新能源光伏发电助力建筑电气节能减排分析

新能源光伏发电助力建筑电气节能减排分析

陈亮

中国水利水电建设工程咨询西北有限公司

摘要：在生态环境建设相关理念下，各行业在发展过程中均加强了节能减排技术的研究。建筑电气工程整体结构复杂，其中包含的子系统不仅种类较多而且能耗水平也比较高，在建筑电气节能减排思维的指导下，当前建筑电气工程在设计过程中必须考虑能耗问题，而现代化建筑中电气系统融合较深，尤其是一些长时间运行的电气设备相对较多，这一部分的节能减排水平在很大程度上决定了系统整体状态。

关键词：新能源；光伏发电；建筑电气；节能减排

引言

光伏发电能够以清洁可再生的形式提供电力，而光伏建筑一体化也正是减少建筑能耗及排放的重要措施，不同建筑在与光伏发电系统结合过程中选择的形式不同，但其核心目的都在于利用光伏发电减少建筑整体电能消耗。

1建筑电气节能设计

1.1供配电系统模块

供配电系统模块的节能设计是整个建筑供配电系统节能设计的核心模块，在设计时需把握以下重点：①要求整合建筑物的基本情况，规划建筑负荷指标，且指标制定应按照不浪费、不压缩的原则展开；②供配电系统关系到规格型号选型、设备部署安装等，因此要求综合部署需具备较高合理性，可同时达到系统标准要求、节能要求；③该模块电气设计还需考虑建筑开闭所、配电房等，根据不同建筑类型用电指标估算整个建筑的负荷用电量；④在设计时需明确建筑中有无厨房设备、消防水泵、舞台电、光、声设备等，应对这部分设备进行电量的独立核算，避免浪费电力；同时需实现各项设备的优化配置，避免漏项，保证估算用电量与实际用电负荷不会产生较大差异；⑤若是建筑与配电房间存在较远的供电距离，应通过增加导线截⾯积等方式来有效降低电压损失；但是通常低压线路架设的供电半径不会超过250m，特别是配电房、开闭所区域的设置应谨遵工程技术标准、规范展开。

1.2电动模块

通常民用建筑中消防风机、水泵、电梯会占较大用电比重，这部分电动机会在持续负荷的状况下产生较大的用电损耗，若是在用电进程中用电系统在相应阶段的输出功率提升，会与建设用地负荷量出现冲突，且此时电动机损耗难以避免。故而可从两点着手以实现电动机节能设计，其一是提升电动机工作效率，其二是增加电动机功率因数，前者主要是通过变频装置调整，综合建筑物在各个阶段的负荷量，预设电动机运行转速，使其满⾜基本用电所需。

1.3安全系统模块

建筑系统安全模块的电气节能设计亦是整体设计的重点内容，为确保不发生较大的安全问题，很多施工团队会选择在该方⾯投入一定量的安全保障设施与监控设施，比如消防泵房、排烟防风、防火报警、电动门窗、监控等，这部分亦会造成较多的能耗。在针对该模块进行电气节能设计时，需根据建筑的整体布置与安全所需，精简与优化各项安全设施与系统，可选择引入楼宇自控系统，监控建筑各个部分安全设备的运行情况，实现对其的智能化操作与调节，以此来达到节能的目的。

2新能源的光伏发电技术特点

相比于传统的发电技术而言，这种光伏发电技术原理和结构简单，建设周期较短，运行维护简单，可应用范围广。光伏电站采用模块化设计，系统扩展性强，容量可灵活调节，规模从数W到数GW，安装简单方便。这就代表着光伏电站基本可实现无人值守，成本较低。光伏发电在运行中不消耗常规能源，不受资源分布等条件约束，受光照强度和地形影响较小，可以使得能源使用效果能够得到高效提升。

3新能源光伏发电助力建筑电气节能减排分析

3.1光伏发电技术

一个国家能源的发展直接影响着其经济的发展，如若我国能源一直处于不断被使用和损耗的状态，将会使我国最终失去各种能源，这非常不利于中国的健康发展。而在现代建筑发展的过程之中，运用的都是石油、天然气等不可再生能源，这就使得能源出现了被大量损耗的问题，而且在使用这些能源的过程之中，也不可避免地会产生污染气体，危害人们生命健康的问题，这都是当前政府部门与建筑行业急需解决的重要发展问题。而光伏发电技术是利用半导体材料的光伏效应将太阳能直接转化为电能的固态发电技术，是太阳能利用的重要形式，太阳能光伏发电在国内外得到了持续的发展和大规模的应用。相比于以往运用不可再生能源生产电力的方式而言，运用太阳能这种可再生能源，符合我国节能环保发展的要求，具有无污染、无噪音和可重复利用的优势，还可以有效地满足建筑电气建设所需，对于我国建筑行业的发展和社会的发展都有着重要的意义。作为建筑企业的高层管理者，应正确地认识到引入新能源光伏发电方式进行建筑设计工作的重要性，应进行对新能源光伏发电人员的重点培养，使其能够设计出实用的新能源光伏发电系统，将其有效地运用到建筑电气工程之中，为工程的安全和有序开展提供有力的能源运用支持，也使得建筑行业节能减排的发展目标能够得到更加高效地实现，加快建筑行业节能环保发展的步伐。

3.2动力设备系统的节能

对动力设备系统进行节能设计，提高电动机运行效率和功率因数可以极大地节约运行的电能消耗，是推动建筑电气节能设计的有效措施。主要包括以下六点。（1）采用高效率节能电动机。结合实际情况选择切实可行的应对措施，降低电动机以负载及空载为主的部分损耗，与普通电动机相比采用高效率节能电动机可以提高电动机的效率和功率因数，可以将损耗降低20%～30%，效率提高3%～6%左右。（2）根据负荷特性选择电动机。准确把握负荷特性及变化趋势可以有效做好电力规划及运行工作，负荷变化受很多因素影响，了解负荷特征后，根据建筑动力系统运行的环境和特点选择适合的电动机，避免出现资源冗余现象，减少能耗损失，提高电动机及负载的运行效率。（3）对电动机采取就地补偿。根据负载实际情况，应该对距离供电站较远的连续运行工作的大、中型容量电动机采取无功功率就地补偿装置，其中要注意的是对每台电动机的补偿容量不可过高避免发生发动机自励磁现象。（4）轻载电动机降压运行。当电机运行处在轻负荷状态下，根据实际负载的情况采用降低电压运行的方式，可以把三角形接法的电机改成星形接法运行，达到运行效果，促进节电的目的。（5）选择正确的启动方式。对于那些需要经常性启动的电动机，选择正确的启动方式可以极大地帮助提升节电效果。对于特别小容量的电动机可以采用直接启动的方式，其他电动机建议采用减压启动的方式，这可以有效帮助电动机节电，这也是为什么变频器起动机的应用越来越多，她可根据负载变化自动调节电动机的转速，以达到节电的目的。（6）科学改进控制方式。根据负荷情况调节控制系统是节电的有效措施，在交流电动机调速的三种方法中变频调速的节电效果最佳，这也是变频调速在电梯、水泵、压缩机等机械设备上普遍应用的原因之一，它还可以帮助此类机械设备提高控制质量和效果，提高电动机的运行效率。

结束语

在当前节能减排的发展要求下建筑电力系统必须进一步降低能耗水平满足能耗要求。光伏建筑一体化是目前建筑新能源的主要发展方向，其对于降低建筑能耗亦有重要作用。该文对建筑电气节能减排措施以及建筑光伏新能源应用进行了详细分析，希望所述内容能够进一步推动相关技术发展。

参考文献

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