建筑电气节能中运用光伏新能源技术的优势

建筑电气节能中运用光伏新能源技术的优势

冯旭 ,薛佳森

北方工程设计研究院有限公司   河北省石家庄   050000

摘要：在建筑工程设计过程中，电气系统属于核心的设计环节之一。但是在传统的电气设计中，由于电力系统的不合理，导致了建筑内部能耗的浪费，提高了施工单位的建设成本，也影响了用户的使用体验。因此，设计和施工人员必须提高自身技术水平，按照“绿色建筑”的思想进行施工设计。在具体的设计过程中，可针对不同的环境进行节能设计，增加光伏新能源的应用面积和范围，减少对环境的污染。当前，太阳能光伏发电技术凭借着其自身性价比高、安装简单、后期维护成本较低以及造价较低等优势，在建筑工程各个领域有着非常广泛的应用，对促进我国节能减排事业的发展作出了突出的贡献。

关键词：建筑电气节能；光伏新能源技术；优势

引言

随着光伏装机容量和占比的增加，因光伏发电受天气变化的影响造成的波动特性对电网安全调度、电场安全稳定运行的影响已不可忽视，同时给并网形成了大量的挑战。而处理这部分问题的重点就是要准确获取光伏发电系统在固定期间内的发电量，实时监控与检测光伏发电的重要发电技术，以及在建筑电气节能中的运用，给相关领域的专业人士对优秀发电模型的研究提供了帮助。

1光伏新能源技术概述

光伏新能源技术是一种新兴技术，与传统能源技术相比具有新颖性。传统能源主要是火力和化石能源，大部分都是不可再生能源，消耗殆尽后无法恢复。光伏是一种新型绿色能源，光伏新能源技术可以将太阳能转换成电能。虽然太阳也有生命周期，但是相对于人类文明而言，其周期几乎是无限的，可以认为太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源。光伏新能源技术是人类发展史上的一大突破，是人类能源利用的一项进步。

具体来说，光伏新能源技术可以利用太阳能集热器在白天收集光能，并且不需要提供其他能量；在夜晚，收集的能量被转换器转换成电能，然后通过电力转换装置输送到千家万户，可以满足居民生产生活需求。光伏新能源技术主要包括采集、转化、转移太阳能的相关技术。

2光伏新能源应用的影响因素

太阳辐照强度。辐照强度指的是在单位时间内，纵向投射在地球外表层某个单位面积中的太阳辐射能量，这种辐照强度无时无刻不影响着光伏效应的形成效率，由于硅是光伏电池材料中的关键元素，一旦太阳的辐射增强，就会使得电子和空隙在硅元素中不断的移动，在这时候，电场就会在硅元素的电池内形成，因为电场可以在外部产生负载时接入，才能进一步产生电流，输出电功率。

天气类型。当天的气候类型会在天气预报中呈现，就例如太阳光照射的强度与大致的气温等数据，可以将当天的实际光照强度与气温转变的范围显示出来，但并不能将当天的天气变化与状态进行充分的反映，因此对光伏电站的输出功率需要适应变化规律也无法完全确定。总的来说，光伏面板的吸收能力、封装方式、散热效率、安装手法、运行地点以及类似辐照度水平、空气温度、风速等环境条件都会影响其温度。

光伏电池性能。现阶段的光伏新能源通常应用到了当前的建筑构造当中，而一般情况下运用的光伏材料直接影响着输电量。而施工期间的光伏设备所应用的区域与地点都有着很大的不同，从而使得光伏强度存在差异，因此存规定好各个位置所用的设备都更适合。楼顶就可以用具有较大强度的设备，从而更加充分的对楼顶光伏能源进行收集。

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。

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。

结束语

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。

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