建筑电气节能中运用光伏新能源技术的优势
杨文志 韩少然
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杨文志 韩少然,. 建筑电气节能中运用光伏新能源技术的优势[J]. 低碳研究,2023.3. DOI:10.12721/ccn.2023.157029.
摘要: 将新能源光伏发电合理应用于建筑电气工程,可以有效地帮助实现建筑电气节能减排的目标。相关建设工程部门应正确认识光伏发电的重要价值和优势,并将其合理应用于建筑工程,以降低能源消耗,减少环境污染,提高能源效率和效益,使中国的能源和环境得到更有效的保护,促进建筑业健康绿色发展,为实现中国建筑业和光伏产业可持续发展目标奠定坚实基础。基于此,本文就建筑电气节能中运用光伏新能源技术的优势进行相关探究,以便于为后续相关工作开展提供有效支持参考。
关键词: 建筑工程;电气节能;光伏新能源技术;技术优势
DOI:10.12721/ccn.2023.157029
基金资助:

近年来,各国能源消耗巨大,对能源的需求不断增加,尤其是建筑业。作为各国的基础产业,也是能源消耗量最大的行业之一。建筑业需要完善技术体系,增强建筑电气功能,实现节能减排,才能顺应时代发展,提高市场地位。随着光伏新能源技术在建筑电气工程领域的不断应用,其作用越来越重要。建筑企业需要完善自身技术体系,合理利用新能源发电,不断优化光伏新能源技术,确保企业的经济效益和社会效益。

1 光伏新能源技术背景

光伏发电技术作为最稳定的新能源发电技术之一,有效减少了能源行业的环境污染,体现了可持续发展的核心理念。其绿色节能效果远高于传统石化能源生产行业。随着光伏发电技术的不断成熟,光伏的应用范围也在不断扩大,与其他行业密切相关,尤其是与机械的结合。它已应用于建筑、建筑工程、变电站运营、水利工程和荒地发电站,促进了中国清洁能源产业的发展,加快了机械设备的现代化进程,这需要不断创新和优化,满足社会的多样化需求。21世纪以来,随着世界技术的飞速发展,人类面临着经济可持续发展和与自然和谐共处的巨大挑战。我们面临的第一个问题是能源问题。一方面是过度采用常规能源造成的稀缺,另一方面是能源消费过程带来的一系列问题,如大气环境的严重污染、全球气候变化等。在有限的不可再生资源中,如果人类想解决能源问题,那么大规模开发可再生能源和新能源是当务之急。在许多类型的新能源中,太阳能是一种很具有可开发性和市场的能源,其本身具有清洁性、高质量性、灵活性的特点。因为太阳能电池可持续使用周期长,且太阳能资源是可循环利用的,相比于火力发电、核力发电又是无污染能源,所以光伏发电可作为长期的商业投资项目。

2 建筑电气节能中运用光伏新能源技术的优势

2.1 能源消耗小

光伏新能源发电可以实现单体建筑发电、输电、消纳的整个阶段,进一步减少输电线路造成的能源损失,防止能源浪费,达到生产和消纳共同完成的效果。随着LED照明技术和直流电源设备的逐步完善,使用易于控制的直流电源作为建筑的主要供电系统逐渐引起了全国的关注。参考光伏发电的整个过程,太阳能电池组件产生的直流电在应用之前应通过逆变器转换为电流。中间阶段导致能量损失,要是可以把太阳能电池组中产生的直流电在稳定之后能够直接使用,就会极大的减少花费与能源浪费,增加电能的利用率,实现节能减耗需要。

2.2 经济性强

基于大量的案例研究可以看出,在建筑工程领域应用光伏新能源技术发电的过程中,光伏发电设备往往安装在外墙、屋顶和足够的区域进行摄影测量。这一方面可以有效提高建筑空间结构的利用效率,另一方面也可以有效提高项目的整体经济效益。此外,光伏能源技术的大规模应用可以促进中国建筑业节能的发展。大多数建筑只需要阳光发电,发电过程中不会产生污染物。和传统的利用煤炭资源或者水力发电对比,光伏能源发电技术不仅投入较低,且更加安全和绿色。

2.3 减少因停电导致的损耗

由于限制电网功率时数值相对较低,为了进一步加强光伏电站管理的效率,提高其发电精度,还需要优化电网吸收阳光的性能。这可以减少管理人员在运营过程中停电造成的经济损失,提高光伏电站的投资回报率。中国应用的全高精度光伏发电技术可以为业主提供7天的发电时间,也可以增强光伏电站运营商在无阳光条件下的相应运营管理能力。同时,最大限度地减少了相关电力设备检测和维护过程中的损失,提高了光伏发电厂的效率。

2.4 安全性较强

光伏新能源技术在建筑工程电气系统中的广泛应用,不仅可以为建筑工程提供大量电力,还可以将建筑内的剩余电力输送到输电网络,有效提高建筑工程的用电安全。此外,在整体发电过程中,由于光伏发电技术不需要应用旋转设备,其后期运维工作量相对较小,整体运行安全性较强。在应用该技术的过程中,可结合实际用电需求对电网输出电流量进行调整,实现对电能的科学存储和调整,在提升供电系统安全性的同时确保供电系统的稳定性。

3 建筑工程电气系统中光伏新能源技术的应用

3.1 光伏阵列支架

光伏支架直接决定了电气设计的效率,影响光伏组件的运行安全、施工成本和损坏率。目前,有两种类型的光伏支架可用于大型地面光伏发电厂:日常跟踪和固定倾角。日常跟踪的效果与太阳辐射的散射辐射密切相关,散射辐射的比例越大,效果越差。但它的灵活性更强,使光伏阵列的表面能够根据太阳运动的规律移动,接收更多的光能,增加发电量,减少光伏组件的使用,降低工程建设成本。固定倾角型比跟踪型单体具有更高的经济效率,组装后组件的倾斜度和方向无法调整,当阳光不能很好地照射在方阵上时,就不能进行活动,需要安排多个方向。因此,在选择光伏电站的光伏支撑时,要考虑自身的情况,以最大限度地降低工程成本,提高发电效率。

3.2 机电一体化

光伏发电系统与日常生活中使用的供电系统存在一定的差异,主要差异在于使用光伏发电系统时能量输出的波动性和间接性。与传统电厂一样,光伏发电厂排放的能量进入电网,导致电网建设更加复杂。因此,要通过光伏电站智能管理系统和供电调度中心智能管理系统来有效连接光伏电站。这样,可以实现光伏电站实时监控、功率管理、电压自动管理、安全稳定管理、信息申报等多种要求。这实现了光伏发电和并网的一些条件,并最终实现了最优调度。光伏发电技术与设备一体化的一个重要体现是机电一体化的发展。机电一体化,顾名思义,是指通过收集、保存、上传和输出大量数据,快速准确地向机械端发送指令,创造机器人信息技术、现代电气信息技术、人工智能技术等现代技术的机械系统技术,从而使机械动作更加精确和智能。如果光伏发电技术能够与新的智能化方向相结合,实现机电一体化,构想一下只需要输入口令就可以完成工作,其中的光伏发电技术又能提供动力来源,不仅节约能源降低生产成本,还能降低工业污染。机电一体化既能提升机械的工作效率,减少人为干预,又能不浪费有限的不可再生资源,绿色环保,值得加以推广和使用。

结束语

综上所述,在“碳峰值、碳中和”的国家宏观战略目标下,国家新能源发展扶持政策相继出台,新能源优惠政策不断涌现。光伏电站也迎来了蓬勃发展的机遇期。近年来,光伏电站的装机容量大幅增加。随着光伏装机容量和比例的增加,光伏发电中因天气变化而引起的波动特征已不容忽视,这对电网的安全调度和稳定运行产生了影响,给电网连接带来了许多挑战。解决这一问题的关键是在固定时间内准确获取光伏发电系统的发电能力,实时监测和检测重要的发电技术,并将其应用于建筑电气节能,为相关领域的专业人员研究优秀的发电模型提供帮助。

参考文献:

[1] 周田田.光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用[J].地产,2019(15):26.

[2] 王宏尧.光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用[J].低碳世界,2017(08):88-89.

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