王嘉
陕西省现代建筑设计研究院 陕西 西安710048
摘要：世界能源的主要来源为传统化石能源，即煤、石油、天然气等非再生能源。但是这些传统的化石能源正在迅速减少，能源危机已经成为困扰全球的主要问题之一，降低能源消耗减少化石燃料消耗已成为国际社会的共识。从能源危机到建筑的可持续发展，可再生能源在建筑中的应用日益受到重视。与其他能源形式相比，太阳能发电具有无污染、不排放温室气体、不消耗染料、无噪声等优点，因此太阳能作为免费、高效、清洁的可再生“绿色”能源被广泛应用。同时太阳能技术的应用在绿色建筑评价得分中起到举足轻重的作用，是实现绿色建筑的有效措施之一。从世界能源供应安全和清洁利用角度，世界各国正把太阳能的商业化开发和利用作为重要发展趋势。欧盟、日本和美国把2030年以后能源供应安全的重点放在太阳能等清洁能源方面。
关键词：太阳能利用；光伏发电技术；绿色建筑；节能减排
引言
近几年，人们的生活水平不断的提高，文化生活也越来越丰富，生活节奏也随之加快，大众对于建筑工程的质量与环保功能越来越关注与重视，如何在保证经济建设中，保持能源可持续供应，同时又要满足大众对于绿色建筑工程的要求，这是摆在建筑工程相关人员面前的一大难题。而以太阳能为基础的光伏发电技术的出现，完美的解决了化石能源缺乏的问题，以自身强大的优势与特点(环保、绿色清洁、稳定性强等)，深受建筑相关人员的喜爱与广泛运用。因此，本文将对光伏发电技术在建筑工程中的运用进行进一步的分析与研究。
1光伏发电系统分类
光伏发电系统根据是否与电网连接，目前可以将太阳能发电分为独立光伏发电系统方式、并网光伏发电系统方式两种。独立光伏发电系统方式就是独立于电网之外设置的光伏发电系统，自发自用模式，该模式适用于远离电网的偏远地区 ；并网光伏发电系统方式是指太阳能板产生的直流电源经逆变器转换成交流电之后，接入公共电网，系统概要图详见图 1。根据项目规模分为大型集中式并网光伏发电系统和小型分散式并网光伏发电系统两种，其中，小型分散式并网光伏发电系统具有投资额小、建设周期短、可利用屋面安装等优点，广泛用于建筑项目中，是并网光伏发电的主要模式。
2太阳能光伏发电技术在绿色建筑中的应用及其节能
2.1光伏系统方案及容量设计
屋面光伏组件采用 260Wp 多晶硅电池组件，共安装组件 240 块，光伏面积约 380㎡，总装机容量 62.4kW。组件采用 20 块一串，共计 12 串分别接入两个SG30KTL- M 组串式逆变器中，每个逆变器接入 6 串，即 62.4kW 光伏电站由 2个 31.2kW 方阵组成，分别通过 2 个SG30KTL- M 逆变器接入光伏配电柜，光伏电站交流出线接入大楼低压配电室160A备用开关上。根据光伏板面积、逆变器组串形式及光伏系统装机容量，光伏系统用户侧低压接入配电网后在联合市政供电的基础上协同给办公楼的公共区域照明、景观照明供电。光伏组件南向安装，水平安装角度15°，考虑阴影遮挡作用，前后排阵列之间留 1.8m 间距，光伏系统屋顶构架与建筑一体化设计，预埋构架。
2.2光伏采光技术的合理运用
采光技术是我国目前建筑工程中的一种最关键的节能措施，通过白天对于太阳的自然采光，为建筑工程之内起到照明的作用，在很大程度上节约了能源的耗费。众所周知，太阳光线都是直接照射在建筑的房顶上面的，所以相关工作人员要第一时间在建筑顶部科学合理的安装光伏电池板，光伏电池板与玻璃幕墙相比，接收辐射的能力更强，工作人员或者用户能够感受到太阳能照明的时间更加长，发电的质量更加稳定与安全。
其次，我国建筑工程相关人员在建筑物的顶部采光设计时，科学合理的融入光伏技术有两种方法，其一，和光伏幕墙技术的方法相差无几，都是用双层玻璃组件的方式，摒弃普通材料，实现了建筑物的采光与发电的需求;其二，相关工作人员还可以运用透明式的材料和光伏组件混搭的方式，但相关人员也要注意，光伏组件的排列方式有规则和顺序，不可胡乱进行排序，同时也可以运用图案进行相关的排列，这种方法能够大幅度降低太阳能所带来的超强辐射感，多用于重庆、武汉、南京等这些比较炎热的地方。
2.3并网低压配电箱的设置
小型分散式光伏发电系统经过逆变器整流后，转换成 AC380V 50Hz 电源，光伏电源需与正常电网之间设置合理的并网方式，保证电源的可靠运行。小规模建筑用光伏发电系统并网接入点一般选择在低压配电箱，在设备配电箱进线处设置双电源转换开关，当光伏发电系统的电量充足的情况下完全由光伏电源为该系统下的负荷供电，当阴雨天气太阳能发电量不足或者光伏电路发生故障不能正常供电时，将供电电源切换到市电电源。该项目并网低压配电箱安装在楼顶机房外墙上，配电箱一路进线引自光伏发电系统逆变器，另一路进线引自市电。当光伏系统发电量充足的情况下，引自光伏系统回路的进线开关处于闭合状态，否则投切到市电回路，使进线开关闭合，确保该配电箱进线母排一直处于通电状态。将配电箱低压出线分别引至一楼冷藏室、冷库低压供电回路和二至六楼室内空调机各供电回路为其供电。
2.4光热发电技术
我国传统的发电方式具有一定的弊端和缺点，对我国的自然资源造成了很大的浪费，与我国的可持续发展理念也不相符，而运用光伏发电技术，不但能在一定程度上节约发电的成本，同时发电的工艺也很简单且便宜，减少了很多不必要的支出。科学、合理的运用光伏发电技术，在建筑工程资金有限的情况下，利用此技术能够为工程节约大部分的成本。
3光伏发电技术的应用效果
1）技术节能效果将光伏发电技术应用到智能绿色建筑之中，能够有效的节约能源，通过对太阳能的利用，降低了建筑对于能源的需求量，从而有效地节省了建筑电网的供电成本，此外，由于光伏发电设备对于太阳能的有效吸收，在夏季有效地降低了建筑内部的温度，从而减少了空调的使用量，一定程度上降低了能源消耗，由此可见采用了光伏发电技术，可以有效地实现能源的节约，降低了我国火力发电的成本，从而有效地降低了污染节省了煤炭资源。2）技术经济效益虽然光伏发电设备的安装成本很低，但是对于运营成本的要求很低，据估算，安装光伏发电设备仅仅需要7年便可以实现成本的回收，在剩余的18年的使用年限中，可以节省很大一笔电费，去除维修等费用仅仅499kW光伏的发电系统，就能够实现近千万的经济效益。
结语
本文通过对不同的太阳能光伏发电材料进行分析，总结各种光伏发电材料的的类型、特点、效率、环境影响以及优缺点等性能。随着分布式光伏发电技术的迅速发展以及太阳能光伏发电效率的不断提升，太阳能光伏发电技术将成为可再生能源领域的重要支撑，同时光伏发电技术也将进一步在绿色建筑评价以及实现绿色建筑中发挥重要作用。
参考文献
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