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摘要:在建筑运行期间,电气能耗占比较大,为响应节能减排号召,应在建筑电气工程中应用光伏新能源技术。基于此,文章从光伏新能源技术原理入手,探究其在建筑电气工程中的应用优势,结合建筑电气工程实践,总结如何在建筑电气节能中应用光伏新能源技术,减少电气工程能耗,实现绿色建筑建设目标。
关键词:光伏新能源;建筑电气;节能减排
前言:光伏新能源技术是指利用光伏系统,将太阳能转变为电能,以此为建筑用户供电,减少市政供电的使用,实现节能减排目标。但在实际建筑电气工程中,专业工序繁多,对光伏新能源系统的开发设计、建设与运维提出较高要求,工作人员应按照规范要求开展各项作业,发挥光伏新能源技术的节能减排优势。
一、光伏新能源技术原理及优势
光伏新能源技术是对太阳能进行开发利用,通过太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳能转变为电能,实现发电目标。目前建筑工程中光伏新能源技术的应用方式有两种:第一,光热方式,利用太阳能为建筑用户提供采暖服务,如太阳能空调;第二,光电方式,利用太阳能生产的电力,为建筑用户提供照明、生产生活用电服务,使建筑电气节能的主要方式。在建筑电气工程中,由太阳电池半导体材料组成光伏板组件,在太阳光辐射下,产生直流电,通过逆变器将其转变为交流电,传输至配电柜,满足建筑用户的电力需求[1]。基于上述原理,在建筑电气工程中,光伏新能源技术表现出如下优势:
第一,安全环保。光伏组件的占地面积小,通常安装于建筑外墙、屋顶等区域,不会影响建筑正常使用,经济效益显著;光伏系统利用太阳能发电,不会产生废气,污染环境,环保效益显著。同时,光伏新能源发电系统结构简单,操作便捷,可将多余电量存储,实现集中、安全、可靠供电。在建筑电气工程中,对于光伏新能源发电系统生产的多余电能,可输入至市政电网中,调节电网电力高峰,降低市政电网压力,提高区域供电可靠性。
第二,节能降耗。和其他发电技术相比,光伏新能源技术以太阳能为原材料,发电成本低。同时,在光伏新能源发电系统中,采用输入和输出方式调配电量,可减少电能损耗[2]。
二、光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用
基于光伏新能源技术优势,技术人员应在建筑电气节能中推广运用该技术。本文结合工作实践,分析光伏新能源技术的要求和运用方法,为建筑工作者运用光伏新能源技术提供有益探索。
(一)运用要求
在建筑电气工程中,光伏新能源技术主要以光伏新能源发电系统方式存在,技术人员应合理开展系统设计工作,为后续系统运行奠定基础。就此,在光伏新能源技术运用中,应满足如下要求:
第一,遵循设计规范。设计人员在进行光伏新能源发电系统设计时,需遵循《民用建筑电气设计规范》、《光伏发电工程设计规范》、《建筑电气工程施工图施工质量验收规范》等标准法规,合理开发利用太阳能,提高光伏新能源发电系统的可行性及合理性。
第二,注重设计细节。在光伏新能源发电系統设计中,设计人员需综合考虑各项要点,避免系统存在质量隐患,影响发电效果。细化来说,光伏新能源发电系统设计要点如下:(1)在光伏新能源发电系统中,所有带电部分应实施绝缘处理,严禁裸露,对于室外线缆,应选择户外型线缆,以保障系统使用安全,预防触电事故;(2)在建筑光伏组件安装区域,应设置保护开关,负责光伏组件的短路、过电流、过电压等保护,提高系统运行稳定性;(3)在进行光伏组件安装时,需选择至少2.5mm2的铜芯导体作为绝缘导体,并严格按照连线与穿线要求实施绝缘操作;(4)在进行系统导线连接时,选择端子排连接方式,且要求连接端子部位具备应力释放功能;(5)在光伏新能源发电系统中,要求直流侧不接地,交流侧必须接地,技术人员可通过固定框架与建筑物的接地网联结,将其作为交流侧的接地线,落实接地要求。
第三,安装要求。在建筑电气工程,特别是居住建筑电气工程中,对光伏新能源发电系统的安装有明确要求,设计人员应根据建筑结构特点,在建筑屋顶及墙面区域选择合适位置安装光伏组件,要求选择区域光照、通风效果良好,不允许安装在建筑物阴影处,并将光伏组件的支撑柱和建筑的屋面下墙体柱连接,做好屋面防水施工,为光伏组件创造良好运行环境。同时,对于安装在侧墙位置的光伏组件,需对其框架进行等电位联结操作,避免侧击雷损坏光伏新能源发电系统,并在发电系统和配电系统中部署SPD、漏电保护等功能,提高系统运行可靠性。
(二)运用方法
在建筑电气节能中,为保障上述要求的有效落实,工作人员应规范光伏新能源发电系统的设计、安装及运维操作。本文以某办公楼建筑为例,分析电气工程中光伏新能源技术的运用方法。
第一,系统设计。设计人员根据建筑电气工程特点,选择多晶硅光伏组件,功率为165Wp,峰值电流为7A,峰值电压为24V。按照标准公式计算光伏组件的表面太阳能辐射量及光伏系统效率,根据计算结果部署光伏组件。其中,光伏系统效率由逆变器效率、光伏组件效率等因素影响,最终该办公楼建筑的光伏系统总效率数值为77%,基本可满足建筑用户的用电需求,可将光伏新能源发电系统用于实践。
第二,系统安装。在完成光伏新能源发电系统设计后,施工单位严格按照设计方案制定安装方案,综合对比建筑结构特点、所在区域气候条件等因素,选择合适区域安装光伏组件,并根据光伏组件的安装位置,进行直流汇流箱、逆变器、传感器、防雷接地装置等设备的安装,既可保障光伏新能源发电系统的正常运行,也可为系统的后续监督管理提供支持。
第三,系统运维。在光伏新能源系统安装完成后,运维单位根据逆变器的累计发电量、日发电量;传感器采集的光照辐射量、温度、风速等参数,计算光伏新能源发电系统的发电量,系统发电经转变后用作该办公楼建筑的常规照明、生产用电及应急照明,且光伏新能源发电系统与电网连接,多余电能馈入电网,发挥其经济效益。同时,运维单位安排运维人员开展光伏组件的日常检查工作,检测传感器检测参数、保护装置及绝缘部分的运行状况,并在每年的春季和秋季,开展全面深入检查,综合评估光伏新能源发电系统运行状况,排除故障,解决异常现象,延长系统使用寿命。
结论:综上所述,在建筑电气节能中,光伏新能源技术具有安全环保、节能降耗优势,建筑工作者应综合考虑标准规范的要求及建筑电气工程实际状况,合理设计光伏新能源发电系统,准确计算各项参数,并做好系统运维工作,延长光伏新能源发电系统寿命,发挥其环保优势。
参考文献:
[1]马鑫.光伏发电技术在建筑电气节能中的应用分析[J].冶金与材料,2019,39(06):169+171.
[2]刘振兴.光伏新能源技术在建筑电气节能设计中的应用[J].通信电源技术,2019,36(06):118-119.
摘要:在建筑运行期间,电气能耗占比较大,为响应节能减排号召,应在建筑电气工程中应用光伏新能源技术。基于此,文章从光伏新能源技术原理入手,探究其在建筑电气工程中的应用优势,结合建筑电气工程实践,总结如何在建筑电气节能中应用光伏新能源技术,减少电气工程能耗,实现绿色建筑建设目标。
关键词:光伏新能源;建筑电气;节能减排
前言:光伏新能源技术是指利用光伏系统,将太阳能转变为电能,以此为建筑用户供电,减少市政供电的使用,实现节能减排目标。但在实际建筑电气工程中,专业工序繁多,对光伏新能源系统的开发设计、建设与运维提出较高要求,工作人员应按照规范要求开展各项作业,发挥光伏新能源技术的节能减排优势。
一、光伏新能源技术原理及优势
光伏新能源技术是对太阳能进行开发利用,通过太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳能转变为电能,实现发电目标。目前建筑工程中光伏新能源技术的应用方式有两种:第一,光热方式,利用太阳能为建筑用户提供采暖服务,如太阳能空调;第二,光电方式,利用太阳能生产的电力,为建筑用户提供照明、生产生活用电服务,使建筑电气节能的主要方式。在建筑电气工程中,由太阳电池半导体材料组成光伏板组件,在太阳光辐射下,产生直流电,通过逆变器将其转变为交流电,传输至配电柜,满足建筑用户的电力需求[1]。基于上述原理,在建筑电气工程中,光伏新能源技术表现出如下优势:
第一,安全环保。光伏组件的占地面积小,通常安装于建筑外墙、屋顶等区域,不会影响建筑正常使用,经济效益显著;光伏系统利用太阳能发电,不会产生废气,污染环境,环保效益显著。同时,光伏新能源发电系统结构简单,操作便捷,可将多余电量存储,实现集中、安全、可靠供电。在建筑电气工程中,对于光伏新能源发电系统生产的多余电能,可输入至市政电网中,调节电网电力高峰,降低市政电网压力,提高区域供电可靠性。
第二,节能降耗。和其他发电技术相比,光伏新能源技术以太阳能为原材料,发电成本低。同时,在光伏新能源发电系统中,采用输入和输出方式调配电量,可减少电能损耗[2]。
二、光伏新能源技术在建筑电气节能中的运用
基于光伏新能源技术优势,技术人员应在建筑电气节能中推广运用该技术。本文结合工作实践,分析光伏新能源技术的要求和运用方法,为建筑工作者运用光伏新能源技术提供有益探索。
(一)运用要求
在建筑电气工程中,光伏新能源技术主要以光伏新能源发电系统方式存在,技术人员应合理开展系统设计工作,为后续系统运行奠定基础。就此,在光伏新能源技术运用中,应满足如下要求:
第一,遵循设计规范。设计人员在进行光伏新能源发电系统设计时,需遵循《民用建筑电气设计规范》、《光伏发电工程设计规范》、《建筑电气工程施工图施工质量验收规范》等标准法规,合理开发利用太阳能,提高光伏新能源发电系统的可行性及合理性。
第二,注重设计细节。在光伏新能源发电系統设计中,设计人员需综合考虑各项要点,避免系统存在质量隐患,影响发电效果。细化来说,光伏新能源发电系统设计要点如下:(1)在光伏新能源发电系统中,所有带电部分应实施绝缘处理,严禁裸露,对于室外线缆,应选择户外型线缆,以保障系统使用安全,预防触电事故;(2)在建筑光伏组件安装区域,应设置保护开关,负责光伏组件的短路、过电流、过电压等保护,提高系统运行稳定性;(3)在进行光伏组件安装时,需选择至少2.5mm2的铜芯导体作为绝缘导体,并严格按照连线与穿线要求实施绝缘操作;(4)在进行系统导线连接时,选择端子排连接方式,且要求连接端子部位具备应力释放功能;(5)在光伏新能源发电系统中,要求直流侧不接地,交流侧必须接地,技术人员可通过固定框架与建筑物的接地网联结,将其作为交流侧的接地线,落实接地要求。
第三,安装要求。在建筑电气工程,特别是居住建筑电气工程中,对光伏新能源发电系统的安装有明确要求,设计人员应根据建筑结构特点,在建筑屋顶及墙面区域选择合适位置安装光伏组件,要求选择区域光照、通风效果良好,不允许安装在建筑物阴影处,并将光伏组件的支撑柱和建筑的屋面下墙体柱连接,做好屋面防水施工,为光伏组件创造良好运行环境。同时,对于安装在侧墙位置的光伏组件,需对其框架进行等电位联结操作,避免侧击雷损坏光伏新能源发电系统,并在发电系统和配电系统中部署SPD、漏电保护等功能,提高系统运行可靠性。
(二)运用方法
在建筑电气节能中,为保障上述要求的有效落实,工作人员应规范光伏新能源发电系统的设计、安装及运维操作。本文以某办公楼建筑为例,分析电气工程中光伏新能源技术的运用方法。
第一,系统设计。设计人员根据建筑电气工程特点,选择多晶硅光伏组件,功率为165Wp,峰值电流为7A,峰值电压为24V。按照标准公式计算光伏组件的表面太阳能辐射量及光伏系统效率,根据计算结果部署光伏组件。其中,光伏系统效率由逆变器效率、光伏组件效率等因素影响,最终该办公楼建筑的光伏系统总效率数值为77%,基本可满足建筑用户的用电需求,可将光伏新能源发电系统用于实践。
第二,系统安装。在完成光伏新能源发电系统设计后,施工单位严格按照设计方案制定安装方案,综合对比建筑结构特点、所在区域气候条件等因素,选择合适区域安装光伏组件,并根据光伏组件的安装位置,进行直流汇流箱、逆变器、传感器、防雷接地装置等设备的安装,既可保障光伏新能源发电系统的正常运行,也可为系统的后续监督管理提供支持。
第三,系统运维。在光伏新能源系统安装完成后,运维单位根据逆变器的累计发电量、日发电量;传感器采集的光照辐射量、温度、风速等参数,计算光伏新能源发电系统的发电量,系统发电经转变后用作该办公楼建筑的常规照明、生产用电及应急照明,且光伏新能源发电系统与电网连接,多余电能馈入电网,发挥其经济效益。同时,运维单位安排运维人员开展光伏组件的日常检查工作,检测传感器检测参数、保护装置及绝缘部分的运行状况,并在每年的春季和秋季,开展全面深入检查,综合评估光伏新能源发电系统运行状况,排除故障,解决异常现象,延长系统使用寿命。
结论:综上所述,在建筑电气节能中,光伏新能源技术具有安全环保、节能降耗优势,建筑工作者应综合考虑标准规范的要求及建筑电气工程实际状况,合理设计光伏新能源发电系统,准确计算各项参数,并做好系统运维工作,延长光伏新能源发电系统寿命,发挥其环保优势。
参考文献:
[1]马鑫.光伏发电技术在建筑电气节能中的应用分析[J].冶金与材料,2019,39(06):169+171.
[2]刘振兴.光伏新能源技术在建筑电气节能设计中的应用[J].通信电源技术,2019,36(06):118-119.