嚴程

摘要：太陽能光伏發(fā)電技術主要是依照光生伏特效應，借助太陽能電池板，將太陽輻射的光能轉化為電能，具有設備簡單、穩(wěn)定可靠、清潔可再生的特點，因此被廣泛應用在現(xiàn)代建筑中，是綠色建筑施工中一種非常重要的技術手段。本文就綠色建筑中太陽能光伏發(fā)電技術的應用進行了探討，希望能夠太陽能光伏發(fā)電技術的研究和應用提供一些可行性的價值參考。

關鍵詞：太陽能;光伏發(fā)電技術;綠色建筑;應用

引言

光伏發(fā)電技術一般是指利用半導體持續(xù)效應將光能直接轉化為電能，這種技術目前廣泛運用于太陽能熱水器等家用電器設備中，并起到了節(jié)約資源能源和增進生活便利性的作用。光能作為一種清潔、可再生、蘊藏量巨大的新能源，繼風電之后逐漸得到人們的青睞。將光伏發(fā)電技術和智能綠色建筑相結合，是踐行科學發(fā)展觀，實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的一項重要措施。通過闡述目前我國智能綠色建筑發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)我國智能建筑在應用中的不足，大膽創(chuàng)建光伏發(fā)電和綠色智能建筑相結合的模式，探究其在應用中的優(yōu)勢，尋找更多踐行節(jié)約型社會的發(fā)展模式。

一、太陽能光伏發(fā)電技術概述

太陽能光伏發(fā)電技術的理論依據(jù)，是光生伏特效應，利用相應的太陽能電池，將太陽光能直接轉化為電能，而無論其是自成系統(tǒng)，還是并網(wǎng)發(fā)電，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)都應該包含太陽能電池板、控制器以及逆變器三部分。因為本身不涉及機械部件，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝和維護都非常簡單，理論上能夠將其應用到任何存在電能需求的場合。在實際應用中，太陽能電池板可以將太陽能轉化為直流電，然后經(jīng)由相應的逆變器，將直流電轉化為交流電，再利用配電箱完成電能分配，將其中一部分電能供應給建筑本身，多余的電能則可以傳輸?shù)焦搽娋W(wǎng)，而當遭遇陰雨天氣，或者夜間發(fā)電量不足時，可以由公共電網(wǎng)提供電能供應。通過這樣的方式，能夠有效減少建筑使用過程中對于傳統(tǒng)能源的消耗，從而滿足建筑節(jié)能降耗的需求。

二、綠色建筑概述

綠色建筑是建筑行業(yè)提出的一個新概念，其脫離了傳統(tǒng)的綠化、屋頂花園等觀念，而是指一種能夠充分利用各種自然資源維持建筑物正常運行，對環(huán)境傷害極小或者對環(huán)境無害的建筑模式。因此設計人員在進行綠色建筑的規(guī)劃設計時應該考慮到節(jié)約能源、節(jié)約資源、與生態(tài)環(huán)境融合等理念。具體來說綠色建筑通常包括這幾個特點。第一，對傳統(tǒng)能源消耗最低。綠色建筑對煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源的依賴性少，建筑運行所用到的電、暖等都可以通過太陽能等清潔能源轉化獲得。第二，資源利用率高，資源消耗少。綠色建筑對于土地、水、建材等資源的利用都較少，且對資源的利用率極高。在建設時往往會通過相應的技術手段對土地、水等資源進行合理規(guī)劃。第三，回歸自然。綠色建筑往往追求建筑外觀色條與自然環(huán)境的統(tǒng)一，且建筑運行并不會產(chǎn)生垃圾，對自然環(huán)境的破壞較少。光伏發(fā)電在智能綠色建筑中的應用化石能源儲量不斷減少、能源安全和環(huán)境惡化已經(jīng)成為當前全世界共同面臨的問題，可再生的清潔能源有著巨大的需求前景。世界上許多國家已經(jīng)致力于大規(guī)模開發(fā)太陽能發(fā)電，開發(fā)和改進光伏發(fā)電技術，促進一個以新能源發(fā)電為標志的電力時代的到來。

三、太陽能光伏發(fā)電分類

按供電特點，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)也可分為兩大類，其一是不用公用電網(wǎng)發(fā)生電連接的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)，這種形式是當下的主流，主要用于小容量用戶、偏遠的無電地區(qū)和特殊領域的供電;其二是與公用電網(wǎng)發(fā)生緊密電連接的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，目前大型集中式太陽能光伏電站、分散式太陽能屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)都采用的是并網(wǎng)形式。獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理為白天、光照強度較強時，電池陣列將接收到的太陽能轉換為電能，其輸出的直流功率直接供給直流負載，同時將多余電能轉換為化學能的形式存儲在蓄電池中，當遇到夜間、陰天或雨霧等日照不足的情況時，蓄電池通過放電對負載進行供電。由于負荷電壓經(jīng)常產(chǎn)生波動，在系統(tǒng)中還應設置控制器以調(diào)節(jié)電壓。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點是當太陽能電池陣列發(fā)出的電功率超過負荷需求時，可通過自動控制輸向交流市電網(wǎng)，即為“逆潮流”，俗稱“賣電”。反之，當光照不足或太陽能發(fā)電量不夠時，可通過市電網(wǎng)進行供電，即為“正潮流”，俗稱“買電”。

四、太陽能光伏發(fā)電技術在綠色建筑中的具體應用

（一）在綠色建筑天窗安裝的應用

就綠色建筑而言，非常關鍵的就是天窗的設計，天窗會影響到光吸收率，以及會影響到遮陽作用，因此，在綠色建筑中，天窗的設計對整個建筑開始非常重要，要充分利用光伏系統(tǒng)的效果充分發(fā)揮重要的作用。此外，在太陽能電池板的設計中，需要將電池板設計成特定規(guī)格和形狀，與此同時，必須認真分析電池板的傾斜角度，確保太陽能光伏系統(tǒng)可以充分吸收光能。

（二）在綠色建筑屋頂?shù)膽?/p>

綠色建筑屋頂與陽光的接觸面積雖然比外墻接觸面積小，但是在屋頂安裝太陽能電池板時不需要考慮角度以及這檔問題，極大的方便了施工。但是在屋頂安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)時，設計人員需要考慮到自然災害對系統(tǒng)運行以及使用壽命的影響。常見的自然災害有雨雪、雷電以及大風。對雨雪的預防可以通過調(diào)整屋頂傾斜角的方法，降低雨雪堆積的可能性;而對于雷電的防護除了在建筑物設置必要的防雷裝置外，還需要采用高強度的材料制作太陽能電池板;對于大風的防護則需要在安裝電池板時緊抓安裝質量，提高電池板的牢固性。

（三）在綠色建筑外墻的應用

綠色建筑物墻壁的設計非常重要，因為它涉及到光的吸收效率和與光的接觸面積，大部分設計人員會將綠色建筑墻壁設計為玻璃幕墻，這與現(xiàn)代建筑的玻璃幕墻設計的效果是一樣的，其不僅可以增加美觀，還可以增加與光的接觸面積，提高光吸收率，利用玻璃幕墻這樣的設計特點，將所有收集的太陽能轉換為電能，提高資源利用率。因此，降低能耗量并促進環(huán)境的進一步發(fā)展。

（四）入網(wǎng)模式方面的應用

光伏技術與建筑相結合應用時，大多采用并網(wǎng)發(fā)電的方式，因為國家對并網(wǎng)技術出臺了相關政策進行支持。同時，并網(wǎng)技術可以將多余電力輸送給電力公司，中心電網(wǎng)控制、管理著光伏發(fā)電系統(tǒng)進入或者退出電網(wǎng)。

（五）在綠色建筑其他環(huán)節(jié)的應用

除了上述部分使用太陽能發(fā)電外，太陽能發(fā)電系統(tǒng)可用于其他領域，太陽能光伏系統(tǒng)還可以用作遮陽板。此外，可以根據(jù)太陽能電池板的功能，以滿足綠色建筑的要求，太陽能光伏系統(tǒng)可以提高資源利用率，減少能源使用并將太陽能轉化為電能，但在設計過程中，要確保其安全，保證太陽能光伏系統(tǒng)正常運行。

五、結束語

節(jié)能環(huán)保是21世紀人類最為重視的問題，各國政府都極為重視開發(fā)、利用新能源，借助于國外相關光伏建筑一體化的應用實例，從我國國情出發(fā)，使太陽能光伏發(fā)電技術在公共建筑中大范圍應用起來，推動我國太陽能發(fā)電事業(yè)的飛速發(fā)展。

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