分析光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用

刘强 滕先明

华晨宝马汽车有限公司  辽宁沈阳  110143

摘要：在建筑运行期间，电气能耗占比较大，为响应节能减排号召，应在建筑电气工程中应用光伏新能源技术。基于此，文章从光伏新能源技术原理入手，探究其在建筑电气工程中的应用优势，结合建筑电气工程实践，总结如何在建筑电气节能中应用光伏新能源技术，减少电气工程能耗，实现绿色建筑建设目标。

关键词：光伏新能源;建筑电气;节能减排

前言：光伏新能源技术是指利用光伏系统，将太阳能转变为电能，以此为建筑用户供电，减少市政供电的使用，实现节能减排目标。但在实际建筑电气工程中，专业工序繁多，对光伏新能源系统的开发设计、建设与运维提出较高要求，工作人员应按照规范要求开展各项作业，发挥光伏新能源技术的节能减排优势。

一、光伏新能源技术原理及优势

光伏新能源技术是对太阳能进行开发利用，通过太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳能转变为电能，实现发电目标。目前建筑工程中光伏新能源技术的应用方式有两种：第一，光热方式，利用太阳能为建筑用户提供采暖服务，如太阳能空调;第二，光电方式，利用太阳能生产的电力，为建筑用户提供照明、生产生活用电服务，使建筑电气节能的主要方式。在建筑电气工程中，由太阳电池半导体材料组成光伏板组件，在太阳光辐射下，产生直流电，通过逆变器将其转变为交流电，传输至配电柜，满足建筑用户的电力需求[1]。基于上述原理，在建筑电气工程中，光伏新能源技术表现出如下优势：

第一，安全环保。光伏组件的占地面积小，通常安装于建筑外墙、屋顶等区域，不会影响建筑正常使用，经济效益显著;光伏系统利用太阳能发电，不会产生废气，污染环境，环保效益显著。同时，光伏新能源发电系统结构简单，操作便捷，可将多余电量存储，实现集中、安全、可靠供电。在建筑电气工程中，对于光伏新能源发电系统生产的多余电能，可输入至市政电网中，调节电网電力高峰，降低市政电网压力，提高区域供电可靠性。

第二，节能降耗。和其他发电技术相比，光伏新能源技术以太阳能为原材料，发电成本低。同时，在光伏新能源发电系统中，采用输入和输出方式调配电量，可减少电能损耗[2]。

二、光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用

基于光伏新能源技术优势，技术人员应在建筑电气节能中推广运用该技术。本文结合工作实践，分析光伏新能源技术的要求和运用方法，为建筑工作者运用光伏新能源技术提供有益探索。

（一）运用要求

在建筑电气工程中，光伏新能源技术主要以光伏新能源发电系统方式存在，技术人员应合理开展系统设计工作，为后续系统运行奠定基础。就此，在光伏新能源技术运用中，应满足如下要求：

第一，遵循设计规范。设计人员在进行光伏新能源发电系统设计时，需遵循《民用建筑电气设计规范》、《光伏发电工程设计规范》、《建筑电气工程施工图施工质量验收规范》等标准法规，合理开发利用太阳能，提高光伏新能源发电系统的可行性及合理性。

第二，注重设计细节。在光伏新能源发电系统设计中，设计人员需综合考虑各项要点，避免系统存在质量隐患，影响发电效果。细化来说，光伏新能源发电系统设计要点如下：（1）在光伏新能源发电系统中，所有带电部分应实施绝缘处理，严禁裸露，对于室外线缆，应选择户外型线缆，以保障系统使用安全，预防触电事故;（2）在建筑光伏组件安装区域，应设置保护开关，负责光伏组件的短路、过电流、过电压等保护，提高系统运行稳定性;（3）在进行光伏组件安装时，需选择至少2.5mm2的铜芯导体作为绝缘导体，并严格按照连线与穿线要求实施绝缘操作;（4）在进行系统导线连接时，选择端子排连接方式，且要求连接端子部位具备应力释放功能;（5）在光伏新能源发电系统中，要求直流侧不接地，交流侧必须接地，技术人员可通过固定框架与建筑物的接地网联结，将其作为交流侧的接地线，落实接地要求。

第三，安装要求。在建筑电气工程，特别是居住建筑电气工程中，对光伏新能源发电系统的安装有明确要求，设计人员应根据建筑结构特点，在建筑屋顶及墙面区域选择合适位置安装光伏组件，要求选择区域光照、通风效果良好，不允许安装在建筑物阴影处，并将光伏组件的支撑柱和建筑的屋面下墙体柱连接，做好屋面防水施工，为光伏组件创造良好运行环境。同时，对于安装在侧墙位置的光伏组件，需对其框架进行等电位联结操作，避免侧击雷损坏光伏新能源发电系统，并在发电系统和配电系统中部署SPD、漏电保护等功能，提高系统运行可靠性。

（二）运用方法

在建筑电气节能中，为保障上述要求的有效落实，工作人员应规范光伏新能源发电系统的设计、安装及运维操作。本文以某办公楼建筑为例，分析电气工程中光伏新能源技术的运用方法。

第一，系统设计。设计人员根据建筑电气工程特点，选择多晶硅光伏组件，功率为165Wp，峰值电流为7A，峰值电压为24V。按照标准公式计算光伏组件的表面太阳能辐射量及光伏系统效率，根据计算结果部署光伏组件。其中，光伏系统效率由逆变器效率、光伏组件效率等因素影响，最终该办公楼建筑的光伏系统总效率数值为77%，基本可满足建筑用户的用电需求，可将光伏新能源发电系统用于实践。

第二，系统安装。在完成光伏新能源发电系统设计后，施工单位严格按照设计方案制定安装方案，综合对比建筑结构特点、所在区域气候条件等因素，选择合适区域安装光伏组件，并根据光伏组件的安装位置，进行直流汇流箱、逆变器、传感器、防雷接地装置等设备的安装，既可保障光伏新能源发电系统的正常运行，也可为系统的后续监督管理提供支持。

第三，系统运维。在光伏新能源系统安装完成后，运维单位根据逆变器的累计发电量、日发电量;传感器采集的光照辐射量、温度、风速等参数，计算光伏新能源发电系统的发电量，系统发电经转变后用作该办公楼建筑的常规照明、生产用电及应急照明，且光伏新能源发电系统与电网连接，多余电能馈入电网，发挥其经济效益。同时，运维单位安排运维人员开展光伏组件的日常检查工作，检测传感器检测参数、保护装置及绝缘部分的运行状况，并在每年的春季和秋季，开展全面深入检查，综合评估光伏新能源发电系统运行状况，排除故障，解决异常现象，延长系统使用寿命。

结论：综上所述，在建筑电气节能中，光伏新能源技术具有安全环保、节能降耗优势，建筑工作者应综合考虑标准规范的要求及建筑电气工程实际状况，合理设计光伏新能源发电系统，准确计算各项参数，并做好系统运维工作，延长光伏新能源发电系统寿命，发挥其环保优势。

参考文献：

[1]马鑫.光伏发电技术在建筑电气节能中的应用分析[J].冶金与材料，2019，39（06）：169+171.

[2]刘振兴.光伏新能源技术在建筑电气节能设计中的应用[J].通信电源技术，2019，36（06）：118-119.