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摘 要:在我国太阳能光伏电站楼宇照明系统构建还不够系统化和规模化,存在一定的技术问题和成本问题,示范也只是局部,若能构成网络化管理。随着技术的发展和政策的不断完善,以及人类节能环保意识的不断增强,太阳能光伏电站楼宇照明系统也会不断完善和改进,届时,必将形成一定的规模,并广泛应用。
关键词:太阳能 光伏产业 楼宇照明
传统能源日益紧缺引发了全世界的能源竞争,加快发展新能源已经成为世界各国的共识。太阳能分布广泛,可再生,太阳能的利用可以遏制人类对资源的过度开采,可为子孙保留一定资源财富。同时,太阳能无污染,可以解决火力发电的污染问题,有利于环境保护。在市场巨大需求的推动下,太阳能发展的速度远远超乎人们的想象,大规模的运用已经成为现实。数据显示,地球每天接收到太阳能量是全世界2000年能耗总额的4倍。我国幅员辽阔,太阳能资源也十分丰富,除了四川、贵州、广西等局部地区外,我国大部分地区都有利用太阳能的良好条件,特别是新疆、青海、西藏、甘肃、宁夏等西北地区,全年日照可以超过3000小时,而华北、西南、华南等地区也有丰富的太阳能资源,全年日照也在2000小时左右,为我国智能楼宇住宅的太阳能利用奠定了资源基础。
1太阳能发展优势分析
首先,太阳能可再生,永不枯竭,用之不尽,且环保无污染,属于绿色环保的资源;其次,采集太阳能的地理位置要求不高,而风力发电或火力发电的地理位置要求则比较高;第三,太阳能发电站建设所需的时间、空间和成本都比水电站要低; 另外,还有就是太阳能适用范围广,就算一般家庭,也可以利用太阳能发电。因此,世界各国为了更有效地开采和使用太阳能,都在不断地发展着太阳能光伏组件技术,尽可能地利用这个永不枯竭的能源。国家先后出台了一些关于发展新能源的政策,其中《关于实施金太阳示范工程的通知》就重点支持用户侧并网光伏发电、大型并网光伏发电、独立光伏发电等示范项目建设,而且并网运行等光伏发电关键技术产业化和相关基础能力的建设,还可根据市场发展情况、技术先进程度等对各类示范项目予以补助。其中,对并网光伏发电项目,原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%予以补助;对偏远无电地区的独立光伏发电系统,则按总投资的70%予以补助;对光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目,主要通过贴息和补助的方式予以支持。
2太阳能技术在智能楼宇住宅中的应用
为了实现智能化楼宇住宅的舒适性要求,住宅必不可少的需要配置热水供应、空调、供电等众多设备,而太阳能的利用正可以代替常规能源,降低建筑物能耗、提升住宅舒适度,实现建筑与环境的可持续发展。从我国当前楼宇住宅建设现状来看,太阳能技术主要应用于如下领域:
2.1太阳能光伏发电
太阳能光伏发电是当前智能楼宇住宅利用太阳能的一种重要方式,其基本原理是通过特定制材的电池板吸收太阳辐射并产生电能,此后,电能被储存于蓄电池中,以满足下次用电需要。随着住宅设计理念的不断更新、太阳能利用技术的不断发展,太阳能在建筑中的利用不但要求能够实现自身功能,而且开始要求与建筑的特点和外观相结合,与建筑物进行一体化设计。此后,太阳能光伏发电机组逐渐与建筑的屋面、墙面等相融合,光伏构件与玻璃幕墙一体化,出现了光电幕墙、光电屋顶、光电遮阳板、墙面光伏方阵以及屋顶光伏方阵等光伏建筑一体化形式。太阳能光伏发电往往具有如下几种设备:(1)太阳能电池。太阳能电池是将太阳光转换成电能的重要设备,也是太阳能光伏发电系统的核心部件。然而,由于一个单独的太阳能电池发电量有限,实践中常常需要将多个电池进行串联、并联,从而形成具有使用价值的太阳能电池板。在有光照的情况下,电池板吸收太阳辐射,在电池的两端产生异号电荷积累,从而发生光电效应,并在此作用下,电池两端产生电动势,光能最终转换成电能。(2)蓄电池。蓄电池是太阳能光伏发电系统的储能设备,其功能是将电池板转化的电能储存起来,在需要的时候释放电能向负载供电。但是在并网系统下,电池板产生的电能通过专用的并网逆变器进入公共电网,可以省去蓄电池配置,降低蓄电池电能储存和释放过程中的能量损耗。(3)逆变器。太阳能电池板产生的电能以及蓄电池储存的电能均为直流电,当用户终端为直流负载时,可以给直流电器直接供电;但当用电终端为交流负载,则需要通过逆变器将直流电转变为交流电以满足用电需要。
2.2太阳能热水系统
太阳能热水器是我国太阳能光热转换中最成熟的方法。太阳能热水系统常常由太阳能集热器、循环管道、储热水箱以及控制部件等相关装置组成。目前,我国的太阳能集热器主要平板型集热器、热管式真空管集热器以及全玻璃真空管集热器等类型。在智能楼宇住宅中安置太阳能热水器时,常常根据建筑物的特点,结合屋顶、遮阳板、阳台等位置进行集热器的设置,以形成有一定韵律效果的建筑外观。太阳能热水系统中,在集热器的出水口和水箱底部都安装有温度控制器,并以温差作为驱动或关闭系统阀门的主要指标。当两者的温度差小于预先设定值,系统阀门关闭,循环泵停止工作;反之,当温度差大于该预设数值,则系统阀门开启,循环泵开始工作。太阳能集热器除了在农村具有非常广阔的应用前景外,在各种职能楼宇住宅中也具有极大的适用性。如在多层住宅中,以住宅单元为基准安装一个共用太阳能热水系统,通过支管实现热水的分配和使用,从而满足该单元用户对热水的需求。对与高层住宅,如果楼层过多,顶部几层可以安装共用热水系统,对于低层住户,则可以在阳台倾斜栏板上安置平板式集热器或者热管式集热器,也可以在墙面上安置直流式橫向集热管,从而在保障建筑物整体美观的同时,实现太阳能的有效利用。
3结束语
太阳能空调在实践中常常由两种不同的控制方式,一种是进行光电转换,通过产生的电能来驱动家用空调实现制冷,该种方式常常以太阳能发电系统为基础。另一种方式则是充分利用太阳能集热器,通过将其吸收太阳辐射产生的热空气和热水,输入到制冷机中实现制冷,该种方式特别适合设有中央空调的现代智能楼宇住宅之中。此外,由于我国夏季温度普遍高、太阳辐射强,可以为太阳能集热器提供更多的热量,从而不断满足人们的制冷需要。
参考文献:
[1]谈蓓月.光伏发电与建筑相结合技术[J].可再生能源,2011(2)
[2]李蔚燕.高亮度白光灯与照明LED[J].灯与照明,2011,31(1)
关键词:太阳能 光伏产业 楼宇照明
传统能源日益紧缺引发了全世界的能源竞争,加快发展新能源已经成为世界各国的共识。太阳能分布广泛,可再生,太阳能的利用可以遏制人类对资源的过度开采,可为子孙保留一定资源财富。同时,太阳能无污染,可以解决火力发电的污染问题,有利于环境保护。在市场巨大需求的推动下,太阳能发展的速度远远超乎人们的想象,大规模的运用已经成为现实。数据显示,地球每天接收到太阳能量是全世界2000年能耗总额的4倍。我国幅员辽阔,太阳能资源也十分丰富,除了四川、贵州、广西等局部地区外,我国大部分地区都有利用太阳能的良好条件,特别是新疆、青海、西藏、甘肃、宁夏等西北地区,全年日照可以超过3000小时,而华北、西南、华南等地区也有丰富的太阳能资源,全年日照也在2000小时左右,为我国智能楼宇住宅的太阳能利用奠定了资源基础。
1太阳能发展优势分析
首先,太阳能可再生,永不枯竭,用之不尽,且环保无污染,属于绿色环保的资源;其次,采集太阳能的地理位置要求不高,而风力发电或火力发电的地理位置要求则比较高;第三,太阳能发电站建设所需的时间、空间和成本都比水电站要低; 另外,还有就是太阳能适用范围广,就算一般家庭,也可以利用太阳能发电。因此,世界各国为了更有效地开采和使用太阳能,都在不断地发展着太阳能光伏组件技术,尽可能地利用这个永不枯竭的能源。国家先后出台了一些关于发展新能源的政策,其中《关于实施金太阳示范工程的通知》就重点支持用户侧并网光伏发电、大型并网光伏发电、独立光伏发电等示范项目建设,而且并网运行等光伏发电关键技术产业化和相关基础能力的建设,还可根据市场发展情况、技术先进程度等对各类示范项目予以补助。其中,对并网光伏发电项目,原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%予以补助;对偏远无电地区的独立光伏发电系统,则按总投资的70%予以补助;对光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目,主要通过贴息和补助的方式予以支持。
2太阳能技术在智能楼宇住宅中的应用
为了实现智能化楼宇住宅的舒适性要求,住宅必不可少的需要配置热水供应、空调、供电等众多设备,而太阳能的利用正可以代替常规能源,降低建筑物能耗、提升住宅舒适度,实现建筑与环境的可持续发展。从我国当前楼宇住宅建设现状来看,太阳能技术主要应用于如下领域:
2.1太阳能光伏发电
太阳能光伏发电是当前智能楼宇住宅利用太阳能的一种重要方式,其基本原理是通过特定制材的电池板吸收太阳辐射并产生电能,此后,电能被储存于蓄电池中,以满足下次用电需要。随着住宅设计理念的不断更新、太阳能利用技术的不断发展,太阳能在建筑中的利用不但要求能够实现自身功能,而且开始要求与建筑的特点和外观相结合,与建筑物进行一体化设计。此后,太阳能光伏发电机组逐渐与建筑的屋面、墙面等相融合,光伏构件与玻璃幕墙一体化,出现了光电幕墙、光电屋顶、光电遮阳板、墙面光伏方阵以及屋顶光伏方阵等光伏建筑一体化形式。太阳能光伏发电往往具有如下几种设备:(1)太阳能电池。太阳能电池是将太阳光转换成电能的重要设备,也是太阳能光伏发电系统的核心部件。然而,由于一个单独的太阳能电池发电量有限,实践中常常需要将多个电池进行串联、并联,从而形成具有使用价值的太阳能电池板。在有光照的情况下,电池板吸收太阳辐射,在电池的两端产生异号电荷积累,从而发生光电效应,并在此作用下,电池两端产生电动势,光能最终转换成电能。(2)蓄电池。蓄电池是太阳能光伏发电系统的储能设备,其功能是将电池板转化的电能储存起来,在需要的时候释放电能向负载供电。但是在并网系统下,电池板产生的电能通过专用的并网逆变器进入公共电网,可以省去蓄电池配置,降低蓄电池电能储存和释放过程中的能量损耗。(3)逆变器。太阳能电池板产生的电能以及蓄电池储存的电能均为直流电,当用户终端为直流负载时,可以给直流电器直接供电;但当用电终端为交流负载,则需要通过逆变器将直流电转变为交流电以满足用电需要。
2.2太阳能热水系统
太阳能热水器是我国太阳能光热转换中最成熟的方法。太阳能热水系统常常由太阳能集热器、循环管道、储热水箱以及控制部件等相关装置组成。目前,我国的太阳能集热器主要平板型集热器、热管式真空管集热器以及全玻璃真空管集热器等类型。在智能楼宇住宅中安置太阳能热水器时,常常根据建筑物的特点,结合屋顶、遮阳板、阳台等位置进行集热器的设置,以形成有一定韵律效果的建筑外观。太阳能热水系统中,在集热器的出水口和水箱底部都安装有温度控制器,并以温差作为驱动或关闭系统阀门的主要指标。当两者的温度差小于预先设定值,系统阀门关闭,循环泵停止工作;反之,当温度差大于该预设数值,则系统阀门开启,循环泵开始工作。太阳能集热器除了在农村具有非常广阔的应用前景外,在各种职能楼宇住宅中也具有极大的适用性。如在多层住宅中,以住宅单元为基准安装一个共用太阳能热水系统,通过支管实现热水的分配和使用,从而满足该单元用户对热水的需求。对与高层住宅,如果楼层过多,顶部几层可以安装共用热水系统,对于低层住户,则可以在阳台倾斜栏板上安置平板式集热器或者热管式集热器,也可以在墙面上安置直流式橫向集热管,从而在保障建筑物整体美观的同时,实现太阳能的有效利用。
3结束语
太阳能空调在实践中常常由两种不同的控制方式,一种是进行光电转换,通过产生的电能来驱动家用空调实现制冷,该种方式常常以太阳能发电系统为基础。另一种方式则是充分利用太阳能集热器,通过将其吸收太阳辐射产生的热空气和热水,输入到制冷机中实现制冷,该种方式特别适合设有中央空调的现代智能楼宇住宅之中。此外,由于我国夏季温度普遍高、太阳辐射强,可以为太阳能集热器提供更多的热量,从而不断满足人们的制冷需要。
参考文献:
[1]谈蓓月.光伏发电与建筑相结合技术[J].可再生能源,2011(2)
[2]李蔚燕.高亮度白光灯与照明LED[J].灯与照明,2011,31(1)