【摘要】經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展及社會(huì)生活水平的快速提升，使得能源消耗日益加劇，傳統(tǒng)化石能源面臨危機(jī)，此時(shí)對(duì)新能源的開發(fā)和利用已迫在眉睫。將綠色能源與現(xiàn)代化建筑相融合是新世紀(jì)建筑發(fā)展的主流與必然趨勢(shì)，而光伏發(fā)電系統(tǒng)作為太陽(yáng)能利用的一種尖端先進(jìn)的技術(shù)被大范圍采用。在對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)工作的基本原理進(jìn)行簡(jiǎn)要分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)其在綠色建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀及節(jié)能控制進(jìn)行研究，對(duì)推廣該系統(tǒng)的應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電系統(tǒng)；綠色建筑；太陽(yáng)能

1、引言

當(dāng)今世界處于機(jī)遇和挑戰(zhàn)共存的發(fā)展階段，能源問題成為制約各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的突出問題。傳統(tǒng)化石能源在促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，也造成了一系列的環(huán)境問題，使得生態(tài)系統(tǒng)惡化日益加劇。面對(duì)能源危機(jī)現(xiàn)狀，人類應(yīng)該關(guān)心和探究新能源的開發(fā)及研究。太陽(yáng)能的儲(chǔ)量擁有無(wú)限性，是一種可再生的清潔能源，其存在范圍具有普遍性，利用的經(jīng)濟(jì)性也更加突出，相比較化石能源有諸多優(yōu)良的特性，是較好的新能源。光伏發(fā)電系統(tǒng)作為太陽(yáng)能利用的重要形式，具有電能存儲(chǔ)、傳輸及利用非常方便的優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)發(fā)展前景良好。所謂綠色建筑，就是在其整個(gè)壽命中，盡可能的節(jié)省和保護(hù)資源與環(huán)境并控制污染的發(fā)生，使人們處于健康、舒適的空間內(nèi)，和自然友好和諧共處的建筑。由于建筑項(xiàng)目所產(chǎn)生的能耗在總社會(huì)能耗中占據(jù)比例較大，故將光伏發(fā)電系統(tǒng)推廣應(yīng)用到建筑中能夠最大限度的節(jié)約傳統(tǒng)能源，有利于改善和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2、光伏發(fā)電系統(tǒng)基本原理

光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化成電能的形式，其工作原理是指太陽(yáng)能電池板在陽(yáng)光的作用下產(chǎn)生電能，然后通過充放電控制器給蓄電池組進(jìn)行充電，也可以在負(fù)載合適的條件下進(jìn)行直接供電。假如系統(tǒng)中存在交流負(fù)載，則要求采用直流/交流逆變器把直流電轉(zhuǎn)化為交流電使用。該發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部件有伏電池組件、控制器、逆變器、蓄電池組及測(cè)量設(shè)備。其中光伏電池組件把太陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)化為電能，組件的功率應(yīng)當(dāng)達(dá)到負(fù)載需求?？刂破鞯淖饔檬潜苊庑铍姵亟M發(fā)生過度充放電而影響使用壽命，是光伏發(fā)電系統(tǒng)必不可少的設(shè)備。逆變器在系統(tǒng)中存在交流負(fù)載時(shí)使用，將直流電轉(zhuǎn)化為負(fù)載需要的交流電，同時(shí)和充放電控制器相配合，把輸出的電能傳輸至電網(wǎng)。蓄電池組主要是將光伏電池組件所產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來(lái)，同時(shí)可隨時(shí)為負(fù)載供電。智能化測(cè)量設(shè)備主要是測(cè)量系統(tǒng)的重要參數(shù)，有時(shí)要完成遠(yuǎn)程信息傳輸及遙控功能。

3、光伏系統(tǒng)在建筑中的應(yīng)用

將光伏發(fā)電系統(tǒng)和建筑融為一體的光伏建筑按照組件安裝方式的不同包括太陽(yáng)能屋頂、太陽(yáng)能墻體、太陽(yáng)能天窗及太陽(yáng)能遮頂篷。光伏系統(tǒng)在建筑中的應(yīng)用按照光伏組件和建筑進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)時(shí)建筑要素的區(qū)別，主要包括在建筑外墻體、屋頂、天窗及其它元素中的應(yīng)用。

3.1光伏系統(tǒng)在外墻體中的應(yīng)用

外墻體是高層建筑中和陽(yáng)光有最大接觸面積的外層，為通過墻體高效的采集太陽(yáng)能，要使用合理的墻體材料與結(jié)構(gòu)。為了保證建筑的美學(xué)要求，通常把光電組件與傳統(tǒng)的玻璃幕墻集成PV玻璃幕墻，該幕墻在具備維護(hù)功能的基礎(chǔ)上，能夠?qū)⑻?yáng)長(zhǎng)期照射產(chǎn)生的熱輻射屏蔽，同時(shí)能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)換成電能。此外，還可以降低墻體溫度而減輕空調(diào)工作的冷負(fù)荷。這時(shí)，建造一個(gè)外層為光電幕墻、內(nèi)層為密封幕墻的雙層墻系統(tǒng)可以有效利用光電組件產(chǎn)生的熱量。光伏板應(yīng)用到外墻體的過程中，要留意透明度的選擇，以保證在室內(nèi)光線良好的基礎(chǔ)上光電組件的接收性能處于良好狀態(tài)。

3.2光伏系統(tǒng)在屋頂中的應(yīng)用

將光伏組件安裝到屋頂?shù)奈恢媚軌虮M可能的避免遮擋，有利于接收太陽(yáng)光。在安裝過程中要采用合理的結(jié)構(gòu)以達(dá)到防雨防雪的目的。尤其是在降雪量較大的地方，屋頂?shù)钠露仍O(shè)計(jì)可能更為傾斜以避免大量積雪。光電組件應(yīng)用到屋頂時(shí)，還要注意材料的選用，不僅要具有足夠的強(qiáng)度以抵抗冰雹等的侵襲，還要做好一定的防雷舉措，以防止雷電破壞電池板。

3.3光伏系統(tǒng)在天窗中的應(yīng)用

天窗的作用主要是進(jìn)行采光，某些位置采用光伏天窗不僅能夠避免室內(nèi)空間長(zhǎng)期遭到強(qiáng)光的直射，還能夠采集陽(yáng)光并利用產(chǎn)生的電能為室內(nèi)照明。光伏系統(tǒng)應(yīng)用到天窗的過程中，要注意采光率的設(shè)計(jì)，可以將天窗造型設(shè)計(jì)為井格狀以達(dá)到立體采光的目的，同時(shí)能夠豐富室內(nèi)空間的效果。此外，天窗的傾斜度設(shè)計(jì)也要達(dá)到防雨防雪的要求。

4、光伏系統(tǒng)應(yīng)用到綠色建筑的節(jié)能研究

光伏系統(tǒng)應(yīng)用到綠色建筑最直接的節(jié)能效果是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，給建筑供應(yīng)一定的電力，降低電網(wǎng)的供電量。同時(shí)，光伏系統(tǒng)在外墻體的應(yīng)用可以將外界的陽(yáng)光充分吸收以提升其隔熱能力，從而降低了夏季空調(diào)的冷負(fù)荷，這也間接的減少了煤炭資源的使用，減輕了環(huán)境污染。光伏系統(tǒng)具有較高的安裝成本，不過其運(yùn)行成本較低，在較短的時(shí)間內(nèi)就能夠收回成本，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

5、結(jié)束語(yǔ)

將光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用到建筑中具有一定的必要性與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)于構(gòu)建綠色建筑的作用非常重要。我們應(yīng)該注重提升生態(tài)建筑設(shè)計(jì)理念，促進(jìn)發(fā)展先進(jìn)的光伏技術(shù)以完善優(yōu)化光伏建筑的一體化設(shè)計(jì)。尤其對(duì)于多、高層建筑來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡快進(jìn)行光伏系統(tǒng)改造，盡早實(shí)現(xiàn)建成資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會(huì)的目標(biāo)。

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