(宁夏回族自治区电力设计院有限公司 宁夏银川 750001)
摘要：现阶段，我国社会经济水平显著提升，人民针对新能源的需求量也在逐渐增多，特别是建筑电气层面。光伏新能源的使用量很大，但耗费也十分严重，未有效得到能源的充分利用与科学分配。文章通过研究光伏新能源系统在建筑电能节能中的使用，希望提升建筑电气节能能力，更好符合建筑事业的发展要求。
关键词：建筑工程；电气节能；光伏新能源；应用
1能的电气设计原则
现如今能源缺口日益增大，推进节能减排势在必行。因此，各行各业提出了节能减排的要求，绿色节能成为高层建筑电气设计的焦点。为确保节能设计的有效性和针对性，应当遵循以下原则：（一）实用性原则。电气设计的首要原则就是实用性，否则电气设计就毫无意义。保证高层建筑物的基本功能，比如保证建筑物照明的照度、色温；保证空调的舒适性，比如温度及新风量；保证运输通道畅通无阻；保证高层建筑特殊工艺要求，比如娱乐设备的一些电气设施的用电、办公场所的工艺照明及特殊用电等。（二）经济效益的原则。经济效益的原则关乎电气设计的可操作性，在进行高层建筑节能设计时，应当关注节能设计的经济型，不能只关注了电气节能而投入巨大，致使投入与回报不成比例，应当使节能设计所带来的投资能够在未来几年的电能节约中回收回来。
2建筑电气节能现状
建筑业的发展解决了人们的居住问题，与此同时，建筑能耗也随之增大，根据有关部门的调查统计结果显示，建筑能耗在社会总能耗的占比已经超过33%。电气能耗在建筑能耗中所占的比例较大。针对这一问题，我国政府加大了节能方面的投入力度，各种新能源技术、节能设备在建筑电气设计中得到了广泛应用，由此使得建筑电气能耗随之降低。但从目前的总体情况上看，建筑电气节能方面仍然存在一些不足，很多建筑工程项目在设计的过程中受造价等因素的影响，建筑节能设计仍然沿用原有的标准和设计原则，并未充分采用电气节能设计，致使建筑电气能耗居高不下。
3建筑电气节能减排措施分析
3.1变压器节能设计
变压器损耗占电网能耗的比重较高，其中，以空载损耗和负载损耗为主要损耗形式，所以在建筑节能设计时，必须采用变压器节能技术，具体如下：（1）降低空载损耗。空载损耗由磁滞损耗和涡流损耗构成，其损耗高低与变压器铁芯磁通密度、芯片厚度、材料性能等因素有关。在变压器节能设计中，应选用高牌号电工钢带降低空载损耗。（2）降低负载损耗。负载损耗主要为铜损，与变压器的负债率成正比，并且负载电流是造成杂散损耗和涡流损耗的重要因素。变压器节能设计要精确计算合理的负荷，尽量选择高效能的变压器降低负载损耗。（3）确定变压器台数和容量。按照年运行费用控制目标选择合适的变压器容量，提高变压器运行的经济效益。设置单独的变压器用于空调采暖、制冷等季节性供电，在不需要供电时停用变压器。
3.2无功补偿设计
按照计算电力负荷的结果，该住宅小区建筑供电功率因数并没有达到国家标准，所以应使用无功补偿提高功率因数。根据该住宅小区建筑实际情况，决定使用变压器低压侧集中自动补偿装置，并通过自动循环投切方式确定电容器组，实现对功率因数的实时采集，从而控制电容器投切。该投切选择整组投入的方式，维护方便、操作简单，能显著提高利用变压器的效率。在使用无功补偿之后，把功率因数提高到满足供电部门要求的标准。而为提升补偿的准确性，设计者按照建筑电气施工图，同时借鉴过去的工作经验，科学估算补偿容量。只是不得把估算的容量直接用于设计无功补偿，最终应基于各种负荷统计功率因数，计算负荷，在对容量补偿之后的总负荷功率因数进行验算、估算，确认其是否比要求值大。
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3.3建筑电气线路上的能量损耗
建筑电缆线路使用量大，电缆线路的能量损耗总量巨大，因此采用多种措施减少电缆线路的能量损耗对高层建筑的节能尤为重要。减少线路损耗有三大因素：（1）线路截面是否合理。根据电阻定律，导线阻值与横截面积成反比，故要增大线路截面；（2）线路材质即电阻率是否合理，铜质导线是经济范围内电阻率最合适的导线，应将铝质导线换成铜质导线；（3）导线的长度要尽可能短，根据电阻定律，导线阻值与长度成反比，所以在布线时要横平竖直，不走回头线，尽可能减少导线的长度。由电缆的载流表可以看出，同样截面的YJV电缆比VV电缆载流量高15%~20%，所以在设计中要尽量选用YJV型号的电缆。
3.4设计继电保护
为确保建筑能够安全实现供配电，应将继电保护装置设置在电网之中，测量一次系统，并执行监视与控制、保护等操作，尽可能降低故障影响，预防损坏电气设备。按照该住宅小区建筑的实际用电情况，决定设计10kV继电保护，即：将三相定时限过电流保护设置在进线柜处，同时设置零序保护、带时限电流速断保护；将时限过电流保护设置在出线柜处，同时设置零序与超温保护、电流速断保护；将时限过电流保护、电流速断保护都设置在母联柜处。在明确继电保护装置设计之后，整定各个保护装置的电流，明确保护动作出现时的电流整定值。在此之后还要校验继电保护装置的灵敏度，保证各个保护装置及时动作，不会出错，具备继电保护功能。
4建筑中光伏新能源系统的运用
科技的进步，使人类对不可再生能源的使用量越来越多，资源紧缺情况是人类意识到在新能源的使用上也是十分关键的。在建筑领域的应用中，不可再生资源产生了巨大的消耗现象，对环境也产生了较大影响。当前，人类已经意识到这一问题，为了可以缓解对能源及资源的耗费情况在各种新能源的研发上均加大了力度。结果显示，能够利用光伏能，光伏能属于一种可再生能源，不会破坏自然环境，开发出该种技术便是太阳能光伏发电系统，其能够将太阳能经太阳光转变为电能，并且既环保还极易维护，建筑中也不会耗损过多电能，进而得到节能降耗的效果，还令建筑在使用不可再生资源方面避免了消耗。在安装光伏能发电装置以前，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达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纤，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。光伏能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。
结语
综上所述，建筑电气设计是一项较为复杂且系统的工作，其中涵盖的内容相对较多，为达到节能降耗的目标，在进行电气设计的过程中，设计人员应当从节能视角出发，对设计方式进行合理选择，并对各种节能技术措施进行有效运用。只有这样，才能在保证建筑使用功能的基础上，降低建筑的总体能耗，从而促进我国建筑业的持续发展。
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[4]王宏尧.光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用[J].低碳世界,2017(08):88-89.
论文作者:孙浩哲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/17
标签：节能论文; 建筑论文; 变压器论文; 光伏论文; 新能源论文; 建筑电气论文; 导线论文; 《电力设备》2018年第34期论文;