姜鵬

摘要：現(xiàn)階段，為了推進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，人們在煤炭、天然氣以及石油等能源的需求使用方面尤為劇烈，與此同時，這些能源的使用也加劇了自然環(huán)境的惡化，比如大氣污染、臭氧層空洞以及自然資源枯竭等問題，所以為了改善這一狀況，實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展，新能源的開發(fā)迫在眉睫。在建筑行業(yè)中，光伏新能源在電氣節(jié)能中的應(yīng)用尤為廣泛，它具有安全可靠、存儲電能、儲蓄發(fā)電且無污染等特性，主要通過光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，從而進(jìn)行發(fā)電，這種可再生能源的使用，不僅降低了建筑工程中電能的消耗，也促進(jìn)了建筑電氣節(jié)能建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：光伏新能源;建筑業(yè);電氣節(jié)能;應(yīng)用研究

引言

面對日益惡化的自然環(huán)境，人類逐漸開始重視環(huán)境保護(hù)，并且找尋更好、更合適的方法進(jìn)行發(fā)展。從建筑行業(yè)來講，建筑節(jié)能理念及建筑設(shè)計(jì)中充分利用新能源已經(jīng)越來越得到人們的認(rèn)可和推崇。建筑節(jié)能理念和建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用可在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

1新能源在建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用必要性

隨著我國現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程速度的不斷加快，我國建筑行業(yè)也隨之邁上了發(fā)展的新高峰。然而，建筑行業(yè)快速發(fā)展的過程中，該行業(yè)對于能源的需求也在持續(xù)提升。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，我國建筑行業(yè)所消耗的能源占比為大約30%。從我國的建筑能耗總體情況來看，住宅耗能與公共建筑面積的耗能比為1：15，而住宅能耗的產(chǎn)生主要集中在空調(diào)的使用與照明中。我國幅員遼闊，擁有著大量的自然資源，但我們還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到我國的人均資源相對匱乏。面對不斷增長的能源需求問題，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到當(dāng)前我國面臨的能源緊張或者面臨枯竭問題。為了能夠助力建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，我們需要對新能源革命進(jìn)行未雨綢繆，加快新能源技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)的融合進(jìn)程，不斷提高建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用水平，以便使其更好地服務(wù)于我們的社會建設(shè)[1]。

2光伏新能源技術(shù)的簡介

2.1光伏新能源技術(shù)概念

太陽能是無污染的清潔能源，在轉(zhuǎn)化應(yīng)用的過程中不會產(chǎn)生污染，建筑建設(shè)的過程中根據(jù)當(dāng)?shù)靥栒丈湟?guī)律以及太陽高度角合理設(shè)置太陽能設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)資源利用。光電新能源發(fā)電技術(shù)是利用太陽能電池組件收集太陽能，然后把太陽能轉(zhuǎn)換成電能，再用光伏系統(tǒng)內(nèi)部的逆變器將電能轉(zhuǎn)換成交流電。太陽發(fā)電系統(tǒng)由光伏電池組件、傳輸線、蓄能器、變流器或逆變器以及變壓器等構(gòu)成，在這些組件的共同作用下實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。

2.2光伏新能源技術(shù)應(yīng)用原則

光伏新能源技術(shù)作為一種新能源使用技術(shù)，其應(yīng)用的第一原則就是節(jié)能原則，建筑施工團(tuán)隊(duì)在選擇施工材料時本著節(jié)能原則選擇節(jié)能效果好、質(zhì)量高的低價(jià)光伏材料產(chǎn)品，這就需要材料采購人員廣泛了解節(jié)能材料的市場信息，使得材料應(yīng)用后可以降低電力能源耗損;另一個就是控制建設(shè)施工的用電量，建筑施工周期長，需要長期照明，不合理的照明方式將會造成電力資源浪費(fèi)，甚至產(chǎn)生光污染，因此需要管理人員合理控制施工用電量，使用節(jié)能照明燈，在夜間非施工階段及時調(diào)整照明強(qiáng)度。

3新能源在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1太陽能電池板的選擇

對建筑光伏新能源系統(tǒng)的建設(shè)而言，其最為核心的組件便是太陽能電池板。太陽能電池板直接關(guān)系到光電系統(tǒng)對太陽能的轉(zhuǎn)化效率，目前常用的太陽能電池板有晶硅和非晶硅兩種，在實(shí)際的建設(shè)過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑電氣系統(tǒng)的實(shí)際需求，選擇合適的太陽能光伏組件，以滿足建筑電氣系統(tǒng)在電壓、功率以及電流等方面的要求。

3.1.1晶硅太陽能電池

晶硅太陽能電池是當(dāng)前建筑光伏新能源技術(shù)中最為常用的、也是最為成熟的電池材料，從光伏新能源技術(shù)誕生之處，就占據(jù)著主導(dǎo)地位。晶硅太陽能電池又有單晶硅和多晶硅之分，其對電太陽能的轉(zhuǎn)化效率不同，單晶硅轉(zhuǎn)化效率通常在14-18%之間，而多晶硅的轉(zhuǎn)化效率多在11-16%之間。晶硅太陽電池轉(zhuǎn)化效率雖然不錯，但同時其生產(chǎn)成本卻十分高昂，因此當(dāng)前對于晶硅太陽能電池的研究，主要致力于降低成本和提高光電轉(zhuǎn)化效率方面，隨著技術(shù)的不斷完善，晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)提高到了22%以上，進(jìn)一步確認(rèn)了其主導(dǎo)地位。

3.1.2非晶硅太陽電池

非晶硅太陽有著成本低、重量輕的優(yōu)勢，便于大規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)和安裝，但是由于其材質(zhì)的原因，使得其光電轉(zhuǎn)換效率一直保持一個較低的水平，通常情況只有6-10%的轉(zhuǎn)化效率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于晶硅太陽能電池[3]。不僅如此，非晶硅太陽能電池隨著使用時間的延長，其光電效率還會出現(xiàn)衰減，表現(xiàn)出極強(qiáng)的不穩(wěn)定性，因此在建筑光伏新能源系統(tǒng)中的應(yīng)用極少。非晶硅太陽能電池若是在技術(shù)上能有重大突破，憑借其弱光感應(yīng)好的優(yōu)勢，有望在建筑光伏新能源建設(shè)中得到一定的應(yīng)用。

3.2設(shè)備的安裝及維護(hù)

在設(shè)備安裝方面，一是考慮其最大的運(yùn)行效率，選取采光性能的較好的區(qū)域作為安裝空間，此外，在沒有遮陽障礙物的條件下，安裝電池板也要保證其傾斜角度，所以在安裝時要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、外墻的形狀以及屋頂?shù)脑煨偷确矫鎸﹄姵匕宓膬A斜角度進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算安排，從而提高采光性能，優(yōu)化使用光伏新能源技術(shù);二是考慮其設(shè)備的安全維護(hù)，在安裝過程中考慮其環(huán)境特性，比如：安裝環(huán)境、當(dāng)?shù)靥鞖鉅顩r等，從而采取一系列的防護(hù)措施，防止安裝運(yùn)行中的碰撞問題以及惡劣的天氣因素，比如在雷電多發(fā)地區(qū)，對光伏幕墻的防護(hù)就要加強(qiáng)防火防雷設(shè)施的使用，此外，對整個光伏新能源發(fā)電系統(tǒng)的維護(hù)，相關(guān)工作人員要定期檢查，從而保證供電設(shè)備的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性[4]。

3.3光伏屋頂

（1）就安裝面積而言，屋頂是建筑外立面的最大空閑面積，最為完備的位置，非常適合安裝光伏系統(tǒng)。（2）在建筑物外表面，屋頂是吸收太陽輻射最多的地方，屋面水平面或傾斜面所獲得的輻射量，遠(yuǎn)大于垂直立面上，特別是在高密度的城市，外墻被遮擋的情況非常嚴(yán)重，很多地方都不適合安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，即使安裝了，系統(tǒng)的效率也會受到很大影響。（3）在建筑美學(xué)方面，屋頂安裝光伏系統(tǒng)對城市景觀影響最小，能夠大規(guī)模地安裝。盡管單獨(dú)的光伏建筑立面能夠達(dá)到很好的效果，但是如果大規(guī)模使用，勢必對城市景觀產(chǎn)生強(qiáng)烈的視覺沖擊。特別是對已建成區(qū)域，進(jìn)行屋頂光伏改造的可能性遠(yuǎn)大于對其對立面光伏改造[4]。另外，外墻光伏電池的反射光如果處理不當(dāng)，會給地面行人和附近樓上的居民帶來眩光污染。（4）屋面安裝光伏系統(tǒng)，相當(dāng)于在陽光與建筑物之間增加了一個過渡層，可以提高建筑物的保溫隔熱性能，降低建筑物的能耗。

4結(jié)束語

綜上所述，從建筑行業(yè)來講，建筑節(jié)能理念及建筑設(shè)計(jì)中充分利用新能源已經(jīng)越來越得到人們的認(rèn)可和推崇。建筑節(jié)能理念和建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用可在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]王英.建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中新能源的利用[J].工業(yè)B，2017（7）：287.

[2]王靜.淺談建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用[J].工業(yè)C，2016（5）：114.

[3]王玉卓，姚源淵，朱玉平.淺談建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用[J].建材與裝飾，2016（37）：87-88.

[4]王云冰.建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)中的新能源利用研究[J].中華民居（下旬刊），2013（27）：68-69.