光伏发电助力建筑电气节能减排策略.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 31 日 作者简介：莫晚秀（1996），女，壮族，广西河池人，本科，助理工程师（2019 年），研究方向为电气。-145-光伏发电助力建筑电气节能减排策略 莫晚秀 广西万众工程检测有限公司，广西 南宁 530000 摘要：摘要：近年来，我国建筑行业逐渐进入高速发展阶段，越来越多的建筑工程拔地而起，极大地提升了城市现代化水平，但随之而来的是能耗指数级增长，环境污染日益加剧。当前，中国的光伏发电技术尚未完全成熟，与世界先进水平存在明显差距，因此，开展光伏发电技术研究已经成为一个重大挑战。由于各种原因，在开展光伏发电项目时，很难确保施工质量。本文将深入探讨如何利用光伏发电技术来实现建筑电气节能减排的策略。关键词：关键词：光伏发电；建筑电气；节能减排 中图分类号：中图分类号：TM615 在各类建筑工程项目中，将新能源光伏发电系统与建筑工程相结合，不仅可以大大增加光伏发电装置的装机量，利用新能源代替一部分旧能源，而且又能更加清洁环保，有助于改善生态环境，促进城市健康、快速地发展。碳达峰、碳中和发展目标的提出，要求建筑行业完成低碳转型工作，加快实现建筑电气节能减排目标，全面推进新能源光伏发电系统在建筑工程中的应用，并努力提高光伏发电系统转换效率，具有十分重要的现实意义。1 光伏发电的概念与电气节能减排原则 1.1 光伏发电概述 通过利用半导体中的光生伏特效应，光伏发电系统可以将太阳能转换为可再生能源，其主要结构由太阳能电池板、控制电路和逆变电路等组成，而且还配备了传感器来实时监测各个电路元件的运行情况。利用叠层式太阳能板技术，可以在很大范围内制造出多个模组，配合电源控制装置，便可达到光伏发电的目的。为了保证光伏工程的顺利开展，管理人员必须认真研究该工程的各项特性，并在此基础上对其进行综合分析。经理对工程设计要有非常严谨的态度，要将计划贯穿于工程的每个阶段。在工程的设计与运作中，要对工程实施过程中的问题进行及时的监控，及时发现并加以解决，从而使工程的质量得到进一步的提高。对光伏工程进行有效的项目管理，既能提高信息传递的效率，又能有效地减少 AE 的发生。要提高工程建设的效益，就应注重工程的质量，并采取相应的措施，确保工程质量。1.2 建筑电气节能减排的原则 在建筑电气节能减排工作中，为了使该工作目标能够快速实现，必须要注意遵循以下工作原则。第一，遵守相关规范及标准，合理规划建筑用能用电，按照分类分项进行实时监测和控制，便于及时发现电能资源的过度损耗问题，并分析其产生的原因进而解决问题，确保电气节能减排工作目标可以高质量实现。第二，建筑工程人员要高度重视节能环保设计工作，把握节能环保设计工作的核心内容，不断加强对节能环保新技术新产品的认识和学习，利用新技术、新方案、新产品来提高建筑电气节能减排水平，从而降低建筑电气使用成本和运行能耗，提升项目整体的经济效益。第三，各类建筑工程不仅要重视经济效益，还要以节能环保原则为准则，选用电气节能环保型产品，大力发展绿色建筑，提升建筑工程周边生态环境质量，为大众提供宜居的环境。众所周知，太阳能取之不尽用之不竭，且太阳能光伏发电系统技术已经相对成熟，设备稳定可靠，经济回收成本高，同时符合建筑电气节能减排的各项要求，因此可切实广泛应用到各类建筑工程项目中。2 新能源光伏发电在建筑电气中的运用特点 2.1 缓解能源短缺 从建筑建设角度进行分析，新能源光伏发电技术的技术特征包括安全可靠、无噪声、无污染等，同时新能源光伏发电不需要使用燃料，其施工周期也比较短，还具备维护性强、可靠性强等优点，可以缓解建筑建设工程项目的能源短缺问题。2.2 提高电源质量 新能源光伏发电技术所产生的电能，通过逆变器中国科技期刊数据库 工业 A-146-转换为三相交流（220/380 V）的交流电。高精确度的逆变电源可保障电流输出效果，提升电源质量，满足安全、可靠的用电需求。2.3 促进电源的独立性与可靠性 新能源光伏发电技术不完全依靠城市电力系统，也无须依靠燃油发电机，在建筑建设中可将其作为后备电力供应。但是，需明确的是在有发电机或 UPS 的情况下还需进一步提高备用电源的可靠性，减少发电机和蓄电池的安装容量。2.4 发展速度快 虽然现在新能源光伏发电的成本比其他能源要高，但它的市场增长速度却比石油行业快约 10 倍，它已经成为全球增长速度最快的能源行业之一。由于光电技术和应用材料的快速发展，使光电器件的成本以几何级数下降，这种情况使该技术在建筑电气设备和相关领域中被广泛应用，可发挥技术优势达到节能减排的效果，该技术在运用时可取代玻璃屋顶、外窗玻璃、幕墙等，可代替中央紧急电力（EPS）、UPS 中的电池等，节省电力高峰用电量。我国在持续发展的过程中，新能源光伏发电电池价格已经大幅度下降，面板价格下降了 90%，安装费用下降了 80%。从这些可以看出，光伏发电的成本正在持续降低，这一点为光伏发电技术的可持续性发展起到支撑作用，也带动了各行各业的高质量发展。3 光伏发电在建筑电应用策略 通过使用光伏技术，我们可以节省大量的运营和维护费用。自 2010 年以来，全球光伏组件材料价格出现了明显的下跌，这给光伏行业的投资带来了积极的影响，从而大大降低了相关的生产成本。通过采取有效的资源循环利用措施，光伏发电设备能够在 25 年内大幅度减少税收和折旧，进而带来显著的经济收益。与屋顶光伏电站相比，地面光伏电站的建设费用更高，但薄膜光伏技术的成本更低，因此在施工方面具有明显的优势。在国内的光伏发电项目中，应该全面考虑各种因素，并结合勘测数据，选择最适合的施工方案。3.1 加强图纸设计与审核 为了确保光伏发电项目的顺利完成，设计人员必须把重点放在图纸设计上。这样才能有效地执行审核工作，并充分利用多层次审核模式的优势。此外，还必须从不同的视角对审核进行监督，及时查明存在的风险，并对可能导致风险的原因进行分析，以便采取有效的措施解决问题，提高审核的有效性。在设计光伏发电项目时，应特别关注细节，仔细检查设计方案是否符合实际情况，以便充分考虑到周边环境的影响，及时预测可能出现的潜在风险，以免出现不必要的损失。3.2 主接线设计应用 当进行光伏电站的规划和建造时，工程师必须全面考虑电站的容量、安排、连接技术和电气设备的性能。在光伏电站采用 10 千伏或更高的电压等级时，为了确保安全，必须对内部接线采用 1 级或 2 级的升压，这时，应该综合考虑经济效益和技术可行性，来确保安全运行。通过采用先进的技术，光伏电站能够有效地将电力输送到远程。随着光伏发电站的规模和占地面积的增加，电缆的降压要求也会更高，因此，在逆变器的低压端，需要采用两个相似的箱变，以便在必要时互换备用设施。如果光伏电站的规模不大，并且面积也不大，那么只需要满足用电需求并采用低压配电系统就行了。3.3 防雷接地设计应用 图 1 光伏发电接地设计 为了确保光伏电站的安全运行，我们必须严格按照相关法律和标准进行设计。这对于光伏电站的电气设计来说至关重要。（1）采取有效的防雷措施，以确保其体内的雷击防护能力。在并网发电的过程中，光伏设备的分布非常普遍，而且它们的高度相对来说也比较一致。但是，如果单独安装避雷装置来保护这些设备，那么它们的覆盖面积就会变得很小，这会增加建造成本，而且这样做也不太经济实惠。鉴于大量的装置，很可能会出现设计失误，进而降低发电效率。使用光伏阵列作为三级防雷建筑物，它们通过金属结构的连接，使得方阵支架、电池组件以及接地网之间中国科技期刊数据库 工业 A-147-形成紧密的结合，可以有效阻挡外界的直击雷。（2）感应雷电防护。在光伏电站中，防感应雷系统的主要目的是阻止外部电流进入室内，因为它们可以通过静电和电磁感应来产生电压，这种电压的危险性很大，因此必须加强安全措施，以确保建筑物的安全。第一种是利用感应雷来攻击光伏系统，这种雷可能会穿透光伏系统的组件，并对其进行直接的电磁干扰；第二，为了防止交流并网供电线路对他人造成伤害，在设计过程中应该特别注意两点。设计大型并网光伏电站时，采取有效的防雷措施至关重要，因此，建议在变电站的高压侧安装避雷器，以有效阻止电气设备受到过电压的影响，并且有效降低由于感应雷引起的过电压，从而保护光伏电站的设备免受损害。3.4 电缆敷设设计应用 由于大中型光伏电站的规模较大，因此，为了减少在发生故障时造成的损失，应当采取辐射式连接，以确保每个区域的光伏发电母线和发电模块都能得到有效的保护，同时也会增加开关柜和电缆的数量。使用“T”型连接方式，能够显著减少开关柜和电缆的数量。在考虑到当前的经济和技术状况的基础上，工作人员应该决定安装多少条集电线。为了有效发挥光伏电站的潜力，建筑项目应当结合多种技术手段，选择最适宜的技术手段，如使用玻璃钢和镀锌桥架，来确保电缆的稳定性和可靠性。在平地上，光伏电站的电缆应该采用直接埋入地下的方式安装，尤其是在西北地区，由于冻土层较厚且深，因此施工难度更大。在当前的环境中，采用抗寒性能优越的电缆可以获得最佳效果。为了确保电缆的安全性，在从冻土层向非冻土层敷设时应当采取措施，例如安装电缆保护管。通过实施此类措施，不仅可以确保电缆的安全使用，而且还能大大减少项目的财务负担。4 将新能源光伏发电运用到建筑电气工程中的注意事项 随着科技的发展，越来越多的建筑师开始重视碲化镉光伏发电建材产品，他们不仅仅关注它们的外观颜色，还要求它们具有良好的分格尺寸、厚度和透光度，以及安全性和热工系数。这些因素都使得碲化镉光伏发电建材产品及其应用案例受到了越来越多的关注。要使光伏技术能够真正融入到建筑领域，我们需要研发出能够满足建筑行业要求的高质量的光伏发电建材。此外，我们还必须在建筑行业的展览和论坛上大力宣传这些产品，让更多的建筑师看到它们的真实样子，并了解它们的技术特点。第三，我们还必须定期向建筑师提供关于这些产品的项目应用，包括它们的典型项目、安装方法、发电节能效果和经济性等信息。通过对光电建材的实际应用，让建筑师更加清晰地理解其优势。（1）作为一名工程设计部门的领导者和决策者，我们需要清楚地意识到，光伏发电技术的成功与否，将会影响我们最终的电力节能减排目标。因此，我们需要给所有的工程人员提供有效的培训，让他们能够意识到光伏发电技术的重要性，并且明白节能减排的必要性。通过这些措施，我们可以更好地利用光伏发电技术、节能材料和技术，从而促进电力节能减排的发展。通过推动建筑电气节能减排的发展，不仅有助于提高建筑物的能效，而且还能有效保护和改善我们的环境，从而为社会带来更多的福祉。（2）为了确保光伏发电工作的顺利进行，我们必须严格挑选出具备专业知识和丰富工作经验的人才，他们必须熟练掌握光伏发电的核心技术，并能够充分利用新能源光伏发电技术，为建筑工程提供可靠的电能，从而实现建筑电气节能减排的目标。为了达到建筑节能减排的最终目的，我们必须加强对光伏发电技术人员及其相关部门的监督，确保他们能够精准把握建筑工程的节能环保要求，精细制定施工方案，充分利用光伏发电的潜力，大幅度降低建筑物的电力消耗及施工费用，同时也可以运用多样的绿色建筑设计手段，以持续改善建筑物的电力、空调等系统性能。5 结语 总而言之，通过充分利用新型太阳能光伏技术，在建筑电气领域取得显著成果，从而为实现建筑电气节能减排的目标提供了强大支持。建设单位应该充分认识到光伏技术的巨大潜力，并积极利用它来改善建筑物的结构、安全性、经济性、节约能源等方面。采取有效的太阳能技术，不但可以节约资源，而且可以降低对环境的污染，从而有助于维护我们的自然资源，也为建设行业的长期可持续发展奠定了坚实的基础。中国科技期刊数据库 工业 A-148-参考文献 1李晓琛.新能源光伏发电助力建筑电气节能减排J.光源与照明,2023(07):120-122.2黄夏冰.光伏发电助力建筑电气节能减排策略探究J.城市建设理论研究(电子版),2023(09)133-135.3杨俊丽;李小孟.新能源光伏发电助力建筑电气节能减排分析J.中国设备工程,2022(19):123-125.4王向明.新能源光伏发电助力建筑电气节能减排J.海峡科技与产业,2018(09):29-30.5阎莹;张靖爰.新能源光伏发电助力建筑电气节能减排J.中国住宅设施,2018(02):49-50.