分布式太阳能光伏发电站与建筑一体化技术的应用

万文东 陈 帆 张前业 肖培杰 周光伟 雷 松

(华东送变电工程有限公司,上海 201803)

1 分布式太阳能光伏建筑一体化的概况

通过对分布式太阳能光伏建筑一体化构架进行分析，可以发现它主要以分布式太阳能光伏技术为理论依据，采用方阵方式，在建筑物最上层构架出系统、立体的太阳能矩阵。本实用新型属于光伏建筑安装连接件技术领域，公开了光伏建筑檩条安装连接件，包括预埋件与建筑物的固定连接；连接杆与预埋件的活动连接，连接杆对称交错设置在预埋件上，且对称交错设置的连接杆设置点为三角形；球头杆与连接器、球头杆与连接杆活动连接，连接杆与万向球头轴承均匀设置在预埋件上，三角形对称交错设置。多个活动连接点可根据檩条安装角度设置固定点。本实用新型结构巧妙，可避免因预埋件错位等因素造成的施工不便，科学有效地调整檩条安装角度，减少光伏建筑与檩条之间的安装间隙，保证檩条的平稳性，释放扭曲应力。

2 分布式太阳能光伏发电站和建筑一体化技术研究

2.1 太阳能光热发电技术

古代时人们针对太阳能向地面辐射热量的运用已经游刃有余。而如今，无论是我国地域辽阔的农村还是人群密集的城市，均经常可以看到光热发电技术应用最为普遍存在的产品--太阳能热水器。与光学转换技术相比，太阳能光热发电转换技术更加成熟，运用更广泛，如太阳能热水器和主动式太阳房。与建筑进行有效结合，更为广泛使用的便是太阳能热水系统。伴随太阳能热水系统和建筑一体化技术的逐渐完善，这一技术也悄然发生由农村向大城市、由零星客户向大规模住宅、由单一热水器向整体热水系统改变的质变过程。此外，也可采用光热发电技术进行发电，因为具备技术的优势，发电成本比其他发电形式便宜，而且在没有任何光照的情形下仍然能够持续发电几小时。依据太阳能辐射强度能把中国分成5 类地区，其中1 类地区每年辐射源总量可达到5 类地区辐射源总量的2 倍左右，造成太阳能热水系统用于资源比较丰富地区时更有效率，而供应成本费相对便宜，设计建筑规划及制定政策的时候应该因时制宜。

2.2 建筑外墙选用光伏发电设备

绿色节能建筑必须少用建筑材料，并灵活运用太阳能、风能等生态资源来为居民构建天然和适合定居的环境。外墙面容易接纳太阳照射，容易囤积太阳能并且能够直接将太阳能转换成电能，这也为光伏发电设备用于工程建筑奠定了优越条件。因此，在设计里常常把分布式太阳能光伏发电板、幕墙玻璃融合在PV 幕墙玻璃中，这既可以防护太阳辐射源又可以把太阳能转化成电能，为房屋建筑提供照明系统，降低外界墙面温度与房间内空调负荷。PV板造型设计美观大方，构造轻便，色彩鲜艳，可以使工程建筑具备科技感与时尚感，因此被广泛应用于现代主义建筑当中。

2.3 太阳能发电无功补偿控制运用机电一体化

光伏发电设备构造本身有一定多元性，也就是说光伏发电设备实践中所使用的结构部件基本都是电子元器件，运作时电子元件存有谐波电流，使得电力工程服务器维护存在一定难度，不益于光伏发电设备自身稳定运作，而且在实践应用过程中，会因电压不足等导致电压过载，这类运行状态不益于保证分布式系统太阳能发电效果，对分布式系统太阳能发电效率与质量造成影响。而若电子元件开机后造成无功率损耗，则往往会导致电能消耗。因此在操作过程中需要对机电一体化技术进行合理和科学的应用，其中通常是运用机电一体化新技术对无功的实际需求量作出判断，使输出功率损失控制在一个有效范围内，进而避免电压不稳等问题的出现，维持分布式太阳能光伏发电设备的稳定。

3 结语

综上所述，太阳能建筑将太阳能光热技术、光伏电力技术与建筑合理融合在一起，给人们给予清洁、可再生的能量，这和现阶段全球范围内倡导的可持续发展核心理念相符合。在太阳能产业链飞速发展、技术与时俱进的大环境下，太阳能建筑设计与施工日益受到人们的青睐并得到了更加广泛的认同。