光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用探讨

杨波

（东北大学信息科学与工程学院，辽宁 沈阳 110819）

0 引言

能源在生产生活中具有重要的地位与作用，但是不可再生资源的数量较为有限，而可再生的资源也需要经过漫长的时间实现再生，工业生产不可能因为缺少能源而停工停产，这会严重地阻碍社会发展、限制人类文明进步。这就要求相关的技术人员应当在研究减少能源利用的基础上，开发新的可再生能源，并且借助新能源数量多、污染低的优势，进一步地满足生产生活及环境保护的能源需求[1-2]。

1 光伏新能源的概念及运行的原理

随着我国社会发展的不断进步，在阻碍社会经济发展的所有因素当中，能源问题最为关键的，能源也是社会发展的基础。目前就世界能源消耗的实际情况而言，每一个国家对于能源的需求与消耗量都在不断提升，同时社会各个领域的发展也更加的需要能源，也就是说，能源问题已经成为了一个世界性的问题[3]。而在建筑行业当中，能源消耗问题也是非常严重的，所以，怎样做好节能减排工作也能为了目前建筑行业需要重视的问题。在所有能源当中，太阳能属于清洁能源，其所具备的可再生特点也是目前最适合作为新型能源的关键。同时，在太阳能朝着电能转化的过程中，也不会对周围环境造成污染[4]。因此，在光伏发电系统不断发展的过程中，也越来越受到社会各个领域的关注。光伏新能源主要是通过光照和太阳板所产生的光电效应来进行电能创造的，其中的太阳能发电系统主要是通过输电线路、光伏电池组件、变流器或是逆变器、储能电池、变压器组成的，光伏电池组件能够借助太阳能来产生直流电，同时直流电可以在逆变器当中转变为交流电，最终交流电在变压器中通过转化成为了符合用户使用标准的交流电，以此来完成相应的供能[5]。

2 光伏新能源技术的特征

针对光伏新能源技术的特点，包含多个方面的内容，主要体现在以下几个方面内容：第一，光伏新能源技术与传统能源发电技术相比，通过对光伏新能源技术的运用，能够针对供电峰值实现自动化控制和调节的发展目标，确保电网系统具备安全性和稳定性的特点。第二，光伏系能源技术的运用，其自身具备经济性的特点，在加强建筑电气工程施工节能性和环保性能特点同时，能够实现白天蓄电和晚上供电的发展目标，确保能够对电力资源供电成本严格控制，避免出现资源浪费问题和现象，为施工企业创造最大化经济效益。第三，光伏新能源技术的应用范围较广，能够提高能源的利用效率，在建筑行业发展阶段体现其自身作用和价值，为建筑行业健康发展奠定坚实基础[6]。

3 光伏新能源发电在建筑电气节能中的优势

3.1 安全环保、经济性强

现阶段，在对光伏新能源发电的实际应用过程中，相应的设备通常都会在屋顶、外墙或者采光相对较为理想的位置进行安装，这样既能够提升对建筑空间利用率，又提升了整体经济性。同时，该项技术还能够推动建筑行业的节能环保工作，通过阳光就能够完成整个发电过程，同时在这当中不会出现污染物质。相比于传统天然气以及燃煤发电当中所产生的大量有害气体，光伏新能源发电就更加的安全、健康。

3.2 节能、能源消耗小

对于光伏新能源发电来说，其能够在建筑物单体上实现发电、输电以及用电，这就不会出现输电线消耗电量的问题，有效防止出现能源浪费的现象，实现了就地生产与消纳。再加上我国科技水平的提升，LED照明与直流用电设备的发展也取得了很大进步，将较易控制的直流电源当做建筑电源系统也得到了人们的青睐。通过光伏新能源技术，可以将太阳能电池组所发出的直流电在稳压之后直接为建筑的直流配电系统进行攻击，这样能够大大减少供电成本以及电能损耗，同时可以有效提升电能的利用率，实现节能降耗。

3.3 安全性较好

在建筑当中充分应用光伏新能源技术来发电，既能够为建筑物提供海量电能，又能够把建筑物当中的多余电能输送至电网当中，以此来确保整个建筑的用电安全。在整个发电过程当中，该项技术并没有转动机构，因此在运行维护方面是非常简单的，同时在实际操作当中也有着较高的安全性。在应用该项技术的过程中，也能够结合人们的实际用电情况来合理调控电网的输出电流，同时针对电能开展科学化的储存与调节，这样不仅可以加强供电以及发电的安全性，还能够使供电与发电的稳定性得到更好地提升[7]。

4 建筑电气节能中光伏新能源技术具体应用

4.1 技术应用形式

建筑工程施工在运用光伏系统的情况下，普遍会在建筑工程屋顶和外墙开展发电设备安装工作，采取科学合理的安装方式，促进光伏系统能够充分发挥其自身作用和价值，同时采取持续性和稳定性的蓄电和供电模式，确保供电方式具备独立性的特点，满足人们日常生活中的需求与标准。另外，在将建筑工程施工材料与光伏系统组件结合的情况下，会采取特殊材料和制作的方式，取代普通建筑工程施工材料开展窗户和屋顶工程施工，确保光伏发电组件能够满足建筑工程施工中的需求与标准。通过这样的方式，其自身具备简化的特点，同时减少整体工程施工成本，为施工企业创造最大化经济效益。除此之外，由于建筑工程施工材料中添加了科学合理的光伏组件，能够拓展光伏系统的应用范围，提高太阳能收集的数量，确保能够满足建筑工程施工用电的需求与标准。

4.2 光伏屋顶

光伏屋顶作为光伏新能源技术中最为常见的应用方式，遍布于高层建筑中，在高层的建筑物中运用光伏屋顶能够增加接触的光照范围，并且光伏屋顶紧贴着屋顶的结构进行安装，能够有效地减少风力的作用与影响，并且也能取得较好的经济收益。其一，屋顶的安装面积是建筑外面中最大的空闲面积，非常的适合用来安装光伏屋顶。其二，屋顶是建筑物外表面积中最适合用来吸收太阳辐射的地方，并且屋顶的倾斜面或是水平面所获取的太阳辐射量比垂直立体面大得多，而有的房屋外墙被遮挡，不适宜安装相应的光伏发电系统，纵使配备了光伏发电系统，其系统的效率也会因此受到影响。其三，屋顶在建筑美学这一层面，对城市的景观影响作用最小，可以实现大规模的安装，若是对建筑外墙装备光伏系统，光伏电视反射光若是没有得到及时妥善地处理，则会给楼上居民以及地面行人带来炫光环境污染的问题。其四，屋面若是安装了光伏系统，则是相当于在建筑物和阳光间加了过渡层，能够极大地提高建筑物隔热保温的性能，有效地降低了建筑物能耗。其五，太阳能屋顶的技术较为成熟，且维护和安装都较为方便，费用较少，能够被大规模地推广。

4.3 光伏幕墙

所谓光伏幕墙，主要就是把光伏发电技术在建筑围护结构外表层进行应用的方式，有的甚至会直接取缔建筑围护结构，该项技术也属于一种比较先进的能源方式，其能够让光伏发电技术以及建筑外幕墙技术得到融合。这样就可以有效取缔传统的建筑外墙材料，大大降低了环境污染问题，实现节能降耗。一般情况下，建筑物的屋顶面积都是非常小的，这样就能够通过修建太阳能墙面来对建筑物的屋顶进行应用，这个方式可以大大降低外界噪音的干扰，并且可以有效降低建筑外墙的温度，以此来使室内的舒适程度大大提升。而在建筑设计以及安全光伏幕墙系统时，需要根据建筑物的实际情况，结合不同地区太阳辐射的特点以及建筑周围环境、温度特点来对光伏幕墙与建筑物融合的方式进行全面分析。通过对方案的不断完善，来使节能效果得到有效实现，同时科学化地利用建筑光伏幕墙来降低建筑整体的电能损耗。

4.4 安装及维护

新的光伏能源技术就是通过最先进的技术将太阳能转化为电能，从而满足人们实际生产和生活的需求。在新能源技术应用的过程中，若想充分利用光伏技术作用，对该项技术的运用进行深入分析，基本上光伏能源新技术就是利用光电效应将太阳能转化为电能，并通过转换器获得直流电转化为电流与控制器来为电池进行充电。在转换器的作用下，蓄电池内的直流电就在夜间被转换成了交流电，并传输到了配电柜，通过转换配电柜来进行供电。光伏新能源技术在电力节能项目的建设中得到运用，就需要对相关设备进行合理的安装与维护。在安装新光伏能源设备时，由于这项技术中的工作原理就是将太阳能转换为电能，所以安装设备时就一定要在阳光充足且没有障碍的位置中进行，以确保设备在实际运行过程中可以收集到更多的太阳能。另外，安装设备时要科学地计算好设备的安装角度，让设备能够受热均匀，一方面要确保安装过程中没有阻挡阳光的障碍物，另一方面则需要在光伏新能源相关设备安全性与完成性期间使用一些保护措施，从而避免在安装时出现损坏现象。

5 结语

综上所述，随着我国科技水平的不断提升，在建筑行业的发展当中已经对电能设备进行了普遍应用，这也使得电能消耗问题变得愈发严重，加剧了能源危机以及环境污染问题。要想更好地推动社会经济发展，就需要积极推动节能降耗的进行。针对建筑电气系统来说，通过光伏能源技术来开展创新与优化，通过不断的研究来全面发挥该项技术的效果，可以有效实现节能降耗，促进建筑行业的绿色发展。