劉振興

（湖南湘安新能源科技有限公司，湖南 長沙 410116）

0 引 言

建筑中的電能消耗量巨大。隨著我國建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，建筑電能消耗也在持續(xù)增加。為了有效促進(jìn)建筑行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，有必要對建筑電氣工程加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計，縮減建筑工程的電能消耗。將光伏新能源技術(shù)應(yīng)用到建筑電氣節(jié)能設(shè)計中，能顯著提升電氣節(jié)能效果，促進(jìn)建筑行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。因此，對光伏新能源技術(shù)在建筑電氣節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行了深入探究。

1 建筑電氣節(jié)能的重要性

時代不斷進(jìn)步，科技不斷發(fā)展，全球經(jīng)濟(jì)競爭日漸激烈，越來越多的國家開始關(guān)注新能源開發(fā)與利用。建筑行業(yè)是國際經(jīng)濟(jì)市場競爭最激烈的重要行業(yè)。我國每年新建的建筑工程數(shù)量和總面積在持續(xù)增加，代表著我國電能消耗也在持續(xù)增加。建筑行業(yè)巨大的電能消耗量，極大地影響了我國的可持續(xù)發(fā)展，所以需縮減建筑領(lǐng)域電能消耗。需要在建筑工程電氣設(shè)計環(huán)節(jié)中，充分認(rèn)識節(jié)能理念，以電器節(jié)能為突破口，加速實現(xiàn)能源和資源節(jié)約的目的，并促進(jìn)建筑行業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展。建筑電氣節(jié)能設(shè)計過程中，將光伏新能源融入到建筑電氣節(jié)能設(shè)計環(huán)節(jié)，可顯著提升電氣節(jié)能效果[1]。

2 光伏新能源技術(shù)的原理及特點

我國在以往的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，過度犧牲不可再生資源，導(dǎo)致近年來資源開發(fā)和利用變得日漸緊張。相比其他國家，我國人口基數(shù)更大，所以能源使用量要明顯高出其他國家。在不可再生能源日漸耗竭的背景下，需要國家積極尋找更多新能源來替代不可再生資源，以促進(jìn)國家和人類的可持續(xù)發(fā)展。相比天然氣和石油等燃燒期間會有污染物產(chǎn)生的能源，光伏新能源不僅是一種可再生能源，而且在使用期間不會產(chǎn)生污染物質(zhì)。該技術(shù)通過將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為多個領(lǐng)域提供電力能源。將該技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣節(jié)能設(shè)計環(huán)節(jié)，能夠顯著降低傳統(tǒng)電能消耗量，促進(jìn)建筑行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。為充分發(fā)揮該技術(shù)在建筑電氣節(jié)能中的作用，有必要對其原理與特點進(jìn)行深入了解。

2.1 光伏新能源技術(shù)的原理

光伏新能源技術(shù)就是利用太陽能電池組件來采集太陽能資源，然后通過技術(shù)手段把太陽能資源轉(zhuǎn)化為電能資源，經(jīng)過光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器直接轉(zhuǎn)化為交流電。實際運用中，可通過控制器實現(xiàn)合理調(diào)節(jié)和控制，如圖1所示。該技術(shù)具有充電蓄能功能，白天可以通過太陽能實現(xiàn)發(fā)電，晚上可以通過蓄能電池為相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域供電。

圖1 新能源技術(shù)調(diào)節(jié)及控制流程

2.2 光伏新能源技術(shù)的特點

光伏新能源技術(shù)還具有以下突出特點。①相比傳統(tǒng)的天然氣和石油等能源發(fā)電技術(shù)，光伏新能源技術(shù)可以對供電峰值實現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)與控制，保證電網(wǎng)具有更突出的穩(wěn)定性和安全性。②相比其他技術(shù)，光伏新能源技術(shù)具有突出的經(jīng)濟(jì)性特點。該技術(shù)在使用中不僅環(huán)?？沙掷m(xù)，而且具備白天蓄電和晚間供電的功能，可顯著縮減成本。③光伏新能源技術(shù)應(yīng)用于任何領(lǐng)域，其能源利用率都非常良好，并且顯著高于傳統(tǒng)能源供電方式。尤其是在建筑領(lǐng)域運用光伏新能源技術(shù)，能源利用效率會更高[2]。

3 光伏新能源技術(shù)在建筑電氣節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用形式

目前，在建筑電氣節(jié)能設(shè)計中運用光伏新能源技術(shù)，主要采取以下兩種應(yīng)用形式。①將建筑結(jié)構(gòu)和光伏系統(tǒng)結(jié)合，即在建筑物的屋頂或者外墻結(jié)構(gòu)中安裝光伏發(fā)電設(shè)備，并和其他組件合理配合，以達(dá)到供電和蓄電目的。這種應(yīng)用形式比較獨立，實際應(yīng)用中可進(jìn)行自給自足供電，應(yīng)用非常廣泛。②建筑電氣工程施工中，將施工材料和光伏系統(tǒng)相關(guān)組件進(jìn)行組合，實現(xiàn)共同使用。具體運用形式是以比較特殊的制作材料與制作方法來對光伏發(fā)電技術(shù)中涉及到的一些組件進(jìn)行制作，并且將相關(guān)組件制作為建筑工程必備的窗戶和屋頂?shù)冉ㄖY(jié)構(gòu)。這種用特殊技術(shù)和材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑材料的應(yīng)用形式，不僅可降低工程造價，而且便于施工。因為建筑物材料中設(shè)置有光伏組件，所以相比其他光伏新能源技術(shù)應(yīng)用形式，其能夠采集到更多的太陽能，可具有更充足的供電量。該應(yīng)用形式是光伏新能源技術(shù)在建筑電氣設(shè)計中的重要應(yīng)用趨勢[3]。

3.2 安裝及維護(hù)

在建筑電氣節(jié)能設(shè)計中運用光伏新能源技術(shù)，需要對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行合理安裝與維護(hù)。安裝光伏新能源相關(guān)設(shè)備的過程中，由于該技術(shù)的工作原理是通過太陽能進(jìn)行電能轉(zhuǎn)化，因此需要在陽光充足且無遮擋物的位置進(jìn)行設(shè)備安裝，以保證設(shè)備在實際運行中能采集到更充足的太陽能。赤道附近具有比較充足的陽光能量，所以設(shè)備安裝期間，需要確保其方向與赤道方向相對應(yīng)。此外，要科學(xué)計算設(shè)備安裝角度，促使設(shè)備可以均勻受熱。設(shè)備安裝后，還要定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

設(shè)備安裝過程中，一方面要保證安裝期間沒有障礙物對陽光產(chǎn)生遮擋作用，同時要求安裝期間采取一定防護(hù)措施，保證光伏新能源相關(guān)設(shè)備的安全與完整，避免安裝中出現(xiàn)損壞。安裝環(huán)境對設(shè)備安全性具有重要影響，所以需要充分考慮設(shè)備安裝周邊環(huán)境條件，以保證設(shè)備安裝期間不會出現(xiàn)碰撞等問題。另一方面，要在設(shè)備安裝過程中充分考慮各種不可抗力以及惡劣氣候等因素對光伏新能源設(shè)備產(chǎn)生的不良影響，并針對性地制定相關(guān)預(yù)防與急救措施，確保光伏新能源設(shè)備始終保持正常運行狀態(tài)，充分發(fā)揮其發(fā)電功能[4]。

3.3 應(yīng)用效果分析

建筑電氣節(jié)能設(shè)計中應(yīng)用光伏新能源技術(shù)，具有以下5個突出應(yīng)用效果。

（1）通過應(yīng)用光伏新能源技術(shù)對供電峰值進(jìn)行合理調(diào)整，可保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定，相比原有供電技術(shù)，能顯著提升工程設(shè)備供電效率。將該技術(shù)運用于建筑電氣工程，所使用的蓄電池成本相對較低，可顯著提高工程整體經(jīng)濟(jì)效益。此外，通過此技術(shù)的應(yīng)用，可最大程度地發(fā)揮光伏新能源使用效果，提升電力資源利用率。通過在建筑墻體中安裝光伏系統(tǒng)設(shè)施，能夠促進(jìn)光伏建筑的一體化發(fā)展，加快建筑技術(shù)和光伏技術(shù)的融合。

（2）建筑電氣節(jié)能設(shè)計中，由于一般會在建筑外墻和屋頂?shù)炔晒庑员容^好的位置安裝光伏新能源相關(guān)發(fā)電設(shè)備，因此可有效節(jié)約空間，加大太陽能收集力度，且綠色無污染。因為太陽能是清潔、無污染及可再生資源，所以通過光伏新能源技術(shù)進(jìn)行發(fā)電，也無污染、安全，符合建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求。

（3）光伏新能源技術(shù)的實際應(yīng)用，主要是利用建筑進(jìn)行集中并網(wǎng)發(fā)電，并持續(xù)為居民提供電能資源。建筑體系能夠更加便捷地輸入與輸出電能資源，有效縮減了電能消耗，減少了不必要的能源浪費。

（4）建筑電氣設(shè)計中運用光伏新能源技術(shù)，可保證供電過程的安全與可靠。因為建筑電氣系統(tǒng)是通過光伏新能源進(jìn)行發(fā)電，滿足正常發(fā)電需求以外的多余電量，可以及時存儲，并向電網(wǎng)輸送。對電量輸出進(jìn)行合理化調(diào)解，能夠有效增強(qiáng)供電安全性與可靠性。

（5）光伏新能源技術(shù)應(yīng)用期間，建筑電氣設(shè)計會使用光伏材料作為建筑材料，即太陽能電池板。由于材料安裝期間可以自由設(shè)計建筑安裝形式，所以技術(shù)運用不僅具有良好的實用性，而且其外觀還具有突出的美觀性。相比傳統(tǒng)建筑材料，光伏材料成本和安裝成本都相對較低，具有突出的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢[5]。

4 結(jié) 論

建筑電氣節(jié)能設(shè)計中應(yīng)用光伏新能源技術(shù)，能顯著節(jié)約傳統(tǒng)電能消耗量，且能源使用無污染，供電較安全與可靠，可促進(jìn)建筑行業(yè)健康有序發(fā)展。因此，建筑電氣工程設(shè)計中，設(shè)計人員需建立正確的節(jié)能環(huán)保理念，積極地將光伏新能源技術(shù)應(yīng)用于電氣節(jié)能設(shè)計，以充分發(fā)揮光伏新能源技術(shù)的重要優(yōu)勢和作用，滿足當(dāng)今時代對建筑提出的節(jié)能減排需求。