光伏发电系统在绿色建筑中的运用分析

光伏发电系统在绿色建筑中的运用分析

谢翔

广东粤水电勘测设计有限公司

摘要：随着绿色生态、环保理念的深入，城市中绿色建筑大量建设，这是近些年来建筑行业的研究重点，我国积极推进绿色建筑的建设，其建设数量、规模日渐扩大。绿色建筑满足区域气候、环境、资源以及经济等需求，能够打造健康、便利、安全、宜居的生活环境，使人的居住需要得到满足。光伏发电系统是将太阳能转变为电能、热能，其在绿色建筑中应用是满足设计需要的，也符合可持续发展的理念。文章对光伏发电系统、绿色建筑进行分析，就光伏发电系统在绿色建筑中的实际应用进行讨论研究，以供参考。

关键词：光伏发电系统；绿色建筑

如今世界能源危机日益严重，生态环境遭受严重破坏，太阳能、风能以及水能等可再生能源获得迅速发展和良好应用。太阳能的安全性更强，广泛的分布在各处，有一定的持续性，太阳能转变为电能、热能，可以为人们提供热量支持，满足人民群众的生产生活需要。近些年来，随着节能环保理念的深入，建筑行业开始积极建设绿色建筑，旨在为用户创造健康、舒适、安全、宜居的环境，这也是今后建筑发展的重要方向。将光伏发电系统应用到绿色建筑中，能够让太阳能得到高效利用，降低能源的消耗、利用，满足绿色建筑需要，与社会的可持续发展相适应。

一、光伏发电系统与绿色建筑概述

1、光伏发电系统

光伏发电系统以光生伏特效应为前提的发电系统，不需要加热就可将光能转变为电能。光伏发电系统包含光伏方阵、蓄电池组与控制器、逆变器、自动跟踪等部分[1]。其中，光伏方阵作为直流发电单元，是多个光伏组件或光伏板在相关顺序要求下组成的，阳光照射下可对光能进行吸收。在光生伏特的作用之下，借助太阳能电池的电动势，可将光能转化成电能。蓄电池组可妥善保管储存太阳能电池方阵下的电能，使用户的用电需要得到满足。蓄电池组可自动的控制蓄电池过度充电、放电，使蓄电池的使用时间得以延长。逆变器能够使直流电转化为交流电。自动化跟踪系统则通过自动化的方式跟踪太阳辐射度。太阳光辐射的角度会对其发电量的多少产生影响，如果太阳光与光伏方阵呈90°直角时，可实现最大的发电量。四季变化、早晚等太阳光的角度都是不同的，所以要随时对光伏方阵进行调整，以便实现最好的受光效果。空间环境等要素不会对太阳能光伏发电系统造成影响，无噪声、无污染，不使用能源就可发电，也不需要架设输电线路就可以实现，因此太阳能发电站的建设数量逐渐增多。

2、绿色建筑

随着绿色环保意识理念的深化，建筑行业开始注重绿色建筑的推动。绿色建筑与以往建筑中的绿化是不同的，是通过自然资源保障建筑运行，这种建筑模式对生态环境造成的危害极小，甚至不会产生危害。对于绿色建筑而言，应提高对环保、能源节约的重视。

绿色建筑的特点如下。首先，绿色建筑中，能源资源利用率高，浪费情况少。虽然绿色建筑中使用的土地、建材等资源是比较少的，但其利用率却很高。在绿色建筑规划建设中，不同资源运用差异化的技术手段，为此资源可以得到科学高效的利用。其次，不会消耗过多传统能源。传统建筑十分注重煤炭、天然气能能源的利用，而绿色建筑则不然[2]，建设运行过程中利用的都是借助太阳能转化而来的电能。最后，绿色建筑注重的是人与自然环境和谐共同，不仅要求绿色建筑的外形、外观满足自然、生态的要求，在运行时也要能够有效地保护自然生态环境。

对于光伏发电，其工作重点为借助科学技术使太阳能转化为电能。光伏发电系统使太阳能转变为电能，确保绿色建筑有足够的电能，减少输电电网传输的电力能源。此外，光伏发电系统可吸收利用阳光，强化绿色建筑外部隔热效果，夏季减少空调使用，能够降低对环境造成的污染。尽管光伏发电系统在安装上需要花费大量的费用，但在运行是花费比较少，而且成本能够在短时间内快速回收，所以对于光伏发电系统而言，其有较高的经济和社会效益，环境效益也比较理想。

二、绿色建筑中光伏发电系统的具体应用

1、绿色建筑外墙中应用

外墙是一个建筑的重要构成，外墙直接受到太阳光照射，与太阳光有些最大的接触范围，尤其是高层或超高层建筑。为使建筑外墙更加美观，大部分建筑外墙将玻璃幕墙作为装饰材料，这只有围护、装饰的效果。将光伏发电系统应用到绿色建筑的外墙施工中，其太阳能电池板可以转变为玻璃样式[3]，不仅可以保证原本的玻璃幕墙功效不受影响，还可以对太阳能进行吸收转化，对于整个建筑的节能降耗有重要作用。在建筑外墙建设中应用光伏发电系统还应对透明度的问题给予关注。在利用光伏太阳能发电板时，要使室内有充足的光线，研究倾斜角，结合建筑实际朝向确保太阳能电池板可最大限度的吸收太阳能，并实现太阳能的转化。

2、绿色建筑屋顶中的应用

大多数建筑的屋顶都没有充分的利用和转化太阳能。绿色建筑之所以有这样的称呼，是因为可最大限度的利用可利用资源，光伏发电系统应用到屋顶建设中，可最大程度的利用太阳能进行建设。屋顶是位于建筑顶部的，其具有地理位置上的优势，在对太阳能电池板进行安装时，不需考虑分析遮挡、角度等，屋顶的太阳能电池板相较于外墙而言，其安装流程更为简便，难度也不大，同时可进行遮阳板、通风管道的安装。但需要注意，利用太阳能电池板建设屋顶，需关注雷电雨雪、冰雹等自然灾害带来的不利影响，尤其是要预防冰雹

[4]，防止冰雹砸坏太阳能电池板。与此同时，在对屋顶倾角设计时，要注重其美观性、功能性，不仅要让屋顶更加美观，也能够避免受到雨雪堆积造成的影响。此外，提高太阳能电池板材料的整体强度，确保雷电天气也不会影响太阳能电池板的作用发挥。

3、绿色建筑天窗中应用

绿色建筑中，天窗不仅可以采光，也能够防止露天建筑被阳光直接照射。将光伏发电系统应用到绿色建筑的天窗建设中，不仅可以达到采光、遮阳的目的，也能够让建筑获得电力能源，获得双赢。将光伏发电系统应用其中，需发挥太阳能电池板的优势作用，可以研究建筑采光情况，为获得更好的采光，需进行井格型设计，在光的折射下做到立体采光，合理设计天窗的实际倾斜角度。

4、绿色建筑其他部分中应用

绿色建筑中，窗户、玻璃以及遮阳、遮雨板等都离不开光伏发电系统，借助太阳能电池板，将不透明的电池板作为遮阳板，太阳能板作为遮雨板，在达到遮阳遮雨的情况下，还能够收集太阳能。绿色建筑中应用太阳能电池板，还要考虑研究防雷电、防火和防撞击等问题[5]，确保太阳能电池板的安全性。

结束语：

总而言之，在绿色、环保、节能理念日渐深化的社会背景下，绿色建筑工程大量出现，并获得广泛关注和重视。绿色建筑设计建设过程中，光伏发电系统可发挥巨大作用，能创造良好的经济效益、社会效益，使绿色理念落实到实处。在对绿色建筑设计时，要积极有效地保护生态环境，借助先进科学技术手段优化绿色建筑的建设效果。利用光伏发电系统可降低对传统能源的依赖，节约资源，在构建资源节约型社会中发挥积极作用，并不断促使整个社会的可持续发展。

参考文献：

[1]陈浩龙.分布式光伏系统在绿色建筑中的应用[J].智能城市,2021,7(18):122-123.

[2]林涛.浅述“绿色”建筑中光伏发电技术的运用[J].产业与科技论坛,2021,20(07):37-38.

[3]申翔.光伏发电系统在绿色建筑中的应用[J].通信电源技术,2020,37(09):254-255+258.

[4]沈亮,张瑜,刘斌.太阳能光伏系统在绿色建筑中的应用研究与分析[J].建设科技,2019(22):49-55.

[5]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.