光伏发电在建筑公共设施供配电中的应用探析

舒伯萍

摘 要 我国科技水平的不断提高推动了经济的发展，人们对于生活质量的追求有了明显的提升。近年来，人们对于建筑工程的要求越来越高，对生活品质的追求有了更高的层次，尤其是最近几年，国家加大了对建筑工程的关注。此外，科技水平的进步使得许多城市的公共场所对建筑供电的要求有了提升，光伏發电是目前人们主要研究的内容之一。

关键词 光伏发电；建筑；供配电；应用

1 屋顶形式分类

在确定光伏支架结构形式时首先需要明确所装光伏系统的屋面是何形式的。彩钢瓦是用彩涂钢卷经专门的机器轧制成型，而后装于屋面檩条，从而形成防水的彩钢瓦屋面，目前常用的彩钢瓦有角弛型彩钢瓦，180度咬合彩钢瓦，360度咬合彩钢瓦；而混凝土屋面就是由混凝土现浇而成的屋面[1]。

2 支架结构设计原理

为了不破坏原建筑的防水层，影响正常的生产工作，彩钢瓦屋面的支架主要采用与彩钢瓦瓦型配套的专用夹具和导轨与 彩钢瓦固定，以保证整个支架系统的稳定可靠。对于混凝土屋面，为了不破坏建筑的防水层，影响正常的生产工作，一般采用水泥墩安装方式，靠水泥墩与光伏组件自身重量固定在混凝土屋面。

3 屋面支架结构材料的选用

3.1 支架结构材料及材质要求彩钢瓦屋面整个支架系统的材料主要包括

铝合金夹具、铝合金立柱、铝合金横梁、铝合金导轨、铝合金压块；而混凝土屋面整个支架系统的材料主要包括：混凝土基础，钢立柱、钢横梁、钢导轨。由于光伏系统的设计使用年限为25年，因此整个支架系统的材料需要具备非常好的防腐蚀性能，彩钢瓦屋面铝合金材料的材质建议使用6005-T5及以上的材料，混凝土屋面的钢支架材料建议选用材质不低于Q235B，热镀锌含量不低于65μm。

3.2 彩钢瓦屋面夹具、导轨的选用

对于彩钢瓦屋面，在设计时首先需要确定彩钢瓦的瓦型，依据彩钢瓦瓦型选用与之配套的专用夹具，通过不锈钢螺栓与彩钢瓦紧密连接，并以此作为整个支架系统的基础。由于夹具与彩钢瓦固定后，是整个支架系统安全稳定的基础，因此夹具是否稳定可靠关系到整个支架系统的可靠性，因此夹具的厚度建议一般不低于5mm；而导轨是用于与光伏组件进行固定的次结构，是保证光伏组件稳定的重要构件，需要依据当地的风压、雪压及其他荷载情况进行计算确定，建议厚度不低于1.8mm，且应选用常用的且市面上可以 买得到的导轨[2]。

4 建筑供配电中的光伏发电系统组成

在建筑工程中，太阳能光伏发电占有着十分重要的地位。随着“可持续发展战略”的提出，人们对于能源的利用效率有了更高的关注，对能源的保护措施加大，同时，也加快了对新能源开发的进程。太阳能是目前我国主要使用的新能源之一，太阳能光伏发电主要由以下几个部位组成：

4.1 太阳能光伏板

使用太阳能进行光伏发电，最关键的一步在于对太阳能进行采集，目前，太阳能采集主要通过太阳能光伏板。利用太阳能光伏板对太阳能进行聚集，将其进行转化，提高太阳能转化的效率。太阳能光伏板放置的位置也有要求，目前，放置的位置主要是楼顶等光线良好的场所，可以对太阳能进行充分的收集。太阳能光伏板要根据不同的季节、不同的天气进行角度与方向的调整，目前的调整方法主要是通过人工智能，利用电阻的平衡对太阳能光伏板进行调节，寻找适合的位置进行定位。

4.2 DC/DC变换器

DC/DC交换器的主要功能在于通过对回路中电流量进行计算、调节，提高太阳能转化的效率。将光能的利用转变为电能，供给人们的用电。同时，交换器可以对转化的速率进行记录，方便日后的科研调查。

4.3 储能电池及储能电量检测与控制

在太阳能转化为电能的过程中，通过对数据进行计算控制转化效率，提高电池的利用率，延长电池的利用寿命。对电池利用的过程进行数据记录，根据数据的变化情况调整电流的情况，对电池的使用进行合理、有效的控制，不断提升电池的利用程度，开发电池的利用潜能。

4.4 PWM控制模块和DC/AC变换器

PWM控制模板通过对电压进行监控，严格控制电流的流量。在电流流量过大的情况下，将电流分流，将电压分压，监控使用过程，对使用情况进行数据记录，方便日后的检查与维修。

DC/AC变换器不同于DC/DC交换器，这种交换器是将与用电情况不符合的电流选择出来进行改造，提供适合电压的电流，完善使用过程。

4.5 双电源自动切换开关

双电源自动切换开关可以完善使用过程，达到电流的持续利用。众所周知，太阳能的利用情况与天气有非常大的关系。在光照充足的情况下，太阳能的使用效率高；在光照不充足的情况下，太阳能的使用效率低。这种电源切换模式有效地提高了电源的使用效率，延长了电源的寿命。

5 光伏发电技术在公共设施系统中的应用

5.1 光伏发电在车库及楼梯间照明系统中的应用及功率计算

我国的公共设施十分丰富，除了一些必备的设施之外，还包括楼梯间以及地下车库照明的使用。我国“可持续发展战略”的提出表明我国政府对于能源的关注力度加大，这也就要求了现在的技术水平应该朝向更加节能的方向发展，要对电流的使用情况进行数据记录，确定功率的范围，提高能源的利用效率。

6 结束语

最近几年来，我国的科技水平发展飞快，尤其是“科技强国战略”提出以来，国家政府对于科技、创新的关注力度加大。光伏发电作为新兴的发电模式，受到了人们的广泛关注，目前，国家以光伏发电作为发电模式的主体力量，推动了我国建筑行业的进步，提高了居民的生活质量，对我国未来的长远发展有很大的保障。

参考文献

[1] 刘观起，游晓科，杨玉新，等.光伏发电系统最大功率点跟踪方法研究综述[J].陕西电力，2012，40（2）：18-21.

[2] 武世敏，徐维昌，李明滨，等.用户型光伏发电与市电互补自动切换系统设计[J].自动化仪表，2014，35（10）：50-52.