大学校园中光伏发电的应用分析

韦永森+朱勋梦+桂明辉

【摘 要】 科学技术高速发展的今天，能源短缺问题日益突显，太阳能作为一种可再生能源，对解决能源短缺问题有着重要作用。大学作为科研的前沿，应该率先开发利用太阳能，在大学校园中运用太阳能光伏发电技术。本文针对大学中光伏发电的应用进行分析，提出一些具有建设性的意见，希望给相关工作者带来一些启示。

【关键词】 大学 发电 光伏应用

1 光伏发电的科学原理以及基本分类

1.1 光伏发电的科学原理

光伏发电是以太阳能为能源来源的一种光伏效应，其通过特定半导体材料在太阳光线照射下形成电动势，将这种特定的半导体材料根据物理原理并通过一定的手段制成太阳能电池。有太阳光照射的情况下，太阳能电池在光照条件下形成定量的电动势，然后通过串并联的手段将各个组件组成太阳能电池方阵，让电池方阵达到一定的电压标准，并且通过充电放电的手段储存蓄电池的电能，以便在晚上或是光照条件差的情况下可以用蓄电池为逆变器提供输入电，并且通过逆变器的作用将直流电变成交流电，再通过配电柜给相关电设备供电。

1.2 光伏发电的基本分类

太阳能光伏发电分为并网和离网两种模式，并网光伏发电就是将太阳能产生的直流电通过逆变器转换成符合市电电网标准的交流电然后并入电网，这种模式一般都是由国家主导运用，需要国家级发电站，其占地规模大、投资规模大并且建设周期长。离网光伏发电系统一般由蓄电池、太阳能电池组、交流逆变器以及控制器组成，其应用较多。

2 太阳能光伏发电的前景展望

2.1 太阳能光伏发电的优越性

太阳能光伏发电的优越性很显著，太阳能是一种可再生资源，取之不尽，用之不竭，并且太阳能是一种清洁能源，绿色无污染，有利于环境保护。相比于传统的水力、火力发电，太阳能光伏发电直接了当，没有中间转换的环节，无资源消耗，无废水废气以及温室气体的排放，更不存在机械运转产生的噪声，也不需要冷却液体，没有二次污染。再者，太阳能板的安装有灵活性和较强的环境适应性，可以安装在室内，也可以安装在室外，可以安装在平原，也可以安装在荒漠地带。太阳能板结构呈现模块化，成本低廉，运行简单，加之光伏电池制造所需要的硅材料在地球的储存量及其丰富，不存在资源短缺的现象。

2.2 当今太阳能光伏发电的前景展望

就目前情况，传统的油与煤资源日益短缺，各国都纷纷开始利用光伏发电，日本政府提出2020年光伏发电量达到28GW的目标，美国也提出旨在降低太阳能光伏发电成本的“太阳能先导计划”，将太阳能光伏发电达到商业化竞争水平，按照当前情况推测，2030年，可再生资源在全球总能源结构中的比例将达到30%。

3 大学校园中太阳能光伏发电应用构想

3.1 校园宣传设施

大学校园中有着大量的布告栏以及读报栏，这些宣传设施很多没有配有相应的照明设施，所以在夜间给师生造成阅读障碍，安装运用太阳能光伏发电可以起到照明的作用，同时也可以减少安装投资，减少线路的铺设，施工简单、方便，经过一定的设计改装还可以起到遮风挡雨的作用，可谓一举多得。

3.2 学生公寓公共厕所以及浴室照明

当前很多学校学生公寓的厕所和浴室还是集中式的厕所和浴室，厕所和浴室里面的照明一般是通宵照明，如果将太阳能光伏发电技术运用在厕所和浴室的照明上，在屋顶上安置太阳能板以实现公共厕所与浴室的光伏发电照明，其好处是显而易见的，方便在校学生的同时节约能源。

3.3 校园干道路灯照明

学校公用电费中，校园路灯消耗的费用不可忽视的一部分，由于路灯建在室外，与太阳光照接触充分，所以太阳能路灯系统的建立实施潜力巨大，在大学校园中，可以按照以下几种方案来实施建设校园路灯照明系统：①校园内的普通路灯与新型太阳能路灯相互结合，安装上间隔而开，使用上分时段使用，充分结合两种路灯的有点，规避其缺点，既保持了路灯的效果，也节省了能源。②在校园内实施路灯系统都安装光伏系统，不论是区域路灯还是单体路灯，将整个校园照明都纳入太阳能光伏发电系统中。

3.4 高层建筑与地下建筑的安全照明

大学校园建设随时代发展而变，高层建筑与地下建筑越来越多，规模也不断扩大，在高层建筑和地下建筑建设中运用太阳能光伏发电技术，在紧急安全疏散通道安装太阳能板，利用太阳能光伏技术进行照明，既能保持照明效果，也可以对节能减排有极大的促进作用。

4 校园内建立太阳能光伏发电系统的意义

校园内建设太阳能光伏发电系统是一项巨大的工程，有以下重大意义：

（1）光伏发电系统有使用寿命长、不污染环境、性能稳定、既能独立发电也可以并网的优点，所有建立光伏发电系统可以长时间保障学校的持续供电，节能减排，缓解校园供电压力，同时减少环境污染。

（2）由于太阳能独有的特点，太阳能光伏发电系统稳定性极强，一旦在校园内部安装，就可以长时间以固定价格进行供电，不存在燃料短缺、运输紧张的问题，也不会受市场因素燃料价格波动的影响，有利于校园节能减排，为学校提供持续稳定的供电，保障学校工作正常运转。

5 结语

当今世界，环境问题和能源问题成为制约可持续发展的主要难题之一，一直备受世界各国的关注。一些传统的能源利用的弊端越来越显著，比如火力发电会带来粉尘以及二氧化碳、二氧化硫的排放。太阳能作为一种清洁能源以及可再生能源，具有安全、无污染、清洁以及储量丰富的特点，是未来能源运用的一种趋势，随着社会的发展，其应用规模可以不断扩大，校园作为科教前沿，应该率先引进应用光伏发电，建立太阳能光伏发电系统，促进节能减排，为社会做表率，以推动环境友好型社会的形成。

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