电气节能中光伏新能源的应用研究

杨立伟

中国人民大学后勤集团 北京 100872

习近平总书记指出：大家一起发展才是真发展，可持续发展才是好发展。我们要秉持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，拓展务实合作空间，助力经济复苏、民生改善。中国社会经济的腾飞给人民带来了高品质生活，人们的环保节能意识也随之日益提升。当前，我国建筑业行业发展的不断进步，整个建筑电气工程建设过程中,损耗的能源数量也比较大。在建筑电气工程的建设过程中,降低工程成本的支出、提升资源的利用率，改善了人们的生活方式质量，但是同时也带来了严重的环境污染。当前，推进现代化城市的建设进程中，必须采取有效的方式节约电气资源[1]。目前，太阳能光伏发电系统的技术利用不断成熟，逐渐地形成了一种稳定的发展模式，且有着广阔的发展空间。所以，当前研究电气节能中应用光伏新能源则是实现节能减排的一种有效探索。

1 电气节能中光伏新能源的应用优势

1.1 光伏新能源技术的发电特点

首先，现阶段研究和开发光伏新能源既可以采用清洁能源进行供电，还能够保证电网运行的安全性、稳定向，同以往的技术相比，该技术在电气设备之中的应用，能够有效的提升供电设施的效率与稳定性；其次，开发和应用光伏新能源，不仅可以在一定程度上减少电气设备蓄电池组成本，还能够有效提升整体的经济效益[2]；再次，应用光伏新能源，可以有效提升电气设备对电力资源的使用率，还能够实现能源使用效果最大化发展；最后，现阶段光伏新能源系统通常设置在建筑物的墙体表面，这样既可以实现光伏建筑一体化建设，如图1所示，还能够通过光伏技术与建筑技术的结合提升电能的利用效率。

图1 屋顶光伏建筑一体化示意图

1.2 占地面积小以及安全无污染

目前，一般情况下，安装光伏新能源发电设备，需要选择采光比较好的位置，如外墙或者房顶（如图2），因为光伏新能源发电设备的占地面积不大，还能够节省更多空间。因为光伏新能源在采集方面比较容易，在使用期间也是清洁无污染的，所以在日常使用时仅需要有太阳能就可以进行发电[3]。在太阳能发电期间，并不会产生污染和不安全因素，该种能源同天然气、煤等能源相比，有着较大优势，符合当今社会的环保节能理念。

图2 光伏新能源发电设备安装位置示意图

1.3 耗电量小以及减少能源浪费

目前，光伏发电系统主要是利用建筑并网的方式来实现的，这样可以在一定程度上满足居民日常生活的用电需求[4]。由于建筑体系具备输送和输出电能操作，所以采用光伏发电系统既可以降低电能消耗，还能够保证电能利用的清洁无污染。从现阶段居民的实际耗能情况来看，居民日常生活的实际用电量不多，所以应用光伏新能源的时候，需要在建筑物选择几个合适的光伏发电点，这样所产生的电能就可以满足居民日常生活需求，实现电能资源利用的最大化。

2 光伏发电行业的现状

2.1 尚未形成权威性的光伏发电机构

目前，光伏发电属于一个新能源行业，该种发电方式利用的是可再生的清洁能源，这对于太阳能资源丰富且普通电力输送设施不完全的地区来说十分重要[5]。但是，光伏发电系统在当下的技术支持下能否发挥出真正的优势，带来更高的经济效益，仍然是一个未知数，对该种模式尚没有一个检测与判断方法。尤其是现阶段相应的规范方面尚没有设置科学的判断标准与选取方法，所以在具体操作时仅能够依据需求方的要求来建设光伏发电系统，由于缺乏权威性的光伏发电机制指导，导致该行业的发展存在着诸多困难。

2.2 行业所掌握的核心技术不够先进

目前，从光伏发电系统的构成来看，其主要是有光伏电池这一基本元件所构成，而光伏电池的生产制造是以晶硅为原材料的，因为晶硅电池具有稳定性能好、发电功率高等优势，在光伏发电系统中得到了广泛的应用[6]。但是，因为生产晶硅的时候耗费的资源比较多，70%以上的原材料来自多晶硅，但是由于当前多晶硅的生产技术及方法都是引进和改良的，尚没有掌握提纯工艺，自然难以满足实际生产需求。尽管薄膜电池所使用的硅量比较少，但是在实际生产期间需要使用昂贵的生产设备进行生产，进口的生产设备较为昂贵，不够划算。然而中外合作研制的生产设备虽然成本低，但是技术不够成熟，依旧难以确保薄膜电池的稳定性。

3 电气节能中光伏新能源的应用途径

3.1 合理选择优质线材

新形势之下，在电气节能方面应用光伏新能源，可以改善能源传输方式，还能够提升电能应用效率。而为了更好的发挥光伏新能源的优势，当前需要合理的选择优质的线材。目前，在具体施工实践期间，首先需要遵循“高电导率、高传导性能”的原则，选择阻燃性强、耐高温、低电阻、导电稳定的导线，如图3所示；其次，对于光伏线材的铺设，也需要做好相应的设计工作，尽可能的减少馈线回路设计，避免因为线路设计复杂引起的线损过多现象[7]。

图3 光伏线材示意图

3.2 合理选择用电设备

目前，在电气节能方面，对于光伏新能源发电系统的应用，必须考虑到光伏新能源的多个因素，如电能产能、电压、电能供应等因素，这样既能够确保能够将光伏新能源供电优势彰显出来，还能够在很大程度上降低微网的波动，减少对电气设备产生的磨损问题。首先，在光伏新能源发电系统设计的时候，规划设计人员必须考虑到用户的实际需求，合理的选择变压器以及用电设备。在通常情况下，对于用电设备的选择，必须考虑到由于供电事故所引起的经济损失和影响范围。由于现阶段对于光伏新能源供电的运用主要表现在公区照明供电，以及小功率设备的用电供电。其次，当前为了确保电网运行的稳定性，必须科学的选择变压器。对于变压器设备的选择，则需要考虑到容量控制、功率控制，以此来有效的发挥出变压器装置的实际性能，以此来有效的提升光伏新能源的实际应用效果。同时，对于变压器的选择，技术人员则需要结合具体的情况来合理的进行选择，这样既可以增强节能减排效果，还能够满足实际供电需求。由于变压器设备在整个电力资源供应方面是必不可少的，当前必须合理选择和使用变压器，才能够更好的发挥光伏供电系统的节能效果。对于变压器设备选择上，一是要考虑到实际情况来选择比较合适的变压器组，然后依据实际情况来发挥其作用。目前，变压器以照相术为依据可以划分成单相变压器和三相变压器。供电系统处于单相负荷的时候，使用单相变压器就可以达到最佳效果。因此，在电气节能方面应用光伏新能源的时候，则需要结合具体的使用需求来合理的选择变压器，这样才能够更好的保证电气节能减排的效果。

3.3 优化配电系统设计

目前，为了更好发挥光伏新能源在电气节能方面的优势，必须对建筑行业的供配电系统进行优化设计，以科学的供配电系统来减少对电气资源浪费。目前，供配电系统的输送电期间存在着损耗，为了实现节能减耗的效果，则需要在源头上对配电系统进行优化设计。对于供配电系统的设计，设计人员需要了解建筑的实际情况，并结合具体的供配电需求，对供配电系统进行科学合理的规划及设计，通过降低配电级数的方式维持供配电系统的稳定供电。在通常情况，供配电系统在具体进行输送电的时候，其供电级数越多，所产生的电气资源消耗越为严重，虽然这个时候所产生的的电力消耗并不会对供配电系统自身产生不利的影响，但是这必然会浪费一定的电力资源。因此，目前必须结合建筑的实际需求，对光伏新能源供配电系统进行科学的规划与设计，减少电力资源的损耗，提升电力供应的质量，保持供配电系统的稳定与安全。

3.4 科学设置电压等级

目前，在选用光伏新能源发电系统的时候，设计人员与施工人员需要对建筑周边的各种因素进行综合性的考察，并以此为基础制定科学的计划，选择合适的电压等级，以此来实现电气资源能耗的降低目的因此，现阶段在电气节能方面应用光伏新能源，需要保证电压等级选择的科学性。首先，工作人员需要考虑供电距离与用电仪器等情况，在光伏新能源应用的时候，工作人员就要提前测量供电距离，了解供电仪器的各种参数，以此为基础确定基本的输送电情况；其次，综合考虑供电设备以及电力的运用情况，对于该方面则需要工作人员做好全面的考察，这样才能够为电压的选择提供科学准确的依据，才能够实现电气节能减排的最终目标；最后，依据装机容量来选择电压等级，如表1所示。因此，在电气节能减排方面，对于光伏新能源应用，则需要依据实际情况以及相应的标准来选择电压等级，以此来在最大限度上降低用电仪器及设备自身产生的功率损耗，还能够在很好程度上降低不必要电力资源的损耗。

表1 分布式电源并网电压等级参考标准

3.5 积极引进技术人才

目前，光伏新能源产业的发展必然少不了人才的支撑，这也是当今这个社会的竞争终究是人才方面的竞争，所以发展光伏产业最为要紧的就是引进和培养高段的技术人才。因此，现阶段则需要关注光伏新能源人才队伍的建设，创建技术平台。首先，招聘专业素质、技术素质比较过硬的人才，严格考察其专业知识水平以及动手操作的技术，同时还需要考察人才道德素质的优劣，以此来确保选聘的人才都是高素质的技术人才；其次，针对内部人员，则需要定期组织专业培训活动，不断的提升技术人才的专业基础与工作能力，为光伏新能源的应用提供保障；最后，制定和实施严厉的奖惩制度，以此作为激励来调动技术人员的积极性，鼓励职工自主创新，这样才能够促使工作人员积极主动的提升自身的专业素质，以此来为光伏新能源产业的发展提供动力，实现电气节能目标。

3.6 政府加大产业投资

当下的技术条件还难以支撑光伏新能源的研发，同时光伏发电系统在研发以及生产的造价方面比较昂贵，且建设期间银行贷款的利息、光伏电池的正常衰减、系统运营维护等方面，必须以大量的资金作为支撑，才能够顺利的实现光伏新能源的应用效果，这就导致光伏新能源产业的经济效益不够明显，需要国家给予优惠的政策扶持，推动该行业的稳健发展，为电气节能创造可能性。若是缺少政府的产业投资支持，那么就当前光伏产业的发展现状来看，由于当前整个广发发电系统在使用周期内可以回收成本的可能性比较低，必然难以保证该行业的发展效益。因此，现阶段政府则需要重视光伏产业的发展，通过加大产业投资、优惠政策等方式来为光伏新能源行业的发展提供支撑，在最大程度上发挥光伏产业的经济效益优势，为电气节能带来可能。

4 结束语

总而言之，光伏新能源在降低成本、提升资源利用率等方面有着明显的优势，电力行业人员更需要设计出符合绿色发展理念的新型设备，全面提升光伏能源的使用范围，推动社会经济的可持续发展。因此，现阶段业内人士则需要关注光伏新能源在电气节能方面表现出来的优势，支持和鼓励光伏新能源供电系统的研究与开发，同时还需要强化光伏新能源装置的安装与维修质量，科学合理的规划供配电系统，合理的选择线材和用电设备，以此来提升光伏能源应用价值，全面提升电能利用效率，达到节能减少的目的。