楊臻

（中國能源建設集團云南省電力設計院有限公司，云南 昆明 650051）

隨著全球能源危機加劇和環(huán)保意識提高，建筑電氣節(jié)能問題日益受到關注。傳統(tǒng)建筑電氣設計存在能源浪費和環(huán)境污染等問題，亟需采取新節(jié)能手段。光伏新能源技術是近年來備受矚目節(jié)能手段之一，其運用在建筑電氣中應用已經成為一種趨勢。光伏屋頂、光伏幕墻、光伏溫室等技術的應用，可有效地減少建筑用電量和能源消耗，同時具有經濟性強、安全環(huán)保、維護成本低等優(yōu)點。本文將對建筑電氣節(jié)能中光伏新能源技術的運用進行詳細論述，旨在為建筑電氣節(jié)能提供新的思路和方向。

1 光伏新能源技術概述

1.1 光伏新能源技術概念

光伏新能源技術是指利用太陽能發(fā)電技術，也被稱為太陽能光伏技術。其基本原理是利用太陽能將光能轉化為電能，通過太陽能電池板吸收光能，使電子產生運動，從而產生電流。光伏技術應用范圍非常廣泛，可用于屋頂、大型電站、汽車等多種場合。此外，光伏技術還具有無污染、無噪音、壽命長、維護方便等優(yōu)點，是一種非常環(huán)保和可持續(xù)能源形式。近年來，光伏技術得到了廣泛應用和發(fā)展，包括單晶硅、多晶硅、非晶硅等多種光伏電池技術。同時，太陽能電池板制造成本不斷降低，使得光伏技術應用更加廣泛。

1.2 光伏新能源技術應用的原則分析

（1）環(huán)境適應性原則。光伏新能源技術應用的首要原則是要適應不同環(huán)境條件。不同環(huán)境條件對光伏系統(tǒng)設計和選用電池板類型等方面都有影響。例如，安裝在高溫和多風地區(qū)，需選用能夠適應高溫和高風速電池板，以保證系統(tǒng)正常運行。（2）經濟可行性原則。光伏新能源技術應用要考慮經濟可行性。光伏系統(tǒng)的投資成本、運行維護成本、電能產出等方面都需進行充分的經濟評估，以確保光伏系統(tǒng)建設和運行能夠實現經濟效益。（3）技術可靠性原則。光伏新能源技術應用要考慮技術可靠性。光伏系統(tǒng)需在不同環(huán)境條件下運行，要求系統(tǒng)具有較高穩(wěn)定性和可靠性。光伏系統(tǒng)設計、制造和安裝都需符合相應技術標準和規(guī)范，以確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。（4）可持續(xù)性原則。光伏新能源技術的應用要考慮可持續(xù)性。光伏系統(tǒng)的建設和運行應該盡可能減少對環(huán)境影響，例如，減少對土地占用、減少對水資源消耗等。同時，應該注重光伏電池板回收利用，以減少對環(huán)境污染。

2 光伏能源在建筑電氣中應用優(yōu)勢分析

2.1 安全環(huán)保

光伏能源是一種低電壓、直流電源，不同于傳統(tǒng)交流電，安全性更高。此外，光伏系統(tǒng)電路設計和安裝都需符合相應安全標準和規(guī)范，以確保系統(tǒng)的安全運行。光伏能源不會排放有害物質和溫室氣體，不會對環(huán)境造成污染。同時，光伏系統(tǒng)的運行不需耗費任何能源，是一種零排放、零污染綠色能源。光伏能源是一種可再生能源，不會消耗任何自然資源，具有可持續(xù)性。光伏電池板壽命長，一般可使用25年以上，且可回收再利用，減少了對環(huán)境負擔。此外，光伏能源安裝方式靈活多樣，可應用于不同類型建筑物和地形，具有很強適應性。此外，光伏系統(tǒng)可根據需要進行擴容或減容，以滿足不同用電需求。

2.2 經濟性強

光伏系統(tǒng)一旦安裝完畢，其運行成本非常低，不需進行大量維護和保養(yǎng)。光伏電池板的壽命長，一般可使用25年以上，而電池板的維護費用相對較低，這使得光伏能源的總體運營成本更加低廉。光伏能源是一種基于太陽能可再生能源，其可持續(xù)性和長期可靠性極高，因此可帶來長期經濟效益。此外，一旦光伏系統(tǒng)安裝完畢，其發(fā)電成本相對固定，不會像化石燃料發(fā)電一樣受到燃料價格波動影響，因此，能夠為建筑物提供穩(wěn)定電力支持。此外，許多國家和地區(qū)為了推廣光伏能源應用，在政策層面上提供了一系列的優(yōu)惠政策，例如稅收減免、補貼等，這些政策可有效地降低光伏能源的建設和使用成本。光伏能源發(fā)電設備通常安裝在建筑物屋頂或外墻等空閑場所，可有效地利用這些空間資源，不需占用建筑物其他場所，因此，在一定程度上減少了建筑物的占地面積和建設成本。

2.3 節(jié)能、能源消耗小

光伏能源利用太陽能發(fā)電，不需消耗任何燃料，不會產生二氧化碳等污染物，是一種非常清潔的能源形式。因此，光伏能源的應用可大大減少對化石燃料等有限資源的消耗，節(jié)能效果明顯。其次，光伏系統(tǒng)通常配備智能控制系統(tǒng)，能夠實現對電能精細調控和分配，最大限度地避免能源浪費。通過對光伏系統(tǒng)監(jiān)控和管理，可更加有效地控制建筑電氣能耗，減少能源消耗。最后，光伏系統(tǒng)的發(fā)電量通常與日照強度和季節(jié)變化等因素有關，存在間歇性。因此，光伏系統(tǒng)通常會與儲能技術相結合，例如電池儲能等，將白天獲得的能量儲存起來，以供晚上或天氣不佳時使用。這樣就可更加充分地利用光伏系統(tǒng)發(fā)電能力，減少對傳統(tǒng)能源依賴。

3 傳統(tǒng)建筑電氣設計過程中常見問題分析

3.1 照明設計問題

傳統(tǒng)建筑電氣設計過程中，照明設計往往過分強調照度水平，而忽視了照明質量。在實際使用中，人們會感到過亮或過暗，造成不適感和浪費能源的問題。由于設計師缺乏對人們行為習慣、情感和生理健康的了解，照明方案往往不夠合理，導致了照明效果差、能源浪費等問題。傳統(tǒng)建筑電氣設計中，照明控制方式較為簡單，通常只是通過開關控制燈開關，缺乏智能化控制，無法根據環(huán)境光線和人體活動情況自動調節(jié)照明亮度和開關時間，造成能源浪費和照明質量不佳等問題。此外，傳統(tǒng)建筑電氣設計中，照明節(jié)能措施往往只是簡單采用節(jié)能燈具和光線感應器等設備，而缺乏更加系統(tǒng)和全面節(jié)能措施，例如，優(yōu)化建筑立面、設置自然采光和遮陽等。綜上所述，傳統(tǒng)建筑電氣設計過程中照明設計存在許多問題，這些問題不僅會導致能源浪費，同時也會對人們生理健康和心理感受產生負面影響。因此，在未來建筑電氣設計中，應該更加注重照明質量和照明控制智能化，同時采用更加全面和科學的節(jié)能措施，以實現更加優(yōu)秀的照明效果和可持續(xù)的能源利用。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)不合理

傳統(tǒng)建筑電氣設計中，監(jiān)控系統(tǒng)設計缺乏統(tǒng)一標準，導致設計方案難以衡量、評估和比較，同時也限制了監(jiān)控系統(tǒng)可擴展性和可維護性。此外，傳統(tǒng)建筑電氣設計中，監(jiān)控系統(tǒng)通常只有一種單一方式，例如，人工值班、手動開關等，缺乏自動化、智能化和多元化設計方案，難以滿足現代化建筑對監(jiān)控系統(tǒng)的多樣化需求。同時，在傳統(tǒng)建筑電氣設計中，監(jiān)控系統(tǒng)通常采用傳統(tǒng)的監(jiān)控設備，如攝像頭、傳感器等，這些設備效率低、成本高，同時也很難滿足現代化建筑對安全監(jiān)控高效性和可靠性要求。最后，在傳統(tǒng)建筑電氣設計中，監(jiān)控系統(tǒng)數據管理和分析能力不足，數據分散、分析不到位，導致監(jiān)控數據的可信度、準確度和時效性不佳，無法為決策提供有效的數據支持。

3.3 通風系統(tǒng)不合理

在傳統(tǒng)建筑電氣設計過程中，通風系統(tǒng)不合理存在以下一些問題：（1）設計不足。在傳統(tǒng)建筑電氣設計中，通風系統(tǒng)的設計往往缺乏足夠考慮和計劃，常常出現通風不良、氣流不暢等問題，從而導致室內空氣質量下降，影響人們生活和工作。（2）能耗過高。在傳統(tǒng)建筑電氣設計中，通風系統(tǒng)通常采用機械通風方式，其能耗較高，而且設備使用壽命較短，同時機械通風還會造成噪聲污染和二次污染等問題。（3）配置不合理。在傳統(tǒng)建筑電氣設計中，通風系統(tǒng)配置往往不合理，通風設備數量和位置安排不當，導致通風效果不佳，浪費能源和金錢。（4）控制不當。在傳統(tǒng)建筑電氣設計中，通風系統(tǒng)控制方法較為簡單，往往采用人工控制或傳統(tǒng)的定時控制方式，難以實現精準的控制和調節(jié)，導致通風效果不佳，能耗過高。

4 建筑電氣節(jié)能中光伏新能源技術的運用策略

4.1 光伏屋頂

光伏屋頂技術是指在建筑物的屋頂安裝太陽能電池板，利用太陽能電池板將太陽能轉化為電能，供給建筑物所需電力，從而實現建筑電氣節(jié)能。下面詳細論述光伏屋頂技術在建筑電氣節(jié)能中運用。光伏屋頂技術能夠將太陽能轉化為電能，為建筑物提供電力，避免了對傳統(tǒng)能源消耗，減少了化石燃料使用以及環(huán)境污染和碳的排放，實現了能源節(jié)約。光伏屋頂技術能夠利用太陽能發(fā)電，避免了使用化石燃料，因此不會產生二氧化碳等有害氣體，不會對環(huán)境造成污染，具有環(huán)保節(jié)能特點。

光伏屋頂技術在建筑電氣節(jié)能中運用流程可分為以下幾個步驟：（1）方案設計。根據建筑物的使用類型、建筑結構、電氣負荷等因素，確定光伏屋頂系統(tǒng)的安裝位置、面積、容量等參數，繪制系統(tǒng)的工程圖紙和電氣圖紙。（2）材料選購。根據設計方案要求，選購符合標準太陽能電池板、支架、逆變器、電纜等光伏系統(tǒng)所需材料。（3）安裝施工。按照設計方案和電氣圖紙要求，進行支架安裝、太陽能電池板的安裝、逆變器安裝、電纜敷設等施工工作，確保光伏屋頂系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。（4）運行維護。光伏屋頂系統(tǒng)的運行需進行日常維護，如定期檢查系統(tǒng)的電池板、逆變器、電纜等設備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現和解決故障，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。（5）數據監(jiān)測。光伏屋頂系統(tǒng)運行數據需進行監(jiān)測和管理，如實時監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)電量、功率、電壓、電流等數據，進行數據分析，優(yōu)化系統(tǒng)運行效率和節(jié)能效果。

4.2 光伏幕墻

光伏幕墻作為建筑外立面的一部分，其外觀美觀大方，可為建筑增添美感。同時，由于光伏幕墻能夠充分利用太陽能資源，可減少建筑的能源消耗，從而提高建筑節(jié)能效果，對環(huán)保起到一定作用。光伏幕墻安裝維護成本較低，具有經濟性。光伏幕墻安裝和維護相對較為簡單，因此其成本相對較低。而且，由于光伏幕墻能源來源主要是太陽能，因此，在運行過程中不需消耗任何的能源，從而減少了能源消耗成本。

在實際運用中，光伏幕墻技術的運用流程如下：（1）方案設計。根據建筑物的使用類型、建筑結構、電氣負荷等因素，確定光伏幕墻系統(tǒng)的安裝位置、面積、容量等參數，繪制系統(tǒng)工程圖紙和電氣圖紙。（2）材料選購。根據設計方案要求，選購符合標準太陽能電池板、支架、逆變器、電纜等光伏系統(tǒng)所需材料。（3）安裝施工。按照設計方案和電氣圖紙要求，進行支架安裝、太陽能電池板的安裝、逆變器的安裝、電纜的敷設等施工工作，確保光伏幕墻系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。（4）聯網調試。完成光伏幕墻系統(tǒng)安裝后，進行聯網調試和測試，確保系統(tǒng)能夠正常運行、輸出穩(wěn)定電能，并能夠與電網進行無線連接。

4.3 光伏溫室

（1）設計階段。在設計階段，需考慮溫室材料、結構和安裝方式等因素，以確保光伏組件能夠安全地安裝在溫室頂部。同時，需考慮光伏組件布局和傾角，以最大限度地利用太陽能。（2）溫室材料選擇。溫室材料需具有良好光透性和光反射性能，以確保光伏組件可充分地吸收陽光，并將反射光線利用起來。常見的溫室材料包括玻璃、聚碳酸酯、透明混凝土等。（3）光伏組件選擇。選擇合適的光伏組件是確保光伏溫室系統(tǒng)能夠有效發(fā)電的關鍵。需考慮組件轉換效率、耐候性、外觀等因素，并結合實際情況確定最適合型號和數量。（4）溫室設計。溫室設計需充分考慮建筑通風、遮陽、保溫等因素，以保證光伏組件正常發(fā)電和溫室內植物生長。（5）施工和安裝。在施工和安裝過程中，需嚴格按照設計要求進行操作，確保光伏組件安裝位置和角度符合要求。同時，需注意施工現場安全，避免因為操作不當而導致意外事故。

5 結語

建筑電氣節(jié)能是未來建筑發(fā)展的必然趨勢，而光伏新能源技術則是其中不可或缺一部分。光伏屋頂、光伏幕墻、光伏溫室等技術應用，可實現建筑電氣節(jié)能與環(huán)保，同時具有經濟性強、維護成本低等諸多優(yōu)點。盡管光伏新能源技術應用還存在一些問題和挑戰(zhàn)，如技術成熟度、成本和設計等方面的問題，但隨著技術的不斷發(fā)展和政策的支持，光伏新能源技術將會在建筑電氣節(jié)能中扮演更加重要的角色。希望本文的論述能夠對讀者了解和應用光伏新能源技術在建筑電氣節(jié)能方面提供一些參考和幫助。