光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用

叶慧丹

摘    要：随着我国国民经济的迅速提高，不可再生能源显得越来越稀缺和昂贵，这使得人们对于新能源的需求逐渐的增加。近年来，光伏新能源技术在建筑电气中应用比较广泛，但是在能源的利用率上却得不到提高，未能满足新能源的科学配置和有效利用。本文主要研究了光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用，对其进行了详细的分析，旨在提高建筑电气节能技术的应用，使光伏新能源技术与建筑电气行业得到良好的结合。

关键词：光伏新能源技术;建筑电气;节能

1  研究背景

随着我国经济的发展，可再生能源的利用率逐渐得到了提高（前面摘要说得不到提高，现在又说得到了提高），例风能、水能、太阳能等逐渐走入到企业发展和人民生活之中，提高能源的利用率对于国家“节能减排”的重大战略具有至关重要的意义。尤其是在建筑电气应用之中，节能技术是满足电气系统合理运行以及提高整体运行效率的关键手段，节能是响应国家能源发展方向的重要理念，也是目前建筑行业应该重视的一点，更是整个社会的前进方向。国内开始着眼于光伏新能源技术的开发与革新，并且着手将其应用于建筑电气行业的施工之中，这将对我国建筑电气行业的发展提供新的技术支持和指导。

2  建筑电气节能的特征

2.1  实际性

电气节能是如今建筑电气工程的首要考虑，节能的方式及选用上需要进行详细的探讨，一般电气节能需要考虑降低变压器损耗、改善电力品质。所以在建筑电气节能的相关方案制定时，需要对实际状况进行详细的分析，使得前期设计的方案充分的考虑了较多的影响因素，才能确保方案具有可执行性的要求。此外，稳固的基础理论知识和科学实验指导是建筑电气节能方案设计的重要基础，需要结合建筑的主要特征做出全面的分析，电气节能系统的整体运行过程和要求也应该得到充分的探究。虑及节能技术的主要理念，优选比较科学的节能方法以及形式。不断的改进和革新投入的设备和技术，实现在后期的运行过程中建筑电气有较小的能耗，从而实现设备和技术的有效补偿。目前，常用的光伏能源技术与电气节能应用结合是较为合理的选择，从节能的角度上光伏技术可以从设置电压等级、规划电路系统以及保障输电电路上进行降耗，使得电气节能的实际性应用有所提高。

2.2  适用性

建筑电气节能的设计思想应该包含一定的适用性要求，在整体的设计之前，需要严格的结合建筑工程的现场状况，考虑电气系统和供电制度的整体特征，完成相应的设计方案的制定，防止因为减少能耗而使得系统的运行产生不稳定的问题。电气工作开展的前提是保证整个建筑电气工程的正常和安全运行，所以需要将供电系统作为保障，将建筑工程的目标和任务作为设计的导向，进行不断的革新和优化，只有这样才能将降低能耗和安全生产牢牢结合，实现建筑电气的运行既有稳定的经济收益，也有可靠、安全的运行环境。

2.3  改进性

建筑电气节能方案可靠使用的前提是设计方案要全面的考虑各种因素，例如在电气设备中的电气额定功率、常用电量额度、电器的负荷标准等，设计方案中需要详细的表明该因素的使用说明，同时设计人员需要参照过往的设计经验对不同的数据做出详细的对比和改进，优选出较为合理、科学的方案。例如，在建筑电气项目的检测系统之中，因为温度非自动化测量存在一定的误差，所以可以采用相应的PLC控制或者单片机控制设计出自动化的温感系统，当运行形同达到某一数值之后系统可以自行切断电源实现停止工作。这种小型的嵌入系统可以保证系统安全可靠运行以及降低能源的过度耗散。

3  光伏新能源技术的发展及原理

3.1 光伏新能源技术发展现状

近年来，专家们从多种技术领域研究了光伏技术的应用和发展，从材料、结构、工艺以及空间卫星的能源系统和地面光伏结构等方面，在国际的交流与发展中光伏技术逐渐演变成“光伏能源与工程”这门专业的学科，光伏能源技术相比于其它能源技术而言具有良好的优势，其可以利用清洁能源转变为人民可以使用的电能。但是目前光伏技术还存在技术发展与多晶硅发展速度不同步以及单晶硅和多晶硅产品生产不合理等问题，这也是限制光伏新能源技术发展的主要原因。

3.2  原理介绍

光电效应是将光能转换成电能的重要原理，光伏新能源技术也是利用这一原理并选择逆变器将直流电转换成可以使用的交流电，电能的大小可以采用控制器进行相应的调节。在持续的日照下，太阳能电池板可以采用充放电控制器对电池进行不断的充电;在没有日照情况下，逆变器就会开始工作，不断产生交流电并且输送到配电柜中，从而可以给相关的机器供电。

4  光伏新能源技术在建筑电气节能中的应用技术

光伏新能源技术在建筑电气节能中的应用越来越广泛，新技术的应用可以对峰值做出调节，保证电网的可靠和安全运行。光伏新能源技术与建筑电气系统的有效结合，能够确保资源的有效利用。光伏新能源的技术原理是用半导体的光生伏特效应，光能转换成电能后为建筑电气输送，这种原理技术含有能源损耗少、污染地的优势，也逐渐成为建筑电气行业发展的重要技术。

在现有的研究以及实际应用之中，光伏-建筑-电气一体化形成系统运用的较为成熟，一般是在建筑附近的外墙上装上光伏新能源的发电系统，为了保证光伏能源与建筑的科学、合理的结合，光伏新能源技术的安装过程中需要将维护与测试做好，前期的设计方案一定要充分的调研现场的操作环境，避免在安装过程中因前期的考虑不全面出现问题。光伏太阳能板尽可能安装太阳可以直接照射的位置，可以得到充足的日照和充分的电能转换。整体的系统设计需要做到以下几点。

（1）太阳能电池板的阵列。光伏新能源可以选用多晶硅光伏组件，这种组件的优势在于生产率很高。

（2）太阳板表面辐射。光伏阵列倾斜面的辐射量值可以采用光伏阵列水平面太阳能辐射量进行计算，那么整体的发电量也能進行计算出。本文接下来举例说明太阳能总辐射量的计算方法，如果应用倾斜角来固定安装阵列的形式，太阳能辐射量受倾斜角的影响是比较大的，整体的计算如公式所示：

在太阳能的总辐射量计算中，气象站数据值可以直接带入进去，通过相应的分析和计算可以得到本地的接受太阳能最大阵列倾斜角为45°。所以在光伏新能源技术的应用中可选择45°安装光伏阵列。

（3）光伏效率的计算。光伏系统效率是代表能源利用率的主要指标，其主要受逆变器的转换效率、光伏阵列效率和交流并网效率影响，光伏系统的总效率计算公式如下所示：

5  结论

本文主要从光伏新能源技术进行分析，并结合建筑电气节能中的特征和要求，对光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用进行了技术上的分析，研究内容为光伏技术和电气节能良好结合提供建议。

参考文献：

[1] 高义龙.浅析光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用[J].四川水泥，2018，266（10）：143.

[2] 王宏尧.光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用[J].低碳世界，2017（8）：88～89.