光伏發電系統在綠色建筑中的應用及其節能研究(2頁).docx
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2022-07-18
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1、光伏發電系統在綠色建筑中的應用及其節能研究【摘要】經濟的迅猛發展及社會生活水平的快速提升,使得能源消耗日益加劇,傳統化石能源面臨危機,此時對新能源的開發和利用已迫在眉睫。將綠色能源與現代化建筑相融合是新世紀建筑發展的主流與必然趨勢,而光伏發電系統作為太陽能利用的一種尖端先進的技術被大范圍采用。在對光伏發電系統工作的基本原理進行簡要分析的基礎上,針對其在綠色建筑中的應用現狀及節能控制進行研究,對推廣該系統的應用具有一定的參考價值。 【關鍵詞】光伏發電系統;綠色建筑;太陽能1、引言當今世界處于機遇和挑戰共存的發展階段,能源問題成為制約各國經濟發展的突出問題。傳統化石能源在促進社會進步的同時,也造成2、了一系列的環境問題,使得生態系統惡化日益加劇。面對能源危機現狀,人類應該關心和探究新能源的開發及研究。太陽能的儲量擁有無限性,是一種可再生的清潔能源,其存在范圍具有普遍性,利用的經濟性也更加突出,相比較化石能源有諸多優良的特性,是較好的新能源。光伏發電系統作為太陽能利用的重要形式,具有電能存儲、傳輸及利用非常方便的優點,未來發展前景良好。所謂綠色建筑,就是在其整個壽命中,盡可能的節省和保護資源與環境并控制污染的發生,使人們處于健康、舒適的空間內,和自然友好和諧共處的建筑。由于建筑項目所產生的能耗在總社會能耗中占據比例較大,故將光伏發電系統推廣應用到建筑中能夠最大限度的節約傳統能源,有利于改善和3、優化能源結構、保護環境,具有非常重要的現實意義。2、光伏發電系統基本原理光伏發電系統將太陽能最終轉化成電能的形式,其工作原理是指太陽能電池板在陽光的作用下產生電能,然后通過充放電控制器給蓄電池組進行充電,也可以在負載合適的條件下進行直接供電。假如系統中存在交流負載,則要求采用直流/交流逆變器把直流電轉化為交流電使用。該發電系統的重要組成部件有伏電池組件、控制器、逆變器、蓄電池組及測量設備。其中光伏電池組件把太陽的輻射能轉化為電能,組件的功率應當達到負載需求。控制器的作用是避免蓄電池組發生過度充放電而影響使用壽命,是光伏發電系統必不可少的設備。逆變器在系統中存在交流負載時使用,將直流電轉化為負載4、需要的交流電,同時和充放電控制器相配合,把輸出的電能傳輸至電網。蓄電池組主要是將光伏電池組件所產生的電能儲存起來,同時可隨時為負載供電。智能化測量設備主要是測量系統的重要參數,有時要完成遠程信息傳輸及遙控功能。3、光伏系統在建筑中的應用將光伏發電系統和建筑融為一體的光伏建筑按照組件安裝方式的不同包括太陽能屋頂、太陽能墻體、太陽能天窗及太陽能遮頂篷。光伏系統在建筑中的應用按照光伏組件和建筑進行一體化設計時建筑要素的區別,主要包括在建筑外墻體、屋頂、天窗及其它元素中的應用。3.1光伏系統在外墻體中的應用外墻體是高層建筑中和陽光有最大接觸面積的外層,為通過墻體高效的采集太陽能,要使用合理的墻體材料與5、結構。為了保證建筑的美學要求,通常把光電組件與傳統的玻璃幕墻集成PV玻璃幕墻,該幕墻在具備維護功能的基礎上,能夠將太陽長期照射產生的熱輻射屏蔽,同時能夠將太陽能轉換成電能。此外,還可以降低墻體溫度而減輕空調工作的冷負荷。這時,建造一個外層為光電幕墻、內層為密封幕墻的雙層墻系統可以有效利用光電組件產生的熱量。光伏板應用到外墻體的過程中,要留意透明度的選擇,以保證在室內光線良好的基礎上光電組件的接收性能處于良好狀態。3.2光伏系統在屋頂中的應用將光伏組件安裝到屋頂的位置能夠盡可能的避免遮擋,有利于接收太陽光。在安裝過程中要采用合理的結構以達到防雨防雪的目的。尤其是在降雪量較大的地方,屋頂的坡度設計6、可能更為傾斜以避免大量積雪。光電組件應用到屋頂時,還要注意材料的選用,不僅要具有足夠的強度以抵抗冰雹等的侵襲,還要做好一定的防雷舉措,以防止雷電破壞電池板。3.3光伏系統在天窗中的應用天窗的作用主要是進行采光,某些位置采用光伏天窗不僅能夠避免室內空間長期遭到強光的直射,還能夠采集陽光并利用產生的電能為室內照明。光伏系統應用到天窗的過程中,要注意采光率的設計,可以將天窗造型設計為井格狀以達到立體采光的目的,同時能夠豐富室內空間的效果。此外,天窗的傾斜度設計也要達到防雨防雪的要求。4、光伏系統應用到綠色建筑的節能研究光伏系統應用到綠色建筑最直接的節能效果是將太陽能轉化為電能,給建筑供應一定的電力,7、降低電網的供電量。同時,光伏系統在外墻體的應用可以將外界的陽光充分吸收以提升其隔熱能力,從而降低了夏季空調的冷負荷,這也間接的減少了煤炭資源的使用,減輕了環境污染。光伏系統具有較高的安裝成本,不過其運行成本較低,在較短的時間內就能夠收回成本,具有可觀的經濟效益。5、結束語將光伏發電系統應用到建筑中具有一定的必要性與經濟價值,對于構建綠色建筑的作用非常重要。我們應該注重提升生態建筑設計理念,促進發展先進的光伏技術以完善優化光伏建筑的一體化設計。尤其對于多、高層建筑來說,應盡快進行光伏系統改造,盡早實現建成資源節約型環境友好型社會的目標。參考文獻1馬一鳴,馬龍翔.太陽能光伏發電與建筑一體化J.沈陽工程學院學報(自然科學版),2011(01)2謝同建.淺談太陽能光伏發電系統原理及設計與應用J.江蘇建筑,2011(06)3周麗.太陽能技術在建筑節能方面的應用探索J.門窗,2014(09)