新能源光伏发电助力建筑电气节能减排探讨

新能源光伏发电助力建筑电气节能减排探讨

张洪豪

中冶沈勘工程技术有限公司  辽宁 沈阳   110000

摘要：现阶段，我国对能源的需求不断增加，新能源光伏系统越来越先进。借助光伏新能源技术，建筑行业可以在发电方面进行创新，以实现节能减排的目标。持续优化光伏技术的应用，确保其在建筑电气系统中的高效发挥，不仅有助于提升企业的经济效益，还将为社会创造更大的环保价值。在如今竞争激烈的市场环境中，建筑企业应当紧跟时代的脚步，将光伏新能源技术纳入自身的发展战略中。只有不断推动技术创新，合理应用光伏新能源技术，才能实现经济效益和社会效益的双赢局面。基于此，文章首先分析光伏发电技术，其次探讨光伏新能源技术的优势，最后就新能源光伏发电助力建筑电气节能减排的具体措施进行研究，为建筑行业的可持续发展提供参考。

关键词：光伏新能源技术；建筑电气系统；电气节能

引言

随着全球能源危机加剧和环保意识提高，建筑电气节能问题日益受到关注。传统建筑电气设计存在能源浪费和环境污染等问题，亟需采取新节能手段。光伏新能源技术是近年来备受瞩目节能手段之一，其运用在建筑电气中应用已经成为一种趋势。光伏屋顶、光伏幕墙、光伏温室等技术的应用，可有效地减少建筑用电量和能源消耗，同时具有经济性强、安全环保、维护成本低等优点。将光伏新能源技术应用于建筑电气节能中具有重要的研究背景和应用前景。通过研究和应用光伏新能源技术，可以提高建筑的能源效率，减少能源消耗和碳排放，促进可持续发展。

1光伏发电技术

世界的发展离不开能源。现代建筑领域也越来越依靠原油及天然气等能源，能源消耗高但使用率低，既加大了能耗，也给生态环境增添了污染问题。作为可再生的零污染清洁能源之一，太阳能具备产量丰富、清洁干净等优势，因此目前世界上很多国家争相研发太阳能产品。其中，光伏发电利用太阳能电池，完成太阳能向电能最直接的转换。光伏发电技术因其无噪声、零污染及设备维护保养便捷等优点被广泛运用在城市建筑领域。光伏发电设备一般包括控制板、太阳电池板和变频器等。

2光伏新能源技术的优势

2.1提升能源使用效果

将新能源光伏发电系统应用于建筑电气节能减排中，可以充分引入太阳能这类清洁能源，将其转化为电能，提高新能源在建筑电气工程投运中的能源占比， 减少不可再生资源的利用。 同时，新能源光伏发电系统通常就地安装、原地使用，在建筑屋面或周边空旷区域布设多晶硅光伏组件、 逆变器、支架、并网箱、交直流线等元件设备，有效避免了电能资源在长距离运输中产生的线路损耗。 此外，建筑电气节能减排时，多将新能源光伏发电系统安装部署在建筑屋面， 不仅可直接吸收太阳辐射，将其转化为电能，还可帮助建筑有效遮挡太阳直射，减缓屋顶升温过程，从而间接降低建筑内的温度，减少空调用电负荷，提高空调使用效果。

2.2经济性强

光伏系统一旦安装完毕，其运行成本非常低，不需进行大量维护和保养。光伏电池板的寿命长，一般可使用 25 年以上，而电池板的维护费用相对较低，这使得光伏能源的总体运营成本更加低廉。光伏能源是一种基于太阳能可再生能源，其可持续性和长期可靠性极高，因此可带来长期经济效益。此外，一旦光伏系统安装完毕，其发电成本相对固定，不会像化石燃料发电一样受到燃料价格波动影响，因此，能够为建筑物提供稳定电力支持。此外，许多国家和地区为了推广光伏能源应用，在政策层面上提供了一系列的优惠政策，例如税收减免、补贴等，这些政策可有效地降低光伏能源的建设和使用成本。光伏能源发电设备通常安装在建筑物屋顶或外墙等空闲场所，可有效地利用这些空间资源，不需占用建筑物其他场所，因此，在一定程度上减少了建筑物的占地面积和建设成本。

2.3光伏新能源技术的应用领域广泛

能够显著提升能源的利用效率，对于推动我国建筑行业的可持续发展和进步具有重要意义。在不同的场景下，光伏技术都能发挥其独特优势，为能源的高效利用作出贡献。

2.4安全环保

光伏能源是一种低电压、直流电源，不同于传统交流电，安全性更高。此外，光伏系统电路设计和安装都需符合相应安全标准和规范，以确保系统的安全运行。光伏能源不会排放有害物质和温室气体，不会对环境造成污染。同时，光伏系统的运行不需耗费任何能源，是一种零排放、零污染绿色能源。光伏能源是一种可再生能源，不会消耗任何自然资源，具有可持续性。光伏电池板寿命长，一般可使用 25 年以上，且可回收再利用，减少了对环境负担。此外，光伏能源安装方式灵活多样，可应用于不同类型建筑物和地形，具有很强适应性。此外，光伏系统可根据需要进行扩容或减容，以满足不同用电需求。

3新能源光伏发电助力建筑电气节能减排的具体措施

3.1太阳能屋顶

在当前阶段，光伏太阳能电池板在房屋建筑屋顶的应用已成为一种常见且高效的太阳能发电技术，特别是在高层建筑中，这种技术得到了广泛采用。利用太阳能屋顶发电不仅可以提升建筑物室内照明的质量，还能够充分利用建筑物的顶部空间，提高空间的利用率。建筑物的屋顶通常是最容易吸收阳光的区域，由于其较大的面积和相对较高的位置。然而，需要注意的是，部分建筑物的外墙可能会被遮蔽，影响太阳能电池板的正常发电效率。因此，在设计和安装过程中需要精心考虑。此外，光伏太阳能电池板的安装可以与建筑物的外观和艺术风格相协调，不会影响建筑物的整体美观性。在高层建筑的屋顶上进行大面积的太阳能电池板安装，可以兼顾视觉效果和实际发电效益。太阳能屋顶还可以起到过渡层的作用，提升建筑物的隔热性能，这有助于减少建筑物对能源的需求，从而降低能源消耗。综上所述，利用光伏太阳能电池板在房屋建筑屋顶进行发电是一项具有重要意义的举措。它不仅可以提供可再生的电力资源，还能够优化建筑空间利用、提升隔热性能，并且在整体美观性方面也具备一定优势。随着该技术的不断发展和推广，必将在建筑领域持续发挥重要作用。

3.2光伏幕墙

光伏幕墙作为建筑外立面的一部分，其外观美观大方，可为建筑增添美感。同时，由于光伏幕墙能够充分利用太阳能资源，可减少建筑的能源消耗，从而提高建筑节能效果，对环保起到一定作用。光伏幕墙安装维护成本较低，具有经济性。光伏幕墙安装和维护相对较为简单，因此其成本相对较低。而且，由于光伏幕墙能源来源主要是太阳能，因此，在运行过程中不需消耗任何的能源，从而减少了能源消耗成本。在实际运用中，光伏幕墙技术的运用流程如下：（1）方案设计。根据建筑物的使用类型、建筑结构、电气负荷等因素，确定光伏幕墙系统的安装位置、面积、容量等参数，绘制系统工程图纸和电气图纸。（2）材料选购。根据设计方案要求，选购符合标准太阳能电池板、支架、逆变器、电缆等光伏系统所需材料。（3）安装施工。按照设计方案和电气图纸要求，进行支架安装、太阳能电池板的安装、逆变器的安装、电缆的敷设等施工工作，确保光伏幕墙系统稳定性和安全性。（4）联网调试。完成光伏幕墙系统安装后，进行联网调试和测试，确保系统能够正常运行、输出稳定电能，并能够与电网进行无线连接。

3.3光伏温室

当前，随着光伏技术的不断成熟，光伏温室建筑在农业领域的应用范围越发广泛。这项技术已经成功应用于多个领域，如花卉、盆花、养殖业、林业和果树种植等。太阳能在温室中的应用有诸多优势，不仅可以提高光照条件，还能有效防风和防水。通过使用PVB 薄膜来吸收紫外线，甚至还可以发挥杀虫作用，有助于提高农作物产量和质量，从而推动粮食安全。将太阳能技术与农业温室建设相结合，实际上是将太阳能发电与特色农作物种植相融合，形成一种综合性的农业发展模式。相关调研数据显示，我国已经在塑料大棚和日光温室建设方面超过 200 hm 2 的规模。将太阳能作为温室建设的核心能源，不仅可以节约宝贵的土地资源，还可以为温室内的植保设备、灌溉系统、照明设备等提供可靠的电力支持。此外，温室环境通常需要解决保温和温度控制问题，特别是在夏季，高温对植物生长有不利影响。太阳能技术可以帮助隔离红外线并维持温室内的适宜温度，从而保障农作物的正常生长。同时，这项技术还能减少夜间和冬季温室内的红外线辐射，有效防止温度波动，实现了良好的隔热效果。综上所述，光伏温室建筑作为一项前景广阔的技术已经在农业领域取得了显著成果。它不仅提升了农作物生产的可持续性和效率，也为农业生产提供了更加环保和高效的解决方案。随着技术的不断发展，光伏温室建筑将为农业发展和可持续农业生产作出更大的贡献。

3.4光伏空调

它是一种利用太阳能发电来提供空调制冷或制热的设备。将光伏电池安装在空调室外机上，利用太阳能发电，为空调提供电力供应。控制器用于管理光伏空调的充电和放电过程，确保蓄电池的正常运行。

3.5光伏系统发电效率的计算

光伏技术的利用效果受多方面因素影响。在光伏系统发电效率的计算过程中，应将多种因素考虑在内，综合分析后选择最恰当的计算方式。最为常见的效率计算公式是：总效率 = 列阵效率×逆变器效率×交流并网效率。基于该公式，相关人员就能计算得出光伏组件的工作效率。该效率的计算与光伏系统发电涉及的各种零部件的选择有较大关联，因此通过计算，工作人员能对零部件的选择进行有效调整。

3.6光伏储能系统

它是一种将太阳能发电与储能技术相结合的系统，它可以将太阳能转化为电能，并将电能储存起来，以备后续使用。将光伏电池与储能设备（如电池、超级电容器等）结合，形成光伏储能系统。

4注意事项

新能源光伏发电系统助力建筑电气节能减排时， 对建筑电气设计方案中的电气负荷、配线布设、电气设备布置、继电保护措施等做好充分对接， 确保建筑电气的电能供应正常且稳定。 建筑工程设计与施工时，应做好新能源光伏发电系统安装的预留、预埋工作，以前瞻性视角推进光伏模块与建筑电气一体化建设，提高新能源光伏发电系统与建筑结构、电气设计方案的吻合度与适配性。

结语

综上所述，建筑电气节能是未来建筑发展的必然趋势，而光伏新能源技术则是其中不可或缺一部分。光伏屋顶、光伏幕墙、光伏温室等技术应用，可实现建筑电气节能与环保，同时具有经济性强、维护成本低等诸多优点。尽管光伏新能源技术应用还存在一些问题和挑战，如技术成熟度、成本和设计等方面的问题，但随着技术的不断发展和政策的支持，光伏新能源技术将会在建筑电气节能中扮演更加重要的角色。希望本文的论述能够对读者了解和应用光伏新能源技术在建筑电气节能方面提供一些参考和帮助。

参考文献

[1]刘晓琳,张阳玉.建筑电气节能中光伏新能源技术的运用[J].中国住宅设施,2021(11):7-8.

[2]杨波.光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用探讨[J].电子元器件与信息技术,2021,5(12):20-21.

[3]苏子龙.探讨建筑电气节能减排措施及光伏新能源的应用[J].新型工业化, 2022,12(09):208-211.

[4]闫峰.光伏新能源技术在城市智能建筑电气中的应用[J].低温建筑技术,2022(5):48-51.

[5]吴泽坤,张磊,黄卫勇,等.建筑电气节能减排措施与光伏新能源技术的应用研究[J].城市建筑空间,2022,29(S2):189-190.

[6]杨波.光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用探讨［J］.电子元器件与信息技术，2021，5(12)：20-21.