光伏发电在建筑公共设施供配电中的运用

李围

摘 要：光伏主要是利用太阳能进行发电的可再生资源，在很多行业的生产与发展中都发挥了非常重要的作用。文章对建筑公共设施供配电中如何应用光伏发电技术的相关内容展开了论述，并且结合具体的施工案例进行了分析。旨在为有关单位及技术人员在实际工作中提供一定的理论与技术帮助。

关键词：光伏发电；建筑公共设施；供配电

1 光伏发电技术原理分析

太阳能光伏发电通过太阳能电池的发光效应进行工作，它把太能能转换成电能，从而实现发电的目的。就光伏效益而言，就是光照射物体后，会改变物体内电荷分布状况，从而形成电路与电势。在出现照射半导体PN或者太阳光时，就会有电压出现在PN两边，也就是光生电压，即我们所讲的光伏效应。由充放电控制设备、监测设备、蓄电池、辅助设备以及电池组件等构成了太阳能光伏系统，按照不同的應用场合，划分成并网光伏发电系统、混合系统以及离网光伏光伏系统三种重要的太阳能光伏发电系统。可以说，这种方法实用性明显，但也有不足之处，例如控制较为繁琐，需要经常维护系统等。

2 光伏发电具体的应用分析

2.1系统构成分析 ①、DC/DC变换器。对主回路内输出电流以及直流电压的检测是它的主要功能，对太阳能转换光能的功率进行检测。②、太阳能光板。在光伏发电系统中，太阳能光伏板发挥着核心的作用。在太阳光被光伏板板面吸收后，把太阳能转换成电能。可以说，整个光伏发电系统的光电转换质量和太能光板有着非常密切的联系。③、检测与控制蓄电池。主要通过BMS进行检测与管理储电池能量，BMS可以对电池充放电数据进行实时的监测，从而将电池的电流、温度、SOC以及电压等参数确定出来，对电池状态进行实时的掌控，并科学的掌握电池能量，防止电池超限放电或者超限充电，从而有效的保护电池的质量。④、DC/AC变换器。逆变器即DC/AC变换器，它的基本作用是把光伏发电系统所传输的直流电转变成相应的交流电，从而将50Hz、220V的交流电源为负载提供出来。⑤、双电源切换开关。该装置的功能是从现有电源中把负载电流向备用电源中转换，从而保证为关键负荷提供可靠、连续的供电。若是有着充足的光照，建筑公共设施的供电都由太阳能光伏发电来完成，剩余的电能可以向储能电池中转入。

2.2设置系统运行模式 离网和并网混合的光伏发电模式在市面上得到了广泛的应用，如果有这充足的光照，就会在离网状态下运行发电系统，转变太阳能为电能，利用DC/AC转化成交流负载供电，然后在储能电池中储存多余的电能。如果遇到阴雨天，太阳光不足时，或者在某一个特定值下控制储能电池内电量时，需要向市电中接入发电系统，由并网状态取缔离网状态，通过市电为交流负载直接进行供电，给蓄能电池进行充电。

2.3具体的应用案例分析 以湖南长沙某住宅小区为例，该楼位于6栋25层高楼住宅。对如何应用光伏发电技术供电进行了分析，其中，该公共设施的供电系统包括楼梯间照明以及车库照明两个方面：

首先，计算分析其功率因数。与现场测算相结合，需要把482盏36W的单管荧光灯设置在车库中，并且，把4W的镇流器配置到每盏灯中，利用八条分路进行供电；设置成剪刀型的楼梯，并且把两灯具设置在每层楼梯间，并把835盏32w的环形荧光灯设置在楼梯间，以16路的方式进行供电。如下图所示：

2.4科学的选择和应用开关设施 市电与光伏发电相结合的双电源供电模式在公共设施供电系统中也得到了大量的推广。将光伏发电当作常用电源，市电当作备用电源，电源的切换装置由双电源自动转换开关组成。相较于CB级的转换开关，PC级自动双电源开关的安全以及可靠性更高，而且能够快速的转换电能，所以，PC级的双电源自动转换开关在很多工程中得到了有效的应用。并且，还将短路保护电器为PC级ATSE配置了出来，因为熔断器有着较好的限流性，能够有效的限制短路电流，因此，把熔断器当作PC级ATSE的短路保护装置。

还是以楼梯以及车间内的照明系统为例，要求在较短的时间内控制ATSE转换时间，所以选择应用二段型的ATSE。并且只有两个工作位存在于二段型ATSE开关主触头中，也就是主用和备用电源位，它的供电性能稳定、优越，而且能够快速的进行转换，一般在50-250s内就能够完成总体动作。与各个方面的要求综合到一起，在该工程中选择应用了TBBQ6型号的转换开关，AC-33A为其基本的应用类别，在16-630A之间控制电源运行范围，选择励磁驱动方法，在75ms之内控制其触头转换时间；在120kA控制最大限制短路电流；可以选择重叠切换N线，防止由于切换不到位二发生三相不平衡问题，进而更好的实现转换三相不平衡电能的目的，从而更好的切换建筑公共设施供电系统的目的。

在对主备两路电源进行监控时，双电源自动切换开关控制器发挥了非常重要的作用。如果有失压、频率偏差、欠压或者断相的问题出现在了任意一路被监测电源中，这样，故障信号就会传递到控制器接中，并将指令发送出去，而且，有负载存在于开关本体中，从一个电源向另一个电源自动转换。根据文章上述内容中所设置的系统，在太阳光消失或者减弱了以后，控制其能够检测到光伏线路的失压或者欠压，并且带动开关本地运行，向市电中切换供电电源。在正常恢复了备用电源后，着并不能说明有故障出现在了备用电源中，一般情况下，不要一恢复了常用电源就马上转换，应该在恢复了一段时间后，ATES再向常用电源中转换。保证常用电源能够良好恢复是延时复位的主要目的，防止在短时间内有故障再次出现，造成频换的转换电源，使得ATSE的应用寿命被缩短。

3 结语

在未来的光伏发电中，市电互补以及光伏发电将成为主要形式，文章通过单文对建筑公共设施系统中如何有效应用光伏发电的相关内容进行了探究，将光伏发电系统当作核心电源，将市电当作备用电源，从而为建筑物公共设施系统进行稳定、高效的供电，从而将建筑物的能耗有效的降到最低。