光伏新能源技术在建筑电气节能中的应用

光伏新能源技术在建筑电气节能中的应用

于寿江

山东电力建设第三工程有限公司 山东省青岛市 266011

摘要：随着科学技术的发展，我国的光伏新能源技术有了很大进展，并在建筑电气节能中得到了广泛的应用。光伏新能源技术是一项具有较好前景的新技术，近年来得到了广泛应用。光伏新能源作为一种无污染、可再生、易存储的新型能源，具有广阔的应用前景。本文首先分析新能源光伏发电站建设的意义，其次探讨建筑电气节能中光伏新能源技术应用注意要点，最后就光伏新能源技术在建筑电气节能中的具体应用心选就，通过对光伏新能源技术在建筑电气节能中的应用情况进行分析，为今后相关工作者提供参考。

关键词：光伏新能源；建筑电气；节能减排；创新应用

引言

由于光伏发电主要利用太阳能电池，将太阳能转化为电能。所以，整个过程不会消耗其他自然资源，不会对自然生态产生破坏行为，符合环保经济效益基本要求，能够实现人类社会的长远发展。因而，近几年光伏发电站项目在全球范围内数量都表现了明显的增加态势，而我国在技术、政策、人员、经济等方面的加持下，逐渐成为光伏发电站项目发展速度最快国家。

1新能源光伏发电站建设的意义

太阳能发电相较于传统发电方式具有极大优势：太阳能不会对周边环境造成污染，且在对太阳能进行收集的过程中不会产生噪音；太阳能作为清洁能源不用担心传统能源所面临的资源枯竭问题。光伏发电站不仅比传统发电站更加环保，还具有传统发电站所不能达到的高电力转化率。从运营管理的角度讲，新能源光伏发电站发电地点不受限制，可以选择相对偏远的区域，降低了建设成本。光伏发电站的发电过程操作简单，不需要大量机械设备与人员，相较于传统发电站运营过程中开支不大。

2建筑电气节能中光伏新能源技术应用注意要点

首先，在安装光伏发电装置之前，若想顺利采集到太阳光，并将采集到的太阳能转化为电能，需要注意发电采集装置的周围不能有其他物体遮挡住光线，要确保光线能够360°无死角的得到采集。第二，安装光伏发电装置时要在大的范围内进行安装，确保各个采集装置之间间隔一定的空间，不会发生相互碰撞的情况，为了以防万一也要在周边范围内设置保护装置，避免才采集太阳光线是由于受到外界因素干扰而出现问题的情况，严重则会损坏设备。第三，相关安装装置的技术人员要在安装太阳能电池板时对太阳光的直射角度进行确认，以确保安装的电池板能够充分接收太阳光线，并保证吸收到的太阳光足够均匀。第四，检查工作是必不可少的，为了保证装备设施在使用过程中能够正常作业，电气设备能够持续为建筑电气输送电能，即使是在恶劣的气候条件下也要注重对于设备的检查工作，并要进行定期的保养，以便及时发现问题，进行维修，最大程度的延长设备的使用期限，防止因为遗漏马虎造成的设备安全隐患，要以预防为主，修理为辅，对可能存在的影响因素及时采取预防手段。第五，需要工作人员格外注意的是，光伏发电系统要加强对于周边环境和与之相关联的其他设施装置的监控和检查，因为光伏系统的总效率往往受到光伏列阵效率、逆变器效率和交流并网效率的影响，为了防止各个流程出现问题，需要做好防雷接地装置的安装措施，并在发电的过程中，及时收集日常的发电量等数据，对多台并网逆变器进行监控，还要注重对温度，辐射量的搜集工作，可通过环境传感器进行收集，并将搜集到的信息作为分析发电量的主要依据，更加具有科学性和客观性，能够将数据做到可视化。最后，要充分发挥光伏新能源的优势作用，做到节能环保，所以要在设计阶段进行统筹把控，将光伏新能源和建筑物进行完美结合，具有特色性的融入到建筑物当中，不能设计的过于突兀的同时，还要避免进行大范围的占地，最大程度发挥光伏新能源的环保功效。

3光伏新能源技术在建筑电气节能中的具体应用

3.1严格管理招投标环节

对于新能源光伏发电站项目来说，通过强化招投标管理措施，可推动光伏发电站项目的进一步发展。因此，为实现这一目的，建议从严格筛选投标公司、规范化管理招投标环节、设立合理的报价区间这三个方面入手，进行有效的管理和优化。首先，严格筛选投标公司。该要点突出在确定具体的新能源光伏发电站招标项目后，需要综合性考虑项目建设地区、企业建设要求等相关内容，并以此为基础与政府、银行及其他部门建立联合筛选机制，对投标公司资质以及综合实力进行查询。这个过程可以排除一部分虽投标报价较低，但不具备基本项目建设要求的企业，有助于把控光伏发电站项目建设企业资质与水平。其次，规范管理招投标环节。该要点突出传递全过程公平公正的基本要求，即除了需要投标公司提供合理报价外，还需依托平等性原则评价投标公司现实实力。例如，可结合电子招标方式，在明确招标原则、招标时间、招标方式以及招标要求等基础性内容外，需进一步阐述、公开投标企业落选原因。最后，设立合理的报价区间。该要点强调在选择中标企业时，除了要考虑企业报价范围外，还需全方位评价投标企业的综合能力。

3.2光伏发电项目设计阶段

工程设计质量对于工程项目的实施和成本控制非常重要。工程设计得当可以避免施工中的拆改和回工，减少工程建设成本，同时缩短工期，提高工程建设效率。大同市光伏发电项目作为示范性工程，考虑工程多项创新关键技术已成熟运用，工程项目科研人员经过反复研究讨论，提出许多建设性意见，最终确定了工程项目设计方案。（1）创新设计方式。大同光伏发电项目属于采煤沉陷区，根据项目区域安全性研究报告，项目所在区域属于矿井采空区，开采面沉陷区存在土壤地表侵蚀、位移等问题，该范围内光伏组件设计、光缆安装、逆变升压房等采用太阳能光伏发电系统常规设备支架方式和结构型式，势必会带来巨大安全隐患，也无法保障电站生命周期所有设施的安全性。经过反复讨论，采用短支架、增地基、箱变现浇结构等措施，降低场地沉降对发电站建筑的冲击。（2）加强协调工作。该项目遇到土地资源紧缺问题，项目用地散乱，地势起伏大，坟头较多，搬迁困难。大同市人民政府和大同市发展和改革委员会积极协调解决问题，采用“大同模式”优势，反复协商，与村镇达成租地事宜，实现了项目优化设计，减少了对耕地的占用。（3）大胆引入新技术。项目涉及面广、工程量大，对项目设计提出了重大挑战。该项目从整机设计、器件选择，到智慧运维，整合了所有国际先进工艺，以最大限度地提升电站效能。该项目采用了多项先进技术，包括转换效率大于17.2%的320W多晶硅光伏组件、智慧型交流汇流箱配备直流拉弧功能、集散型逆变器、高效率逆变器系统、低损耗不定形合金变压器系统、单轴自动监控系统以及智慧型运营监测系统等。项目多晶硅元件效率超过16.8%，逆变器系统最大能效超过98.9%，已经达到国际同类项目标准。（4）严把质量关，控制项目风险。考虑到不少新型工艺并未获得广泛应用，技术人员多次与相关厂家协调沟通，确定了不同工艺的生产技术参数，确保产品符合项目实际情况。正泰公司技术人员与厂家共同制定工艺协议并进行测试，严把质量关，降低新技术应用的风险。

3.3设备智能管理

设备管理平台以计算机作为信息控制的主要手段，利用自动化仪表能够对机电设备的运行进行有效的管控，确保设备运行的平稳性，将节能管理思想融入其中，对设备的运行成本进行有效的控制。打造建筑设备管理平台，包括空调、热交换、输水、换风多项工程。空调节能规划要确保送风机运行参数合理、智能启动送风程序、独立检测设备温度等。若装置温度高，应打开风机保持热水阀关闭。若设备温度低，应关风机，开热水阀。当设备出现异常问题时，要将异常问题反映到管理程序中，以确保异常问题得到及时处理，避免能耗升高。给排水程序中融入了节能设计思想，将污水自输出，生活水体智能存储，确保水体供应及时，有效提高排水程序运行能效和维持用水输排畅通。密切注意水位高度并加装水位限位装置，若水位超过限位参数则会发出水位警报以防止水溢出的问题发生。

3.4可再生能源系统

可再生能源或新能源都是一次能源，将其应用在电气工程中成为电能转化的有效方式之一，如太阳能、光伏发电等。但是，新能源发电容易受到季节、地区等因素的影响而出现不稳定性，需配储能装置并将多种新能源发电方式以系统化方式进行互补发电。又或者是新型电力技术支持难以直接给负载供电。而新能源种类多，不同新能源的发展前景也不同，切不能一概而论。相比而言，太阳能和风能的新能源应用技术及规模较为成熟，绿色建筑、智慧城市的新能源应用前景较好，但是要想利用新能源完全替代传统能源确实任重而道远。

3.5实施项目过程化管理

由于新能源光伏发电站项目具有规模大、地区偏远等特性，在建设与管理过程中，难免会受到多重因素的影响而发生项目变更。因此，除需严格进行以上几个方面的管理工作外，还需针对新能源光伏发电站项目实施过程化管理。而想要落实过程化管理，就应结合加强项目建设目标管理、实施阶段性管理以及严格检查管理机制这三个方面的对策。首先，在加强项目建设目标管理方面，主要是指新能源光伏发电站建设企业应设立明确的项目建设目标，并保证在后续施工建设过程中，能够落实所有建设目标，以此来约束各部门和各环节在开展项目建设过程中的行为。其次，在实施阶段性管理方面，要求光伏发电站建设企业从项目阶段入手，项目建设阶段为止，都要遵循阶段性建设目标实施阶段性管理，并通过检验阶段性建设成果，判断新能源光伏发电站项目建设质量。具体来说，通过阶段性管理，可满足新能源光伏发电站项目建设企业及时发现并纠正相关失误问题的需求，可以减少后续项目建设出现变更问题的概率。最后，在严格检验管理机制方面，主要是指建设与管理光伏发电站项目期间，新能源光伏发电站项目建设企业，需要通过严格监管工程安全措施以及工程材料消耗等环节，有效保障管理质量和管理水平。同时，光伏发电站建设企业还需要结合全面且系统地分析、判断项目建设与管理期间是否存在质量隐患。如果存在质量隐患，则要求光伏发电站建设企业根据具体问题，进行动态化项目调整，从而在优化项目管理过程的前提下，保证新能源光伏发电站项目建设与管理效果。

3.6光伏幕墙

随着环保意识的日益提高，光伏幕墙作为一种新型的建筑材料正在越来越受到人们的关注。光伏幕墙是一种太阳能发电设备，它将太阳能转换为电能，并通过光伏组件安装在建筑物外立面上。太阳能光伏幕墙可大大增强建筑物的外观效果，同时还具有良好的透气性能和隔热性能，既可以避免建筑物因阳光直射而受损害，又能减少建筑物内部的热量损失，起到节约能源的良好效果。太阳能光伏幕墙的结构一般分为固定式和活动式两种。固定式幕墙的结构相对简单，主要由支架、支撑、太阳能光伏板和接线盒等部件组成。活动式幕墙则除了上述部件外，还包括驱动机构和控制系统等部件。太阳能光伏幕墙的应用场合一般包括商业综合体、办公楼、酒店、机场、车站、体育场馆等。光伏幕墙一般由两部分组成，即光伏组件和支架系统。光伏组件指的是将太阳能转换成电能的装置，也称太阳能板。常见的光伏组件有太阳能片、太阳能板和太阳能板。支架系统指的是用于固定光伏组件，可将其固定在墙面或楼面上。光伏幕墙通常应用于具有较高的建筑物，如高层建筑、写字楼和工业大楼。它可以充分利用建筑物的外部空间，将建筑物的外墙转变为发电设备，实现建筑物的自给自足。除了可以为建筑物提供能源，光伏幕墙还具有遮挡、隔热、降温、降噪等功能。总之，光伏幕墙是一种有前途的建筑材料，它不仅能满足人们对环保的要求，而且还能节省能源。

3.7电梯系统

第一，能耗测量技术。让电梯处于空载状态，从最顶层到最底层进行电梯呼叫，应用测试设备进行数据测量，反复操作三次后读取平均值，检查数据并关闭电梯的电源，当拆线并恢复电梯的供电后表示测量工作完成。第二，动态测料模型技术。基于电梯基础配置及参数，根据电梯驱动、门机等系统进行动态检测，根据获取的数据信息构建模型并应用于动态能源的损耗计算过程中，再按照电梯运行能耗、电梯配置数据等进行分析，确定能效评估的方案。第三，节能改造技术。包括普通变频器、Buck-Boost 变换器为核心的硬件电路设计、曳引机驱动等技术。简而言之，普通变频器将 IGBT 模块组成为源逆变器支持的外接设备，连接变频器直流与并联设备，以实现制动电阻、回馈电能的目的。电梯引机有永磁同步、交流电、直流电形式，永磁同步电机式的引机中使用的材料会提高功率因数，从而起到降低电机定子能耗的作用；交流电机引机形式又分为交流调压调速、交流双速、交流变压变频调速，交流双速耗能量最多，交流变压变频调速形式的能耗最低；直流电机式引机具有传动效率高、控制方便、运行平稳等特点，驱动分为 G-M 模型、SCR-M 模型，但前者在重新启动、空载状态下的能耗较高，后者能耗在这些情况下能耗较小。

3.8照明节能设计

照明程序作为建筑电气设备中的重点构成，在节能设计中更具有十分重要意义。建筑照明设计要符合建筑场所用电需求，将人本用电设计思想融入其中，创造宽敞明亮、舒适宜人的照明环境、创造高品质视觉氛围、确保绿色照明质量。案例工程中光源的选取，要从照明显色和照明时间两方面一一给出设计方案。参考光源的特性、灯具的种类，镇流器的节能设计对其节能性进行了综合比较，并对照明方案进行了综合判定。大楼的公共通路，楼梯和地下停车位上，都有人长期驻留的要求，选用二极管照明设备设计，照明显色参数应不小于 80，色温参数应设计在 4000k。对于居住区，功能室的照明设计选用 T5 型高效节能灯具并将照明设备的显色参数控制在 80 以上，色温参数不变，仍选用 4000k 的灯具，然后采用电子镇流器以确保照明节能效果。水泵房，储水区及其他含水量大的地方选用防水，防尘型照明设备。业主活动室和物业工作室的地点可以选用洁净型照明设备。案例工程中所开展的多种照明设备都是参考建筑照明规范来开展照度设计以确保照明光线均匀，并对眩光参数做了统一设计以使得光色参数和照明能效符合规范要求。

结语

随着我国建设的不断发展，建筑物的电气设备也日益增多，导致能耗大量增加，造成了巨大的浪费。如何有效利用新能源技术来降低能耗成为当前研究的热点问题。光伏新能源技术是一种可以利用太阳光转化为电能的新兴技术。在这项技术的帮助下，建筑物可以从太阳光中获得能量，从而大大减少能源消耗。目前，这项技术已经在国内外得到了广泛应用，并取得了显著的效果。本文立足于当前建筑电气节能现状对出现的问题进行了简要的解析，并为光伏新能源如何进行高效利用提出了意见和建议，致力于提高国家的建筑电气节能水平，促进经济可持续发展。

参考文献

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