楊洋 韓旭

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近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外都高度重視建筑電氣節(jié)能的問(wèn)題，光伏新能源作為一種可再生能源具有廣闊的應(yīng)用前景[1]。本文從光伏新能源的特點(diǎn)出發(fā)，著重介紹了光伏新能源在建筑電氣節(jié)能中的應(yīng)用。筆者通過(guò)研究光伏新能源的基本原理，闡述了光伏新能源在建筑物中的應(yīng)用方式，并對(duì)目前國(guó)內(nèi)外光伏新能源在建筑物中的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，對(duì)光伏新能源在建筑物中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，并為建筑企業(yè)如何利用光伏新能源推動(dòng)電氣節(jié)能出謀劃策。

1 光伏新能源技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

1.1 減少能源的消耗

能源消耗一直是人類文明發(fā)展的短板，尤其是在工業(yè)化進(jìn)程中。隨著工業(yè)化的發(fā)展和推進(jìn)人類對(duì)能源的需求量也越來(lái)越大。為了滿足日益增長(zhǎng)的能源需求人們不得不逐漸依賴化石能源，這種依賴導(dǎo)致了能源的消耗量也在不斷增加[2]。而這種增加又會(huì)加劇全球變暖的問(wèn)題，因此，減少能源的消耗已成為人類面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。如何減少能源的消耗？這是人們需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。光伏新能源技術(shù)就是一種可以幫助人們減少能源消耗的有效方法。光伏新能源技術(shù)的原理是利用太陽(yáng)能來(lái)產(chǎn)生電力。這種技術(shù)不需要使用化石能源，因此可以有效減少能源的消耗。通過(guò)建筑并網(wǎng)進(jìn)行發(fā)電，建設(shè)周期與傳統(tǒng)能源比較起來(lái)周期較短，并且能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取到能源，快速的作用于人們的日常生產(chǎn)生活中去，光伏新能源不僅能夠確保資源的最大化進(jìn)行利用，而且還能夠有效避免長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中電能的損耗情況，最大化的發(fā)揮電能的作用，一定程度上減少了建筑行業(yè)損耗不可再生資源的情況[3]。

在光伏新能源技術(shù)的幫助下，建筑物可以從太陽(yáng)光中獲得能量，從而大大減少能源消耗。目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的效果。例如，在德國(guó)有一座大型商業(yè)中心應(yīng)用了光伏新能源技術(shù)來(lái)降低能耗，結(jié)果該中心一年之內(nèi)節(jié)省了2000萬(wàn)歐元的能耗成本。同樣在我國(guó)，光伏新能源技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。例如上海外高橋保稅區(qū)總部大廈就采用了光伏新能源來(lái)取代傳統(tǒng)的照明方式，使其大廈一年之內(nèi)節(jié)省了600萬(wàn)元人民幣的能耗成本。

1.2 安全無(wú)污染

光伏新能源技術(shù)安全無(wú)污染，是目前可再生能源技術(shù)中最為理想的選擇之一。光伏新能源技術(shù)通過(guò)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的方式，為我們提供了一種可持續(xù)發(fā)展的新能源[4]。光伏新能源的基本原理是利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的一種新能源而太陽(yáng)能是地球上最為豐富的可再生能源之一。光伏新能源具有廉價(jià)、可再生、易儲(chǔ)存、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，因此越來(lái)越受到人們的青睞，也引起了建筑從業(yè)人員的廣泛關(guān)注。光伏新能源的安全性是指在正常使用過(guò)程中，光伏新能源系統(tǒng)不會(huì)對(duì)人體或自然環(huán)境造成任何安全危害。目前，世界上大多數(shù)光伏發(fā)電項(xiàng)目都是在安全、無(wú)污染的環(huán)境下進(jìn)行的，并且在長(zhǎng)期使用過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何安全問(wèn)題，在其使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生任何污染物。光伏新能源系統(tǒng)只需要太陽(yáng)光作為能源，不需要燃料，且發(fā)電過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生噪聲，在各個(gè)方面都不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成任何影響[5]。

另外，光伏新能源技術(shù)是一種利用太陽(yáng)光發(fā)電的清潔能源技術(shù)，是目前最為發(fā)展迅速、應(yīng)用前景廣闊的新能源技術(shù)，是目前可再生能源技術(shù)中最為理想的選擇。光伏新能源技術(shù)以它的無(wú)污染、無(wú)二次污染、且可回收利用的優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)，成為建筑行業(yè)所爭(zhēng)相追捧的優(yōu)質(zhì)能源。建筑從業(yè)者們期待光伏技術(shù)能夠在建筑電氣節(jié)能領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱，同時(shí)也希望能夠促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

1.3 保證供電的安全性

隨著可再生能源的發(fā)展和進(jìn)步光伏新能源技術(shù)已經(jīng)成為了一種可靠的供電方式。這種新能源技術(shù)能夠滿足日益增長(zhǎng)的電力需求，同時(shí)也能保證供電的安全性[6]。眾所周知，光伏新能源是利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的一種新型能源，而太陽(yáng)能是人類使用最廣泛的能源之一，也是最可再生的能源之一。光伏新能源發(fā)電原理是利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。光伏發(fā)電技術(shù)具有低污染、無(wú)污染排放、可再生能源、低成本等優(yōu)勢(shì)，是目前發(fā)展迅猛的新能源領(lǐng)域。

太陽(yáng)能之所以如此吸引人的原因在于太陽(yáng)產(chǎn)生的巨大能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)地球上任何一個(gè)物種所消耗的能量，太陽(yáng)在一小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生的能量足以滿足全世界一整年的能源需求，如果我們能夠利用其中的一小部分，我們將有足夠的能量無(wú)限期地滿足我們的需求[7]。光伏新能源技術(shù)通過(guò)借助太陽(yáng)的能量能夠保證供電的安全性，這是由光伏新能源的發(fā)電原理而決定的，光伏發(fā)電通過(guò)將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能的方式來(lái)產(chǎn)生電力，由于光伏發(fā)電不依賴于化石燃料，因此不會(huì)產(chǎn)生污染物也不會(huì)產(chǎn)生CO2。此外，光伏發(fā)電還可以有效利用閑置的屋頂空間因此不會(huì)影響土地利用，能將多余的電量進(jìn)行儲(chǔ)存并輸入到電網(wǎng)之中及時(shí)可控的調(diào)節(jié)電網(wǎng)的輸出量，保證供電的可靠性，并且在操作上十分方便。

光伏新能源技術(shù)的發(fā)展為人類提供了一種更加環(huán)保、安全、可靠的能源，為人類的未來(lái)發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)的保障。目前，光伏新能源技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市供電網(wǎng)絡(luò)中[8]。這種新能源技術(shù)不僅能滿足電力需求，而且還能保證供電的安全性。光伏新能源技術(shù)能夠?yàn)槿藗兊墓╇娤到y(tǒng)帶來(lái)更多的便利將指日可待。

2 建筑電氣節(jié)能中光伏新能源技術(shù)應(yīng)用注意要點(diǎn)

首先，在安裝光伏發(fā)電裝置之前，若想順利采集到太陽(yáng)光，并將采集到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，需要注意發(fā)電采集裝置的周圍不能有其他物體遮擋住光線，要確保光線能夠360°無(wú)死角的得到采集。

第二，安裝光伏發(fā)電裝置時(shí)要在大的范圍內(nèi)進(jìn)行安裝，確保各個(gè)采集裝置之間間隔一定的空間，不會(huì)發(fā)生相互碰撞的情況，為了以防萬(wàn)一也要在周邊范圍內(nèi)設(shè)置保護(hù)裝置，避免才采集太陽(yáng)光線是由于受到外界因素干擾而出現(xiàn)問(wèn)題的情況，嚴(yán)重則會(huì)損壞設(shè)備。

第三，相關(guān)安裝裝置的技術(shù)人員要在安裝太陽(yáng)能電池板時(shí)對(duì)太陽(yáng)光的直射角度進(jìn)行確認(rèn)，以確保安裝的電池板能夠充分接收太陽(yáng)光線，并保證吸收到的太陽(yáng)光足夠均勻。

第四，檢查工作是必不可少的，為了保證裝備設(shè)施在使用過(guò)程中能夠正常作業(yè)，電氣設(shè)備能夠持續(xù)為建筑電氣輸送電能，即使是在惡劣的氣候條件下也要注重對(duì)于設(shè)備的檢查工作，并要進(jìn)行定期的保養(yǎng)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行維修，最大程度的延長(zhǎng)設(shè)備的使用期限，防止因?yàn)檫z漏馬虎造成的設(shè)備安全隱患，要以預(yù)防為主，修理為輔，對(duì)可能存在的影響因素及時(shí)采取預(yù)防手段。

第五，需要工作人員格外注意的是，光伏發(fā)電系統(tǒng)要加強(qiáng)對(duì)于周邊環(huán)境和與之相關(guān)聯(lián)的其他設(shè)施裝置的監(jiān)控和檢查，因?yàn)楣夥到y(tǒng)的總效率往往受到光伏列陣效率、逆變器效率和交流并網(wǎng)效率的影響，為了防止各個(gè)流程出現(xiàn)問(wèn)題，需要做好防雷接地裝置的安裝措施，并在發(fā)電的過(guò)程中，及時(shí)收集日常的發(fā)電量等數(shù)據(jù)，對(duì)多臺(tái)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行監(jiān)控，還要注重對(duì)溫度，輻射量的搜集工作，可通過(guò)環(huán)境傳感器進(jìn)行收集，并將搜集到的信息作為分析發(fā)電量的主要依據(jù)，更加具有科學(xué)性和客觀性，能夠?qū)?shù)據(jù)做到可視化。

最后，要充分發(fā)揮光伏新能源的優(yōu)勢(shì)作用，做到節(jié)能環(huán)保，所以要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行統(tǒng)籌把控，將光伏新能源和建筑物進(jìn)行完美結(jié)合，具有特色性的融入到建筑物當(dāng)中，不能設(shè)計(jì)的過(guò)于突兀的同時(shí)，還要避免進(jìn)行大范圍的占地，最大程度發(fā)揮光伏新能源的環(huán)保功效。

3 光伏新能源技術(shù)在建筑電氣節(jié)能中的具體應(yīng)用

3.1 光伏屋頂

隨著全球氣候變暖，太陽(yáng)能正成為越來(lái)越重要的可再生能源。以太陽(yáng)能為能源的建筑正在興起，其中就包括光伏屋頂。光伏屋頂意味著建筑物的屋頂將變成一個(gè)可以產(chǎn)生電能的太陽(yáng)能板。這將使建筑物的能源成本降低，同時(shí)也減少對(duì)環(huán)境的影響。

隨著我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)的越來(lái)越重視，光伏屋頂領(lǐng)域也進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。光伏屋頂項(xiàng)目的整體規(guī)模、占地面積和發(fā)電能力都在不斷提升。首先，光伏屋頂項(xiàng)目的整體規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)光伏屋頂項(xiàng)目總裝機(jī)規(guī)模同比增長(zhǎng)率逐年拉高，占地面積也在不斷擴(kuò)大，發(fā)電能力也在不斷提升。光伏新能源具有自然條件優(yōu)越、可再生能源豐富、開(kāi)發(fā)利用成本低廉、應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)，是發(fā)展清潔能源的重要選擇。

早在上個(gè)世紀(jì)70年代末，美國(guó)便開(kāi)始研制太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，并在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。光伏屋頂?shù)某霈F(xiàn)，使得太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。光伏屋頂?shù)膽?yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。而我國(guó)的光伏屋頂總裝采購(gòu)情況截至目前，總采購(gòu)額已經(jīng)達(dá)到了12萬(wàn)億元，國(guó)家和政府的采購(gòu)占比較大。隨著我國(guó)對(duì)新能源行業(yè)的重視，光伏屋頂?shù)陌l(fā)展也在不斷推進(jìn)。目前，我國(guó)已經(jīng)建成了規(guī)模最大、設(shè)備最先進(jìn)的光伏屋頂生產(chǎn)基地。光伏屋頂開(kāi)始逐漸進(jìn)入大眾視野，成為越來(lái)越多人安裝的新能源設(shè)備。光伏屋頂是一種新型的、可再生的建筑能源，它能使建筑物的能源成本降低，同時(shí)也減少對(duì)環(huán)境的影響。隨著全球氣候變暖，太陽(yáng)能將越來(lái)越重要，而光伏屋頂將是未來(lái)建筑發(fā)展的趨勢(shì)。

3.2 光伏大棚

光伏大棚是一種專門為光伏項(xiàng)目設(shè)計(jì)的建筑物，它可以有效避免光伏組件受到風(fēng)、雨、雪、日曬等天氣影響的情況。此外，光伏大棚可以提高光伏組件的性能，使其能夠充分發(fā)揮出其能量潛力。光伏大棚可以有效利用太陽(yáng)輻射能來(lái)加熱空氣或水。它通常由一個(gè)或多個(gè)平面的太陽(yáng)能集熱器組成，這些集熱器可以是平板式、翻轉(zhuǎn)式或折疊式的。

光伏大棚適宜在陽(yáng)光充足、氣候宜人的地區(qū)建設(shè)。如果是建設(shè)在氣候太冷或太熱的地區(qū)，那么光伏大棚的效率會(huì)降低。此外，光伏大棚要求地面平整、無(wú)遮擋物，因此，在選址上也要慎重考慮。

首先，要考慮地形因素。光伏大棚的建設(shè)一般在平原地區(qū)，這樣能夠充分利用太陽(yáng)輻射。氣候條件也是影響光伏大棚建設(shè)的重要因素。一般來(lái)說(shuō)，光伏大棚適宜在氣候溫和、日照充足、雨量適中的地區(qū)建設(shè)，除了要考慮建設(shè)地區(qū)之外，還要考慮建設(shè)成本。目前，光伏大棚的建設(shè)成本較高，因此要充分考慮資金方面的問(wèn)題。在建設(shè)周期方面，由于光伏大棚的建設(shè)工程較為復(fù)雜，一般情況下建設(shè)周期較長(zhǎng)。要想建設(shè)一座成功的光伏大棚，就必須要考慮地形因素、氣候條件、建設(shè)成本以及建設(shè)周期等因素。光伏大棚的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，是順應(yīng)可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展潮流的重要經(jīng)濟(jì)舉措，未來(lái)還將繼續(xù)受到大家的關(guān)注。

3.3 光伏幕墻

隨著環(huán)保意識(shí)的日益提高，光伏幕墻作為一種新型的建筑材料正在越來(lái)越受到人們的關(guān)注。光伏幕墻是一種太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，它將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，并通過(guò)光伏組件安裝在建筑物外立面上。太陽(yáng)能光伏幕墻可大大增強(qiáng)建筑物的外觀效果，同時(shí)還具有良好的透氣性能和隔熱性能，既可以避免建筑物因陽(yáng)光直射而受損害，又能減少建筑物內(nèi)部的熱量損失，起到節(jié)約能源的良好效果。太陽(yáng)能光伏幕墻的結(jié)構(gòu)一般分為固定式和活動(dòng)式兩種。固定式幕墻的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要由支架、支撐、太陽(yáng)能光伏板和接線盒等部件組成。活動(dòng)式幕墻則除了上述部件外，還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)等部件。太陽(yáng)能光伏幕墻的應(yīng)用場(chǎng)合一般包括商業(yè)綜合體、辦公樓、酒店、機(jī)場(chǎng)、車站、體育場(chǎng)館等。

光伏幕墻一般由兩部分組成，即光伏組件和支架系統(tǒng)。光伏組件指的是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，也稱太陽(yáng)能板。常見(jiàn)的光伏組件有太陽(yáng)能片、太陽(yáng)能板和太陽(yáng)能板。支架系統(tǒng)指的是用于固定光伏組件，可將其固定在墻面或樓面上。光伏幕墻通常應(yīng)用于具有較高的建筑物，如高層建筑、寫字樓和工業(yè)大樓。它可以充分利用建筑物的外部空間，將建筑物的外墻轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)建筑物的自給自足。除了可以為建筑物提供能源，光伏幕墻還具有遮擋、隔熱、降溫、降噪等功能。總之，光伏幕墻是一種有前途的建筑材料，它不僅能滿足人們對(duì)環(huán)保的要求，而且還能節(jié)省能源。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)建設(shè)的不斷發(fā)展，建筑物的電氣設(shè)備也日益增多，導(dǎo)致能耗大量增加，造成了巨大的浪費(fèi)。如何有效利用新能源技術(shù)來(lái)降低能耗成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。光伏新能源技術(shù)是一種可以利用太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的新興技術(shù)。在這項(xiàng)技術(shù)的幫助下，建筑物可以從太陽(yáng)光中獲得能量，從而大大減少能源消耗。目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的效果。本文立足于當(dāng)前建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的解析，并為光伏新能源如何進(jìn)行高效利用提出了意見(jiàn)和建議，致力于提高國(guó)家的建筑電氣節(jié)能水平，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。