建筑电气节能中运用光伏新能源技术的优势

刘强强

山西省安装集团股份有限公司 山西省太原市 030032

摘要：近年来，各国能源消耗巨大，对能源的需求不断增加，尤其是建筑行业，其作为各国的基础行业，同时也是能源消耗最大的行业之一。建筑行业要想跟随时代发展脚步，增强自身在市场中的地位，就需要完善其技术体系，增强建筑电气功能，做到节能减排。随着光伏新能源技术不断被应用到建筑电气领域，其发挥的作用越来越大，建筑企业需要完善自身的技术体系，合理利用新能源进行发电，不断优化光伏新能源技术，确保企业的经济效益与社会效益。

关键词：光伏新能源技术；光伏电站；建筑电气；节能技术；

1光伏新能源技术的原理和特点

1.1光伏新能源技术的原理

光伏新能源技术吸收太阳能并转换为直流电能，直流电能在储能设备的作用下转换为交流电能。光伏新能源技术需要应用到多种设备，包括光伏阵列、逆流箱、隔离变压器、交直流电缆等，其技术原理如下：多个光伏组件形成阵列用于吸收太阳能，吸收至光伏阵列中的太阳能转换为直流电，直流电通过交直汇流箱传递至光伏逆变器转换为交流电，然后传输至隔离变压器，通过并网电表箱并入电网。需要注意将变压器容量控制在逆变器最大输出功率之上，可根据组件规格、安装倾角、安装场所等提前计算逆变器最大输出功率。

1.2光伏新能源技术的特点

1.2.1光伏新能源技术的应用形式多样，适用范围广

光伏新能源技术经过多年的发展已经较为成熟，发展规模正在逐渐扩大，逐渐形成了三种类型的电站，分别适用于不同的环境条件，满足多种应用要求。在日照条件较优越且开放平坦的土地上，主要建设大型并网光伏电站，这类电站的生产成本较低，但是建设时需要分析电力的远距离传输和无功补偿等问题；依托建筑而建设的主要是分布式光伏电站，这类电站能够与电网相连，由电网直接消纳电能；为处理偏远地区电力供应艰难的问题，可设置离网光伏电站，用于电力能源的储存。

1.2.2光伏新能源技术的发电过程有一定的间歇性与不稳定性

光伏发电的出力与太阳辐射强度成正比关系，在太阳辐射强度的影响下发电过程呈现间歇性与波动，尤其是在阴雨等天气条件下。一般要将大规模的光伏电站并入电网，还需要设置无功补偿设备，导致光伏电站的成本增加。

2传统建筑电气设计过程中常见的问题分析

2.1照明设计问题

上文中明确提出了建筑物能源消耗量较高的问题，建筑物照明能源消耗占比最多。在房屋建筑工程项目施工过程中需要使用到大量的电能，但是部分建筑因照明系统设计不合理导致电能消耗较多，不符合绿色建设施工原则。

2.2监控系统不合理

目前，人们对建筑物的安全也提出了更高的要求，这是因为房屋建筑不仅承担着使用者的生命安全，同时也关系到大众的财产安全。因此，有必要在房屋建筑中安装大量的监控设备。而监控设备需全天候进行工作，要消耗大量的电能。如果没有做好监控系统设计工作，导致监控点的布设位置不当，可能也会增加房屋建筑的电能消耗。鉴于此，有关安装人员要依据建筑物的实际要求，进行合理的安装和监测，重视全面的监控，而不是单纯增加监控设施的数量。

2.3通风系统不合理

不合理的通风系统也会引起建筑能耗的上升，在过去，由于人们不合理的生产和生活方式，对周围的环境造成了严重的污染，从而引起全球气候变暖。所以，设计者要根据建筑物的实际情况，灵活地进行通风布置，以降低能耗。

3建筑工程电气系统中光伏新能源技术的具体应用分析

3.1光伏新能源技术的应用

在建筑工程项目中有效应用光伏新能源系统，主要采用在房屋建筑屋顶以及外墙等区域安装太阳能光伏发电装置，通过科学设计安装方案来确保房屋建筑供电需求。光伏新能源技术在房屋建筑电气系统中的应用，可为房屋建筑提供持续稳定的蓄电和供电模式，同时，该供电方式也具有一定的独立性，在光照充裕的区域可充分满足大众的日常用电需求。此外，当建筑工程施工材料和太阳能光伏系统组件组合在一起时，需要用专用的材料和特殊的施工工艺来代替传统的建筑施工工艺，如要用环保材料来完成建筑物门窗和屋顶的施工，确保太阳能光伏组件符合工程项目建设需求。除此之外，由于光伏系统组件整体构造简单，应用该技术可以显著降低整体工程项目的工程造价，由此大幅度提升建筑工程项目的经济效益。同时，还可以通过在建筑材料中增加一定比例的光伏组件来有效扩大光伏系统发电的范围。也可以通过增加太阳能发电板数量来确保建筑工程施工用电供应，在降低施工用电费用的同时迎合绿色建筑施工要求。

3.2太阳能屋顶设计

现阶段，在房屋建筑的屋顶上铺设光伏太阳能电池板是非常常见的一类利用太阳能进行发电的技术，该技术在高层建筑物中随处可见。利用太阳能屋顶可以提高建筑物室内照明的距离，不仅可以提升室内的照明度，同时由于太阳能屋顶设计结构和屋顶紧密相连，可最大限度减少风速对建筑的影响。太阳能屋面设计的优势集中体现在以下几方面：首先，在建筑物外部，最大的自由空间就是屋顶，对屋顶区域的有效应用可显著提升建筑物的空间利用率。其次，建筑物的屋顶是最好的吸收阳光的区域，这主要是因为建筑物屋顶无论是坡度还是水平度都较平面层较高。但需注意一点，部分房屋建筑的外墙被遮蔽，不能安装太阳能光伏电池板，针对这类结构即便安装了太阳能电池板也会降低电气系统的整体运行效率。再次，从建筑物的外在观赏性和艺术性入手进行克制，屋顶设计对建筑物整体美观性的影响最小，所以可在高层建筑的屋顶大面积安装。最后，如果在高层建筑的屋顶上安装了太阳能发电系统，就好比在建筑物和太阳之间安装一个过渡层，由此可有效提升房屋建筑的隔热性能，进而有效降低建筑物的能源消耗。目前，我国的太阳能屋顶设计技术已经非常成熟，同时该技术无论是前期的安装工作还是后期的维护工作都非常简单，具有成本低廉，优势多的特征，可大面积在建筑工程项目中进行推广。

3.3应用于建筑物幕墙

所谓的太阳能幕墙，就是将太阳能光伏发电技术运用在建筑的外墙上，该技术可应用的建筑物不多，是一种非常先进的建筑节能施工技术。该技术将太阳能光伏发电技术和传统的幕墙施工技术进行了有机融合，从而大幅度减少了传统幕墙材料的使用频率，在节约施工成本的同时也减少了对施工环境产生的污染，从而实现节约能源和绿色施工的目的。一般情况下，很多高层建筑的屋顶面积较小，为充分利用光伏能，可将光伏技术融人到幕墙材料之中，通过打造一面光伏幕墙来节约建筑电能。该技术的应用一方面可以有效减少外界噪声，同时也可以将建筑物的外墙温度降到最低，为住户营造一个更加适宜居住的室内空间。鉴于此，在针对建筑物进行设计和安装太阳能幕墙的时候要综合考虑建筑物的实际条件和建筑物所处区域的太阳能辐射特性以及建筑周围环境和温度特性，确保太阳能幕墙可以和建筑物可以很好地进行融合。同时，采用太阳能幕墙进行科学的应用，减少建筑物的能耗，从而达到节约能源的目的。

4结束语

总之，国家整体经济与科技水平的提升，推动了建筑电气领域对于光伏新能源技术的应用，当前光伏新能源技术在国内逐渐普及，极大地缓解了我国用电设备过多导致的能源危机与环境污染问题，通过应用光伏新能源技术有望实现节能环保目标，推动社会整体经济健康发展。

参考文献

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