太阳能光伏系统在绿色建筑中的应用研究与分析

宛翔

摘 要 目前我国建筑工程领域发展当中，其能源消耗的情况也显得愈发凸显，据相关数据统计显示，目前，建筑工程领域能源消耗已经占据社会整体能耗的约百分之三十左右，同时再加上施工材料生产以及运输能耗，更是已经达到了百分之四十左右。所以，创建资源节约型社会，特别是在绿色建筑当中充分运用太阳能光伏系统，也成为建筑领域目前最显著的发展趋势，本文将结合特力珠宝大厦的太阳能光伏系统运作为例，深入探究太阳能光伏系统在绿色建筑中的应用。

关键词 太阳能光伏系统;绿色建筑;运用探究

太阳能作为如今当下环保型可再生能源的核心运用发展趋势之一，也受到了全球各个国家的深度重视，诸如美国、日本等国家为代表的先进科技国家也对于太阳能展开了充分化运用。这当中，在建筑工程领域之中，各个国家的政府主管部门以及相关的工程规划工作人员都在全面运作可持续的绿色建筑，而无疑如今太阳能光伏系统是其中探究的重点所在，通过在绿色建筑当中充分运用太阳能光伏系统，可以更好实现建筑项目与新能源开发的充分融合与共同发展[1]。

1项目工程概述

特力珠宝大厦项目的地下室用一年的时间，对于地下室B2、B3层车库进行了全面的升级改造。通过深入化改造，将以往的普通照明系统整体转变成为太阳能光伏照明系统。此次整体改造面积约76244.15平方米，参照已改造系统节能效果，预估月均节电量约为1000度。接下来将结合本项目的实际运作情况，来深入解析太阳能光伏系统在绿色建筑中的应用[2]。

2太阳能光伏系统组成解析

太阳能光伏发电运作的核心机理便是光生伏特效应，换而言之，就是当太阳光照射在一些相对特殊的材料之上，则会引发材料当中的电分子产生运动，从而形成电压，进而实现了由太阳能转换为电能的效果。这当中所提到的特殊材料，主要所指的是太阳能电池，其是太阳能光伏系统的最基础部件，其中包括有单晶硅、薄膜电池等[1]。

太阳能光伏系统核心是由太阳能电池板、管控器以及DC-AC逆变器等构成。这当中，太阳能板是整个太阳能光伏系统的基础电源运作系统，管控器以及逆变器则是当中的管控防护系统。太阳能光伏系统整体的架构图，如图1所示。

（1）太阳能电池板。一组太阳能电池的电力运作量相对有限，而在太阳能光伏系统的具体运用进程中，往往需要充分依据系统运作要求，将众多太阳电池组通过串联以及并联所构成的电池系统，这便形成了太阳能电池板。太阳能电池板是整体光伏系统的关键部件，借助其可以有效将太阳能转变成为直流电能。现阶段，太阳能电池板运作周期一般在二十到二十五年左右。

（2）蓄电池。蓄电池可以有效将太阳能电池板当中的电力进行存储运作，特别是到了夜间等没有太阳光的阶段，或者是载荷需求高于太阳能电池板整体所产生的电量时，可以将储存的电力全面释出，则可以充分满足于载荷的调控需求，因此，蓄电池是太阳能光伏系统的核心存储电能部件。现阶段太阳能光伏系统大部分所运用的是酸性蓄电池，针对性能要求相对较高的太阳能光伏发电系统，则可以运作阀控式铅酸电池。不过因为电池运作周期相对有限，高容量的电池的价格相对较为昂贵。

（3）管控器。管控器对于蓄电池的输入与输出电力的条件进行深入管控，同时依据载荷的电源需求来有针对性管控太阳能电池板以及蓄电池对于载荷的电能输出，管控器是太阳能光伏系统的关键管控环节，其可以充分保障整体系统平稳运作，并且也可以进一步提升系统部件的使用周期。管控器主要包含蓄电池的过充电等防护电路。伴随着光伏技术领域的全面化发展，管控器的功能也日趋丰富，如今最先进的管控器甚至可以将以往的管控环节、逆变器进行集成管控。

（4）逆变器。在太阳能光伏系统当中，倘若用户终端为交流载荷，则需要充分运用逆变器设施，从而将太阳能的电池板所输出的电流，或者是蓄电池所排放出的电流有效转变成为载荷所需要的交流电。倘若是直流载荷，则不需要运用逆变器进行转化运作[2]。

3太阳能与传统能源的对比解析

（1）可再生。煤炭等不可再生能源的保有量在逐年迅速削减，据相关专业调研机构的探究证明，目前全球的石油资源最多还可以开采八十年左右，煤炭资源也不过还有大约一百年左右的开采周期，因此为了今后的良性发展，也必须要探寻全新的可再生的环保型能源，而这当中无疑太阳能是最好的选用目标。因为科学家推测，太阳在至少几亿年的时间里可以保障平稳运作，因此这也让我们可以有充足的时间去探索和运用太阳能源，其也成为可再生能源的关键代表。

（2）绿色、环保。太阳能可以有效将光能全面转变成为热能或者是电能，其技术线路为单纯的物理模式，与以往能源的化学与物理的混合模式相比较而言，能源运用不会产生化学反应。换而言之，也就是太阳能在运用的进程中不会对于周边的环境造成污染甚至是损坏，这也是如今全面运用太阳能的核心因素之一。

（3）分布式供能，稳定性优异。太阳能的运用可以充分转变以往能源集中化的供输方式，可以通过建筑物顶部铺建太阳能光伏发电板、制热设施，从而有效构成分布式的能量供输架构，互相之间互为关联，在遭遇突发情况的时候，倘若相关区域遭遇损坏，也仅仅只是影响到此区域的太阳能系统正常运作，不会辐射到其他区域。因此，可以在最大程度上保障社会各种运作活动的全面开展。

4绿色建筑中对于太阳能光伏系统的实际运作解析

基于绿色建筑的太阳能光伏系统基本可以划分为建筑附加光伏系统以及集成性光伏系统两种。

基于绿色建筑的太阳能光伏附加系统，其运作核心是将光伏系统安置在建筑的顶部或者是外部墙面上，建筑物其作为光伏组件的基础载体，往往起到了关键性的固定作用。光伏自身并不是建筑的整体构成。换而言之，倘若拆除光伏系统之后，相关的建筑仍然可以实现正常运作，不会受到任何影响。建筑集成化太阳能光伏系统主要所指的是太阳能光伏系统与建筑物完全融合于一体，从而让太阳能光伏系统，成为绿色建筑架构当中的核心构成环节，诸如太阳能光伏组件与建筑屋面整体化、光伏组件与幕墙整体化等;倘若拆除建筑集成化太阳能光伏系统，则相关建筑则无法进行正常运作。因此，可以将光伏组件视作为工程建设必要材料，而其必须要具备诸如坚固性、耐用性、保温性、防水性等诸多性能。绿色建筑集成太阳能光伏系统是建筑光伏系统当中的高级别运用，光伏组件布置可以当作建材，也可以实现有效的发电运作，可以说是一举双得，并且很好抵销一部分的光伏系统运作成本，有助于光伏系统的全面推广。现阶段，绿色建筑当中太阳能光伏系统的运用模式主要包括以下几个方面：

（1）光伏组件与建筑物顶部一体化。因为建筑物顶部是太阳光照射面积最广泛的区域，并且相比于建筑的其他区域，其拥有着照射周期长、太阳辐射强度高的特征因素，在建筑物顶部安置太阳能光伏组件可以实现太阳能的充分化运用;光伏组件以及建筑顶部的整体化规划，可以极大程度上削减高层建筑中，风力对于光伏组件所带来的负面性影响;光伏组件的材料可以吸收大量的太阳能，建筑物顶部不需要隔热材料。所以，和建筑物整体化的大区域光伏组件运用，不仅是有效节省了成本，也对于建筑物自身起到了一定的美化效果，更是全面运用的屋顶的复合性功能。

太阳能瓦是太阳能光伏组件与建筑顶部的另一种整体化模式。其可以如同瓦片一般直接铺设到建筑物顶部之上，不需要特别安置任意的支架。太阳能瓦的革新之处，就在于可以让光伏系统与建筑顶部融化为一体，从而真正意义上形成建筑的整体化效果。

（2）光伏組件与墙体一体化。除了建筑顶部之外，建筑物与阳光接触最多的便是外墙。其可以运用多样化的墙体架构以及材料，将光伏的组件充分布控在建筑物的外部墙体上，来科学运用外部墙体收纳的阳光。如此不仅可以运用太阳能进行电力输出，同时也可以有效削减建筑墙体的温度，也进一步削减建筑室内空调的冷载荷。

（3）光伏帷幕墙。光伏帷幕墙也是将光伏组件集成到玻璃材质的帷幕墙当中，有效打破了以往玻璃材质的帷幕墙单一化功能，并且可以很好将某些有害因素挡在建筑物表层外的太阳光，转换为相应的电能供建筑物运用，与此同时，此种复合性材料不会占用过多的建筑区域，从而也让建筑物整体美观性得以充分增强。

5结束语

综上所述，本文对于太阳能光伏发电系统的基础原理进行探究，并且深入解析目前太阳能光伏系统在绿色建筑的具体化运用，也进一步证明了全面发展运用可再生能源也是我国建筑工程领域发展的必然趋势，只有如此，才可以在保障建筑项目品质的同时，也进一步提升对周边环境的防护，真正意义上实现了建筑工程领域的可持续化发展。

参考文献

[1] 钟辉.太阳能光伏发电技术在绿色建筑中的应用分析[J].科技风，2019（20）：213.

[2] 郗复缓，刘陇刚，杨振英.太阳能光伏发电技术在绿色建筑中的应用分析[J].居舍，2018（18）：175.