建筑电气节能中光伏新能源技术的运用

建筑电气节能中光伏新能源技术的运用

郑昕

身份证号：362524****05200014   江西省南昌市  330000

摘要：随着全球能源危机加剧和环保意识提高，建筑电气节能问题日益受到关注。传统建筑电气设计存在能源浪费和环境污染等问题，亟需采取新节能手段。光伏新能源技术是近年来备受瞩目节能手段之一，其运用在建筑电气中应用已经成为一种趋势。光伏屋顶、光伏幕墙、光伏温室等技术的应用，可有效地减少建筑用电量和能源消耗，同时具有经济性强、安全环保、维护成本低等优点。

关键词：建筑；电气节能；光伏新能源

1光伏新能源的概念及运行原理

随着城市化进程的不断加速，能源问题已成为影响社会经济发展的重要因素之一，甚至可以说是社会发展的基石。当前全球范围内能源消耗的情况显示，各国对能源的需求与消耗量都在持续增加，同时各领域的发展也日益依赖能源，因此能源问题已经成为全球性的挑战。在建筑行业，能源消耗问题尤为突出，迫切需要应用新能源。在各种能源中，太阳能是一种清洁能源，可再生特性使其成为新型能源的关键。在太阳能转化为电能的过程中，不会产生环境污染，因此光伏发电系统受到了越来越多领域的关注。光伏新能源主要通过光电效应将光能转化为电能，其关键组成部分为太阳能电池板、逆变器、储能电池等。太阳能电池板利用太阳能产生直流电，逆变器将直流电转换为交流电，最终通过变压器将交流电转化为适合用户使用的标准电能，以满足各种供能需求。

2光伏新能源的主要特征

结合对光伏新能源技术的特点分析，可以发现它涵盖丰富的内容，具体体现在以下方面：

(1）与传统发电技术相比，光伏新能源技术能够自动控制和调节供电峰值，从而提高电网系统的运行安全性和稳定性。

(2）光伏新能源技术的有效应用可以节约成本。光伏技术能够实现电力供需平衡，减少施工单位的电力费用支出。不仅能降低电能浪费，还能提升企业的经济效益。

(3）光伏新能源技术的应用领域广泛，能够显著提升能源的利用效率，对于推动我国建筑行业的可持续发展和进步具有重要意义。在不同的场景下，光伏技术都能发挥其独特优势，为能源的高效利用作出贡献。

3光伏能源在建筑电气中应用优势分析

3.1安全环保

光伏能源是一种低电压、直流电源，不同于传统交流电，安全性更高。此外，光伏系统电路设计和安装都需符合相应安全标准和规范，以确保系统的安全运行。光伏能源不会排放有害物质和温室气体，不会对环境造成污染。同时，光伏系统的运行不需耗费任何能源，是一种零排放、零污染绿色能源。光伏能源是一种可再生能源，不会消耗任何自然资源，具有可持续性。光伏电池板寿命长，一般可使用25年以上，且可回收再利用，减少了对环境负担。此外，光伏能源安装方式灵活多样，可应用于不同类型建筑物和地形，具有很强适应性。此外，光伏系统可根据需要进行扩容或减容，以满足不同用电需求。

3.2经济性强

光伏系统一旦安装完毕，其运行成本非常低，不需进行大量维护和保养。光伏电池板的寿命长，一般可使用25年以上，而电池板的维护费用相对较低，这使得光伏能源的总体运营成本更加低廉。光伏能源是一种基于太阳能可再生能源，其可持续性和长期可靠性极高，因此可带来长期经济效益。此外，一旦光伏系统安装完毕，其发电成本相对固定，不会像化石燃料发电一样受到燃料价格波动影响，因此，能够为建筑物提供稳定电力支持。此外，许多国家和地区为了推广光伏能源应用，在政策层面上提供了一系列的优惠政策，例如税收减免、补贴等，这些政策可有效地降低光伏能源的建设和使用成本。光伏能源发电设备通常安装在建筑物屋顶或外墙等空闲场所，可有效地利用这些空间资源，不需占用建筑物其他场所，因此，在一定程度上减少了建筑物的占地面积和建设成本。

3.3节能、能源消耗小

光伏能源利用太阳能发电，不需消耗任何燃料，不会产生二氧化碳等污染物，是一种非常清洁的能源形式。因此，光伏能源的应用可大大减少对化石燃料等有限资源的消耗，节能效果明显。其次，光伏系统通常配备智能控制系统，能够实现对电能精细调控和分配，最大限度地避免能源浪费。通过对光伏系统监控和管理，可更加有效地控制建筑电气能耗，减少能源消耗。最后，光伏系统的发电量通常与日照强度和季节变化等因素有关，存在间歇性。因此，光伏系统通常会与储能技术相结合，例如电池储能等，将白天获得的能量储存起来，以供晚上或天气不佳时使用。这样就可更加充分地利用光伏系统发电能力，减少对传统能源依赖。

4建筑电气节能减排中光伏技术的实际应用

4.1光伏屋顶

光伏屋顶作为新能源光伏发电最为常见的形式，通常应用于高层建筑，目的是增大建筑的光照面积。光伏组件可以紧贴建筑屋顶结构安装，从而降低风力的不利影响，获取更高的经济效益。光伏屋顶的安装相较于建筑外表面的其他部位，有着得天独厚的优势：1)屋顶相较于其他建筑部位更适合安装。屋顶作为整个建筑物外表面空闲面积最大的部分，其设计大多为水平面或倾斜面，因此相较于建筑外表面其他部分更适合吸收光的能量，也就更加适合安装光伏系统。2)从建筑美学角度出发，屋顶设计对建筑美观程度的影响相对较小，能实现光伏发电板的大面积安装。3)光伏屋顶的安装能在光照与建筑物之间形成过渡层，有效提升建筑的隔热保温性能，起到节能的作用。4)光伏屋顶安装技术相对成熟，且后续的运维也更加便捷，成本低，能实现大范围推广。此外，如果在建筑外墙进行光伏发电板的安装而未对产生的反射光进行有效处理，极有可能对建筑用户及行人造成消极影响，这也是采用光伏屋顶能避免的问题。

4.2光伏幕墙

光伏幕墙是指将光伏电池板嵌入建筑物外墙中，进而形成的光伏幕墙构造，能有效替代传统的建筑外墙材料，避免产生环境污染问题，从而取得良好的节能减排效果。通常来讲，建筑物屋顶面积相对较小，为此可通过建造太阳能墙面来合理利用光能，降低外部噪声的影响，同时也能有效降低建筑外墙的实际温度，提升室内人员的舒适度。进行光伏幕墙系统的设计与安装时，相关人员需要提前对建筑物的实际情况做好调查，对建筑不同区域的太阳能辐射情况、温度特点及建筑周边环境做好调研，并以此作为设计基础，优化完善设计方案和安装过程，实现节能减排效果的最大化。

4.3光伏温室

目前，光伏温室在农业生产中得到了极为广泛的应用，有利于促进农业生产的快速发展。光伏温室技术在农业温室中的应用，不但节约了土地使用面积，还能为其他设备提供充足的动力，满足农民生产生活的实际需要。普通温室容易在保温和升温方面产生问题，尤其是夏季温度上升过高，棚内温度高对蔬菜生长有不利影响，而光伏温室克服了这一缺点。随着人们生活质量的提高，光伏温室在花卉、畜牧业、林业和果树栽培业得到普及。光伏温室中应用了光伏技术，可以增加日照时数，保证作物品质不受损害。利用光伏技术，使温室温度保持在合理范围内，从而保证了蔬菜的生长。同时，冬季温室的红外波段向外辐射强度逐渐降低，应用光伏技术可以控制昼夜温差，从而达到恒定的隔热储能效果。

5结语

建筑电气节能是未来建筑发展的必然趋势，而光伏新能源技术则是其中不可或缺一部分。光伏屋顶、光伏幕墙、光伏温室等技术应用，可实现建筑电气节能与环保，同时具有经济性强、维护成本低等诸多优点。尽管光伏新能源技术应用还存在一些问题和挑战，如技术成熟度、成本和设计等方面的问题，但随着技术的不断发展和政策的支持，光伏新能源技术将会在建筑电气节能中扮演更加重要的角色。

参考文献：

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[3]董传洋,王凯,张伟等.光伏新能源技术在建筑电气节能中的应用探讨[J].光源与照明,2022,(11):68-70.