楊立偉

中國人民大學(xué)后勤集團(tuán) 北京 100872

習(xí)近平總書記指出：大家一起發(fā)展才是真發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展才是好發(fā)展。我們要秉持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，拓展務(wù)實合作空間，助力經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇、民生改善。中國社會經(jīng)濟(jì)的騰飛給人民帶來了高品質(zhì)生活，人們的環(huán)保節(jié)能意識也隨之日益提升。當(dāng)前，我國建筑業(yè)行業(yè)發(fā)展的不斷進(jìn)步，整個建筑電氣工程建設(shè)過程中,損耗的能源數(shù)量也比較大。在建筑電氣工程的建設(shè)過程中,降低工程成本的支出、提升資源的利用率，改善了人們的生活方式質(zhì)量，但是同時也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染。當(dāng)前，推進(jìn)現(xiàn)代化城市的建設(shè)進(jìn)程中，必須采取有效的方式節(jié)約電氣資源[1]。目前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)利用不斷成熟，逐漸地形成了一種穩(wěn)定的發(fā)展模式，且有著廣闊的發(fā)展空間。所以，當(dāng)前研究電氣節(jié)能中應(yīng)用光伏新能源則是實現(xiàn)節(jié)能減排的一種有效探索。

1 電氣節(jié)能中光伏新能源的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 光伏新能源技術(shù)的發(fā)電特點

首先，現(xiàn)階段研究和開發(fā)光伏新能源既可以采用清潔能源進(jìn)行供電，還能夠保證電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定向，同以往的技術(shù)相比，該技術(shù)在電氣設(shè)備之中的應(yīng)用，能夠有效的提升供電設(shè)施的效率與穩(wěn)定性；其次，開發(fā)和應(yīng)用光伏新能源，不僅可以在一定程度上減少電氣設(shè)備蓄電池組成本，還能夠有效提升整體的經(jīng)濟(jì)效益[2]；再次，應(yīng)用光伏新能源，可以有效提升電氣設(shè)備對電力資源的使用率，還能夠?qū)崿F(xiàn)能源使用效果最大化發(fā)展；最后，現(xiàn)階段光伏新能源系統(tǒng)通常設(shè)置在建筑物的墻體表面，這樣既可以實現(xiàn)光伏建筑一體化建設(shè)，如圖1所示，還能夠通過光伏技術(shù)與建筑技術(shù)的結(jié)合提升電能的利用效率。

圖1 屋頂光伏建筑一體化示意圖

1.2 占地面積小以及安全無污染

目前，一般情況下，安裝光伏新能源發(fā)電設(shè)備，需要選擇采光比較好的位置，如外墻或者房頂（如圖2），因為光伏新能源發(fā)電設(shè)備的占地面積不大，還能夠節(jié)省更多空間。因為光伏新能源在采集方面比較容易，在使用期間也是清潔無污染的，所以在日常使用時僅需要有太陽能就可以進(jìn)行發(fā)電[3]。在太陽能發(fā)電期間，并不會產(chǎn)生污染和不安全因素，該種能源同天然氣、煤等能源相比，有著較大優(yōu)勢，符合當(dāng)今社會的環(huán)保節(jié)能理念。

圖2 光伏新能源發(fā)電設(shè)備安裝位置示意圖

1.3 耗電量小以及減少能源浪費

目前，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是利用建筑并網(wǎng)的方式來實現(xiàn)的，這樣可以在一定程度上滿足居民日常生活的用電需求[4]。由于建筑體系具備輸送和輸出電能操作，所以采用光伏發(fā)電系統(tǒng)既可以降低電能消耗，還能夠保證電能利用的清潔無污染。從現(xiàn)階段居民的實際耗能情況來看，居民日常生活的實際用電量不多，所以應(yīng)用光伏新能源的時候，需要在建筑物選擇幾個合適的光伏發(fā)電點，這樣所產(chǎn)生的電能就可以滿足居民日常生活需求，實現(xiàn)電能資源利用的最大化。

2 光伏發(fā)電行業(yè)的現(xiàn)狀

2.1 尚未形成權(quán)威性的光伏發(fā)電機(jī)構(gòu)

目前，光伏發(fā)電屬于一個新能源行業(yè)，該種發(fā)電方式利用的是可再生的清潔能源，這對于太陽能資源豐富且普通電力輸送設(shè)施不完全的地區(qū)來說十分重要[5]。但是，光伏發(fā)電系統(tǒng)在當(dāng)下的技術(shù)支持下能否發(fā)揮出真正的優(yōu)勢，帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益，仍然是一個未知數(shù)，對該種模式尚沒有一個檢測與判斷方法。尤其是現(xiàn)階段相應(yīng)的規(guī)范方面尚沒有設(shè)置科學(xué)的判斷標(biāo)準(zhǔn)與選取方法，所以在具體操作時僅能夠依據(jù)需求方的要求來建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于缺乏權(quán)威性的光伏發(fā)電機(jī)制指導(dǎo)，導(dǎo)致該行業(yè)的發(fā)展存在著諸多困難。

2.2 行業(yè)所掌握的核心技術(shù)不夠先進(jìn)

目前，從光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成來看，其主要是有光伏電池這一基本元件所構(gòu)成，而光伏電池的生產(chǎn)制造是以晶硅為原材料的，因為晶硅電池具有穩(wěn)定性能好、發(fā)電功率高等優(yōu)勢，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用[6]。但是，因為生產(chǎn)晶硅的時候耗費的資源比較多，70%以上的原材料來自多晶硅，但是由于當(dāng)前多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)及方法都是引進(jìn)和改良的，尚沒有掌握提純工藝，自然難以滿足實際生產(chǎn)需求。盡管薄膜電池所使用的硅量比較少，但是在實際生產(chǎn)期間需要使用昂貴的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，進(jìn)口的生產(chǎn)設(shè)備較為昂貴，不夠劃算。然而中外合作研制的生產(chǎn)設(shè)備雖然成本低，但是技術(shù)不夠成熟，依舊難以確保薄膜電池的穩(wěn)定性。

3 電氣節(jié)能中光伏新能源的應(yīng)用途徑

3.1 合理選擇優(yōu)質(zhì)線材

新形勢之下，在電氣節(jié)能方面應(yīng)用光伏新能源，可以改善能源傳輸方式，還能夠提升電能應(yīng)用效率。而為了更好的發(fā)揮光伏新能源的優(yōu)勢，當(dāng)前需要合理的選擇優(yōu)質(zhì)的線材。目前，在具體施工實踐期間，首先需要遵循“高電導(dǎo)率、高傳導(dǎo)性能”的原則，選擇阻燃性強、耐高溫、低電阻、導(dǎo)電穩(wěn)定的導(dǎo)線，如圖3所示；其次，對于光伏線材的鋪設(shè)，也需要做好相應(yīng)的設(shè)計工作，盡可能的減少饋線回路設(shè)計，避免因為線路設(shè)計復(fù)雜引起的線損過多現(xiàn)象[7]。

圖3 光伏線材示意圖

3.2 合理選擇用電設(shè)備

目前，在電氣節(jié)能方面，對于光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，必須考慮到光伏新能源的多個因素，如電能產(chǎn)能、電壓、電能供應(yīng)等因素，這樣既能夠確保能夠?qū)⒐夥履茉垂╇妰?yōu)勢彰顯出來，還能夠在很大程度上降低微網(wǎng)的波動，減少對電氣設(shè)備產(chǎn)生的磨損問題。首先，在光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計的時候，規(guī)劃設(shè)計人員必須考慮到用戶的實際需求，合理的選擇變壓器以及用電設(shè)備。在通常情況下，對于用電設(shè)備的選擇，必須考慮到由于供電事故所引起的經(jīng)濟(jì)損失和影響范圍。由于現(xiàn)階段對于光伏新能源供電的運用主要表現(xiàn)在公區(qū)照明供電，以及小功率設(shè)備的用電供電。其次，當(dāng)前為了確保電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，必須科學(xué)的選擇變壓器。對于變壓器設(shè)備的選擇，則需要考慮到容量控制、功率控制，以此來有效的發(fā)揮出變壓器裝置的實際性能，以此來有效的提升光伏新能源的實際應(yīng)用效果。同時，對于變壓器的選擇，技術(shù)人員則需要結(jié)合具體的情況來合理的進(jìn)行選擇，這樣既可以增強節(jié)能減排效果，還能夠滿足實際供電需求。由于變壓器設(shè)備在整個電力資源供應(yīng)方面是必不可少的，當(dāng)前必須合理選擇和使用變壓器，才能夠更好的發(fā)揮光伏供電系統(tǒng)的節(jié)能效果。對于變壓器設(shè)備選擇上，一是要考慮到實際情況來選擇比較合適的變壓器組，然后依據(jù)實際情況來發(fā)揮其作用。目前，變壓器以照相術(shù)為依據(jù)可以劃分成單相變壓器和三相變壓器。供電系統(tǒng)處于單相負(fù)荷的時候，使用單相變壓器就可以達(dá)到最佳效果。因此，在電氣節(jié)能方面應(yīng)用光伏新能源的時候，則需要結(jié)合具體的使用需求來合理的選擇變壓器，這樣才能夠更好的保證電氣節(jié)能減排的效果。

3.3 優(yōu)化配電系統(tǒng)設(shè)計

目前，為了更好發(fā)揮光伏新能源在電氣節(jié)能方面的優(yōu)勢，必須對建筑行業(yè)的供配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以科學(xué)的供配電系統(tǒng)來減少對電氣資源浪費。目前，供配電系統(tǒng)的輸送電期間存在著損耗，為了實現(xiàn)節(jié)能減耗的效果，則需要在源頭上對配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。對于供配電系統(tǒng)的設(shè)計，設(shè)計人員需要了解建筑的實際情況，并結(jié)合具體的供配電需求，對供配電系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃及設(shè)計，通過降低配電級數(shù)的方式維持供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定供電。在通常情況，供配電系統(tǒng)在具體進(jìn)行輸送電的時候，其供電級數(shù)越多，所產(chǎn)生的電氣資源消耗越為嚴(yán)重，雖然這個時候所產(chǎn)生的的電力消耗并不會對供配電系統(tǒng)自身產(chǎn)生不利的影響，但是這必然會浪費一定的電力資源。因此，目前必須結(jié)合建筑的實際需求，對光伏新能源供配電系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃與設(shè)計，減少電力資源的損耗，提升電力供應(yīng)的質(zhì)量，保持供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。

3.4 科學(xué)設(shè)置電壓等級

目前，在選用光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)的時候，設(shè)計人員與施工人員需要對建筑周邊的各種因素進(jìn)行綜合性的考察，并以此為基礎(chǔ)制定科學(xué)的計劃，選擇合適的電壓等級，以此來實現(xiàn)電氣資源能耗的降低目的因此，現(xiàn)階段在電氣節(jié)能方面應(yīng)用光伏新能源，需要保證電壓等級選擇的科學(xué)性。首先，工作人員需要考慮供電距離與用電儀器等情況，在光伏新能源應(yīng)用的時候，工作人員就要提前測量供電距離，了解供電儀器的各種參數(shù)，以此為基礎(chǔ)確定基本的輸送電情況；其次，綜合考慮供電設(shè)備以及電力的運用情況，對于該方面則需要工作人員做好全面的考察，這樣才能夠為電壓的選擇提供科學(xué)準(zhǔn)確的依據(jù)，才能夠?qū)崿F(xiàn)電氣節(jié)能減排的最終目標(biāo)；最后，依據(jù)裝機(jī)容量來選擇電壓等級，如表1所示。因此，在電氣節(jié)能減排方面，對于光伏新能源應(yīng)用，則需要依據(jù)實際情況以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來選擇電壓等級，以此來在最大限度上降低用電儀器及設(shè)備自身產(chǎn)生的功率損耗，還能夠在很好程度上降低不必要電力資源的損耗。

表1 分布式電源并網(wǎng)電壓等級參考標(biāo)準(zhǔn)

3.5 積極引進(jìn)技術(shù)人才

目前，光伏新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然少不了人才的支撐，這也是當(dāng)今這個社會的競爭終究是人才方面的競爭，所以發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)最為要緊的就是引進(jìn)和培養(yǎng)高段的技術(shù)人才。因此，現(xiàn)階段則需要關(guān)注光伏新能源人才隊伍的建設(shè)，創(chuàng)建技術(shù)平臺。首先，招聘專業(yè)素質(zhì)、技術(shù)素質(zhì)比較過硬的人才，嚴(yán)格考察其專業(yè)知識水平以及動手操作的技術(shù)，同時還需要考察人才道德素質(zhì)的優(yōu)劣，以此來確保選聘的人才都是高素質(zhì)的技術(shù)人才；其次，針對內(nèi)部人員，則需要定期組織專業(yè)培訓(xùn)活動，不斷的提升技術(shù)人才的專業(yè)基礎(chǔ)與工作能力，為光伏新能源的應(yīng)用提供保障；最后，制定和實施嚴(yán)厲的獎懲制度，以此作為激勵來調(diào)動技術(shù)人員的積極性，鼓勵職工自主創(chuàng)新，這樣才能夠促使工作人員積極主動的提升自身的專業(yè)素質(zhì)，以此來為光伏新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供動力，實現(xiàn)電氣節(jié)能目標(biāo)。

3.6 政府加大產(chǎn)業(yè)投資

當(dāng)下的技術(shù)條件還難以支撐光伏新能源的研發(fā)，同時光伏發(fā)電系統(tǒng)在研發(fā)以及生產(chǎn)的造價方面比較昂貴，且建設(shè)期間銀行貸款的利息、光伏電池的正常衰減、系統(tǒng)運營維護(hù)等方面，必須以大量的資金作為支撐，才能夠順利的實現(xiàn)光伏新能源的應(yīng)用效果，這就導(dǎo)致光伏新能源產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益不夠明顯，需要國家給予優(yōu)惠的政策扶持，推動該行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展，為電氣節(jié)能創(chuàng)造可能性。若是缺少政府的產(chǎn)業(yè)投資支持，那么就當(dāng)前光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，由于當(dāng)前整個廣發(fā)發(fā)電系統(tǒng)在使用周期內(nèi)可以回收成本的可能性比較低，必然難以保證該行業(yè)的發(fā)展效益。因此，現(xiàn)階段政府則需要重視光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通過加大產(chǎn)業(yè)投資、優(yōu)惠政策等方式來為光伏新能源行業(yè)的發(fā)展提供支撐，在最大程度上發(fā)揮光伏產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢，為電氣節(jié)能帶來可能。

4 結(jié)束語

總而言之，光伏新能源在降低成本、提升資源利用率等方面有著明顯的優(yōu)勢，電力行業(yè)人員更需要設(shè)計出符合綠色發(fā)展理念的新型設(shè)備，全面提升光伏能源的使用范圍，推動社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)人士則需要關(guān)注光伏新能源在電氣節(jié)能方面表現(xiàn)出來的優(yōu)勢，支持和鼓勵光伏新能源供電系統(tǒng)的研究與開發(fā)，同時還需要強化光伏新能源裝置的安裝與維修質(zhì)量，科學(xué)合理的規(guī)劃供配電系統(tǒng)，合理的選擇線材和用電設(shè)備，以此來提升光伏能源應(yīng)用價值，全面提升電能利用效率，達(dá)到節(jié)能減少的目的。