和光伏技术的融合。(2)建筑电气节能设计中,由于一般会在建筑外墙和屋顶等采光性比较好的位置安装光伏新能源相关发电设备,因此可有效节约空间,加大太阳能收集力度,且绿色无污染。因为太阳能是清洁、无污染及可再生资源,所以通过光伏新能源技术进行发电,也无污染、安全,符合建筑行业的可持续发展需求。
四、光伏新能源在使用过程之中需要注意事项
首先,在安装、维护的过程之中,需要安装在开放式的空间之中,比如,在大型的建筑工程之中使用,需要保障场地开阔以及安全性,防止太阳板遇到意外损坏等。其次,太阳板需要朝着赤道的方向倾斜角度,保障太阳能电池板能够尽量接受到大量阳光,此外,在安装时需要保障太阳能光伏板不受到建筑物遮挡,保障角度以及方位。光伏幕墙等也需要进行必要的防火防雷措施,与此同时需要加强定期的检查工作,保障设备的安全性以及稳定性。再次,在光伏能源设备周围要建立保障措施,防止其遭到碰撞、敲击等人为破坏,最后,需要对一些恶劣天气采取必要的举措,制定针对恶劣天气的预防措施,加强对光伏设备的保护。在安装光伏发电装置以前,为了可以充分采集太阳光,更好转变为电能,必须保证周边其他物体或是高大结构物不会遮挡光线。当大范围的光伏发电装置准备安装时,安装的现场要足够大,确保不会产生光伏能设施相互碰撞的情况。光伏能电池板若能接收十分充足的光线,则可以令接收到的太阳能十分均匀,对太阳光直射方位的角度应通过严格仔细确定。光伏发电装置安装结束后,不仅要定时进行检测,还要对隐藏的影响因素采取科学的预防措施。建筑建设技术与光伏技术相结合,防止了大范围占地情况,使光伏技术在工程中起到了显著作用,节能降耗的目的也获得了及早实现,建筑重点采用的能源变成了光能,CO2与其他废气的释放量大幅度降低,进而减少了对环境的破坏。
结束语
太阳能资源是一种清洁、环保的资源,还具有稳定性、可再生的特点,在当前的建筑行业中,各个建筑环节都会使用到大量的电能。如果在建筑行业的发电过程中使用光伏新能源发电,那么不但可以节省用电成本,而且具有环保、安全、稳定的特点,是未来建筑行业发展的必然趋势。本文结合一定的应用实践经验对光伏新能源发电技术进行了阐述和探讨,在未来,电能必然将会成为一种至关重要的资源,而整个建筑行业对于电能的消耗量是比较大的,随着节能减排、绿色环保的观念深入人心,开发太阳能资源势在必行,而光伏新能源发电技术对于建筑节能有着非常巨大的贡献度。在以后的发展中,要继续加大对新能源发电技术、直流配电技术在建筑电气中的研究和应用,大力推广新能源理念,降低能耗,减少大气污染,促使建筑行业朝着绿色、可持续性的道路发展。
参考文献:
[1]刘 钊,唐振宇.基于智能化建筑电气节能优化设计分析[J].中国高新技术企业,2018,(1):118.
论文作者:苏金平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/9
标签:光伏论文; 新能源论文; 电池板论文; 电能论文; 技术论文; 建筑论文; 太阳能论文; 《基层建设》2019年第25期论文;