光伏新能源在建筑电气节能中的应用研究

朱亮亮

摘 要：随着我国经济实力的不断推进，城市化建设的发展也在稳步执行，基于此，人们对于新能源的消耗也越来越迫切，尤其是建筑行业，其电能消耗占全球总比的40%。由此可见，节能减排是我国建筑行业发展的首要目标，而光伏新能源依靠其自身的特性，主要是安全可靠、节能减排、持续稳定等特性，在建筑电气节能工程中不仅保障了用电系统设施的正常运行，而且还能够降低电气消耗，防止环境污染，从而发挥建筑电气节能的最大化效益，促进建筑业绿色环保、节能减排的可持续发展，进而促进绿色经济的飞速发展。本篇文章主要针对光伏新能源的特性原理及其在建筑电气节能过程中的应用优势进行探讨研究。

关键词：光伏新能源 建筑业 电气节能 应用研究

Research on Application of New Photovoltaic Energy in Building Electrical Energy Saving

Zhu Liangliang

Abstract：With the continuous advancement of China's economic strength， the development of urbanization is also being implemented steadily. Based on this， people are increasingly pressing for new energy consumption， especially in the construction industry， whose electrical energy consumption accounts for 40% of the global total. It can be seen that energy conservation and emission reduction is the primary goal of the development of China's construction industry， and photovoltaic new energy relies on its own characteristics， mainly safety and reliability， energy conservation and emission reduction， and continuous stability. It guarantees the use of energy in building electrical energy conservation projects. The normal operation of electrical system facilities can also reduce electrical consumption and prevent environmental pollution， so as to maximize the benefits of building electrical energy saving， promote the sustainable development of environmental protection， energy saving and emission reduction in the construction industry， and promote the rapid development of green economy. This article mainly focuses on the characteristics and principles of photovoltaic new energy and its application advantages in the process of building electrical energy saving.

Key words：photovoltaic new energy， construction industry， electrical energy saving， application research

現阶段，为了推进经济建设的进一步发展，人们在煤炭、天然气以及石油等能源的需求使用方面尤为剧烈，与此同时，这些能源的使用也加剧了自然环境的恶化，比如大气污染、臭氧层空洞以及自然资源枯竭等问题，所以为了改善这一状况，实现绿色经济发展，新能源的开发迫在眉睫。在建筑行业中，光伏新能源在电气节能中的应用尤为广泛，它具有安全可靠、存储电能、储蓄发电且无污染等特性，主要通过光电效应将太阳能转化为电能，从而进行发电，这种可再生能源的使用，不仅降低了建筑工程中电能的消耗，也促进了建筑电气节能建设的可持续发展。

1 光伏新能源发电技术原理

光伏新能源的应用主要用来发电，通过太阳能电池板吸收光能，在其内部系统中将光能转化为电能，即就是光伏发电，再用逆变器将电能由直转交，产生交流电，从而便于人们的生活使用。经热力学研究，光伏发电具有80%的理论发电率，由此可见，其具有很大的技术开发性。光伏发电采用太阳能电池板吸收光能进行发电，整个发电过程中在电池板内部进行转换，不存在机械与燃料的使用，因此不产生噪音污染和废气污染。在光伏新能源发电技术中对这种可再生且具有绿色环保功能能源的使用，不仅有利于自然环境的可持续发展，还很大程度上缓解了燃料市场不稳定的冲击。光伏发电设备具有很高的安装性能，由于其不需要冷却装置，所以在一些干旱地区可以广泛使用，比如：戈壁、荒漠等地，并且这些区域一般光照性能强，所以能够充分利用太阳能进行发电，为当地人们生活带来便利的同时，也为区域生产建设提供了保障。光伏发电的使用占地面积小，其设备的安装一般考虑采光性、耐用性以及安全性等因素，因此大多都安装在屋顶、墙外等地，在完美与建筑物结合的同时，也节省了空间资源。还有光伏发电设备的采用在很大程度上节省了人力资源的使用，随着自动控制系统的广泛使用，在建筑电气节能工作中可实现无人值守操作，从而减少了成本的浪费。此外，光伏新能源发电技术采用的是晶体硅材料，而晶体硅太阳能电池的使用寿命时间一般比较长，可达25～30年，且其多晶硅光伏组件的架构较为简单，便于安装、运输以及组件扩容等操作，从而很好的缩短光伏发电系统建设的周期性时间。

2 光伏新能源在建筑电气节能工程中的应用特性

2.1 发电特性，提升电力效率

光伏新能源技术的应用，根据其特性，有助于在建筑电气节能项目中提高电力的使用效率，一是其根据自身特性可以改变供电峰值，从而保证了建筑体系中整个用电系统的稳定性与安全性，提高了供电系统的运行效率;二是光伏发电具有存储性，它的应用可以提高用电存储量，从而在满足日常供电基本需求的同时，也可以为紧急事件提供电力支持;三是光伏新能源具有稳定持久性，其在使用过程中可以持续为供电系统提供电力，即使是在传统供电系统瘫痪的情况下，它也可以用储电能力进行持续供电;四是光伏发电设备的美观性，在设备安装时会根据建筑物外形进行安装，将建筑设计技术与光伏安装技术进行融合，从而实现光伏-建筑一体化。

2.2 占地面积小，无污染

光伏新能源的高效使用主要依靠于光照效果的好坏，所以在安装光伏新能源设备时，一般选择都是采光性较好的区域，比如南北朝向的屋顶、外墙等，在充分采集阳光的同时，也节省了空间的使用。此外，光伏新能源没有污染性，与传统的利用石油、天然气以及煤炭等发电项目相比，没有危害空气等温室气体和其他废气的排放，具有绿色环保、节能减排等特性，同时也极大地缓解了能源危机的产生，稳定了燃料市场发展。在发电过程中充分满足了用户的用电需求，同时也符合当代绿色生活的提倡目标。

2.3 耗电量小，减少能源污染

光伏发电系统采用建筑并网的方式进行发电，即就是它与现有的公共电网进行连接，利用太阳能发电，节省能源、减少污染，从而充分满足用户群体的用电需求。建筑体系对电能的输入与输出操作，比如：楼梯间的感应灯，应急指示灯等的使用，极大地减少了电能的消耗。此外，根据光伏新能源应用的储电性，除了日常进入公共电网进行正常发电外，在突发条件下，光伏新能源就可以将存储的电能直接提供给公共电网，这个过程中节省了蓄电池的使用，从而降低了废电池污染的危害，还有就是这种并网方式进行的直接供电，从而免除了长距离输送电能的消耗。

2.4 设计美觀，供电安全

光伏新能源利用太阳能电池板进发电，在设计美观方面，其电池板安装过程中在保证其高效性能的情况下，一般会根据建筑物的设计外形进行相应的安装，比如采光性好的屋顶，从而保证了建筑整体的美观性;在供电安全方面，光伏发电系统能够储藏电能并直接提供给公共电网，从而在紧急状况下保障了用电系统的安全性能，在传统供电系统出故障的情况下，可以进行应急处理。此外，光伏新能源本身所具有的稳定性与安全性，其持久的供电能力保证了用电系统的安全稳定性。

2.5 消耗小，利于干旱地区

光伏新能源的又一使用是在干旱地区的应用，上比如戈壁、荒漠等地区水泵的使用，由于这一地区一般光照性都很强，并且需要长时间的抽水来满足当地居民的生活需要，因此新能源的光伏水泵站应运而生，它通过逆变原理运用逆变器将太阳能转化的电能转变为交流电，从而进入水泵进行抽放水工作。还有在这些区域进行光伏新能源发电建设，在不污染环境的情况下充分利用太阳能，很大程度上为当地的生产建设提供了电力支持。此外，虽然整个大型水泵系统的资金投入比较高，但是其建成后的运行效果不需要耗能，且相较于传统的柴油机抽水系统，在减少维修次数的同时，也较少了不可再生能源的使用，有利于绿色生活、节能减排的发展。

3 光伏新能源在用时的注意事项

3.1 电池板用料的选择

众所周知，光伏新能源发电技术的应用主要依靠太阳能电池板来转化电能，所以其电池板的用料选择尤为重要。在电气节能工程中介于整个用电系统的峰值电流、峰值电压以及峰值功率等因素的考虑，所以采用多晶硅光伏组件作为基础材料设施构件。此外，还要考虑当地气候环境等因素的影响，比如多雷电区域，此时我们要考虑电池板的坚固耐用性，因为多晶硅光伏组件的太阳能电池板的外膜包装一般采用钢化玻璃和防水树脂等材料进行封存，所以它具有较高的坚固性与耐用性，所以选用以晶体硅为材料的太阳能电池板，并且这种材料构件结构简单，减少了制造耗能。

3.2 设备的安装及维护

为了进一步加强光伏新能源发电技术在建筑电气节能项目中的应用，我们需要再其安装过程与维护过程加强管理。在设备安装方面，一是考虑其最大的运行效率，选取采光性能的较好的区域作为安装空间，此外，在没有遮阳障碍物的条件下，安装电池板也要保证其倾斜角度，所以在安装时要根据当地的地形、外墙的形状以及屋顶的造型等方面对电池板的倾斜角度进行详细的计算安排，从而提高采光性能，优化使用光伏新能源技术;二是考虑其设备的安全维护，在安装过程中考虑其环境特性，比如：安装环境、当地天气状况等，从而采取一系列的防护措施，防止安装运行中的碰撞问题以及恶劣的天气因素，比如在雷电多发地区，对光伏幕墙的防护就要加强防火防雷设施的使用，此外，对整个光伏新能源发电系统的维护，相关工作人员要定期检查，从而保证供电设备的安全性、可靠性以及稳定性。

3.3 设计监督管控系统

在建筑电气节能项目中最重要的一项是监督管控系统的设计应用，由于光伏新能源设备是一种大型的发电系统，所以对其后期的监督维护就需要大量的人力投入，为了减少不必要的浪费，在建筑系统中设计安装监控系统是必不可少的，因为它实现了大面积的实时监控工作，从而减少了人力资源的使用。此外，在设计监控系统时，相应的技术型设计工作应该交由专业人员来完成，从而保证整个监控系统的高效性。

4 结语

综上所述，建筑行业是一项高耗能产业，所以为了减少其对电能资源的浪费，也为了促进建筑电气节能产业的可持续发展，在其建筑系统的用电供应上采用光伏发电技术。而随着光伏新能源技术在建筑电气节能中的广泛应用，它不仅能够满足人们的生活用电量需求，而且其具有的可再生性、无污染性、安全性以及稳定性等特性，也为建筑行业的发展提供了持久的技术保障，同时也满足现今工作建设的节能减排要求，并且进一步实现了人们绿色环保生活的目标。

基金项目：甘肃能源化工职业学院2021年度教科研项目“基于太阳能光伏发电技术的资源节约型绿色校园建设研究”（NO：2021GNHZYKY-20）。

参考文献：

[1]刘振兴.光伏新能源技术在建筑电气节能设计中的应用[J].通信电源技术，2019，36（06）：118-119.

[2]韩巨虎.基于建筑电气节能减排措施及光伏新能源的应用分析[J].四川水泥，2018（10）：124.

[3]高义龙.浅析光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用[J].四川水泥，2018（10）：135.

[4]王秋莎.建筑电气节能减排措施及光伏新能源的应用[J].南方农机，2017，48（22）：175.