摘要:现阶段,可持续发展理念正在渗透到各行各业中,建筑行业也无一例外,成为了可持续发展理念的践行者,将绿色、环保、节能的理念融入到行业发展方向中去,随处可见的绿色建筑、节能建筑已成为整个城市化进程中的一道靓丽的风景线。因此,对于各种先进的技术需求也越来越高,为了顺应绿色建筑的低能耗的施工要求,将太阳能光伏发电技术应用到绿色建筑中,可以有效减少施工过程中的环境污染问题。本文根据某工程实例,对绿色建筑施工过程中应用太阳能光伏发电技术进行了详细的分析,希望能够为绿色建筑发展提供理论参考。
关键词:太阳能光伏发电技术;绿色建筑;应用探究
1.太阳能光伏发电技术概念
光生伏特效应是太阳能光伏发电技术的理论核心,通过太阳能电池板收集太阳光的光能,并且将其直接转化为可供使用的电能。在太阳能光伏发电的过程中,必不可少的三部分是:太阳能电池板、控制器和逆变器。根据太阳能光伏发电技术的原理和设备可知,太阳能光伏发电技术可以在任何需要电能的场合进行安装和维护,太阳能电池板可以直接将太阳能转化为直流电,再经过逆变器转化为交流电,产生的交流电通过配电箱输送到需要电能的区域。一般主要的供电区域就是建筑本身,若还有电能余量则会传输到公共电网中,公共电网将电能进行存储,当遇到阴雨天气导致太阳能电池板无法工作,或夜间的发电量不足时,则由公共电网进行电能供应。在这样的循环供电过程中,实现了节能降耗的需求,相较于传统的能源消耗量,对比效果是十分明显的。
2.绿色建筑中光伏发电技术的应用探究
2.1光伏发电技术在绿色建筑外墙中的应用
对于建筑本身来讲,与太阳光接触面积最大的区域就是建筑的外墙,尤其是高层建筑,这一特点就更为明显。然而,目前的高层建筑为了保证建筑的美观程度多采用玻璃幕墙,玻璃幕墙的美观性高于实用性,此时,若能将太阳能光伏发电技术的太阳能电池板加工成为玻璃的样式,不仅保证了高层建筑的美观性,更增强了高层建筑的实用性。复合了电池板的玻璃不仅可以大量地进行太阳能的收集和转化,为建筑物提供更多的电能,在一定程度上也降低了高层建筑物的能耗。值得注意的是,在绿色建筑的外墙上应用光伏发电技术,不能影响高层建筑的室内采光,同时,收集太阳能时应能够做到最大程度的太阳光线的吸收率,保障太阳能的转化率。
2.2绿色建筑屋顶上光伏发电技术的应用
现阶段,对于绝大部分的建筑实际上并没有充分应用太阳能光伏发电技术,尤其是高层建筑的现状更为显著。之所以叫做绿色建筑,关键就在于“绿色”,即需要将可利用的自然资源的利用率发挥到最大。因此,将太阳能光伏发电技术布设于建筑物的屋顶是一种绝佳的选择,屋顶的平整性可以极大程度上增大太阳能光伏发电技术的太阳能利用率,屋顶的位置优势使得太阳能电池板的安装和维护更加简便,不需要考虑安装的角度和遮挡问题,相较于在高层建筑的外墙安装太阳能电池板,不仅可以极大程度上降低操作的难度,还可以加装遮阳板和通风管道,节能降耗的效果更加明显。
2.3照明系统的应用
现阶段,由于人们的生产生活水平因经济增长得到了极大程度的提高,国家也开始不断推进照明节能设施升级的进程,将照明系统根据生产生活的需求进行一系列的改善和调整。为了让照明系统达到绿色照明的节能环保要求,照明系统中应用太阳能技术也是十分必要的。根据相关的统计数据表示,现阶段的照明系统已经开始广泛应用太阳能发电系统,例如建筑住宅楼道中的LED照明灯、住宅区内的草坪灯、路灯等。一般来说,太阳能灯需要两部分才能正常工作,一部分是电池板,一部分是蓄电池,需要在初始的照明系统设计时就考虑灯组的位置,例如,在楼道中安装光敏配件,实现良好的照明效果,与此同时完成节能减排的发展目标。
2.4光伏光热一体化系统
由于时代处于不断发展的过程中,应用太阳能光伏发电技术可以将太阳能光伏和建筑体系进行良好的融合,在这一过程中,建筑行业得到了发展的同时,太阳能光伏发电技术也在不断的变革和升级,建筑对于太阳能的使用会出现只利用电能或只利用热能的单一模式,为了让太阳能在转化率和利用率上达到一致,需要进行光伏和光电一体化应用。通过实际的调查数据可知,太阳能电池板的自身温度会对太阳能光伏电池板的光电转化率产生影响,二者之间的关系曲线呈现出反比例的走向,为了使得太阳能电池板的光电转换率达到一个较为稳定的状态,需要控制太阳能电池板的温度,可以通过在电池板背面设置流体通道将热量输送到环境中,从而降低因长时间的暴晒而引起的太阳能电池板自身温度过高的情况,形成光伏光电一体化系统。在科学技术不断发展和变革的今天,越来越多的技术想法开始付诸实践,使得这些先进的技术和设备得以广泛的应用,从而开发出更多的隐藏功能,可实现太阳能的光热系统的热能提供。
3.案例分析
3.1项目概述
该分析以一栋占地面积为1.7万平方米的商业办公建筑为案例,总体的建筑面积为8.8万平方米,建筑分为上下两个区域,1-2层为商铺,3层及以上为办公区域,是一栋共5层的小高层办公楼。根据我国的绿色建筑的认定标准,此建筑使用了一种可再生能源—太阳能,因此,可以判定此建筑符合绿色建筑的评定要求,在建筑设计规划的过程中就可以提前申报绿色建筑二星级设计标识。在设计初期,从建筑施工成本、施工区域等方面进行综合分析和考量,从太阳能光伏发电系统、太阳能热水系统以及地源热泵系统选择了太阳能光伏发电系统,主要原因在于该系统的安全性高、节能环保效果显著,虽然存在夜间不可使用的情况,但由于3-5层的办公区域在夜间并没有过多的电能消耗,实际的应用性还是十分高的。
3.2技术要求
该建筑工程项目中应用太阳能光伏发电系统的主要供能区域为建筑的地下室、走廊等,主要为这些区域的照明系统提供充足的电能。因此,在进行太阳能光伏发电的系统设计时,重点关注系统的合理性、实用性、可靠性和经济性,这些因素的共同作用,才能保障整个太阳能光伏发电系统的运行稳定性和可持续性,时时刻刻满足建筑的照明系统用电需求。为了较为协调的控制系统的搭建成本,需要尽可能降低太阳能电池组件的功率,将应用此系统的经济效益发展到最大化。
3.3确定系统安装位置
根据对商业办公楼的实地情况考察,发现该建筑的屋顶区域存在较多的挑空区域,尤其是建筑物的南侧空间空旷,尤其适于安装太阳能电池板。因此,在前期的规划设计中,预先将光伏组件设置在屋顶的南侧区域,并且进行了架高处理,防止被其他区域的设备遮挡,而影响太阳能的吸收率。
结语
综上所述,太阳能光伏发电技术以其绿色、环保且安装简易的优势成为绿色建筑的首选技术,并且在建筑设计和施工中进行了广泛的应用,满足了社会的可持续发展要求,为社会解决了一定的资源短缺问题,而实际的应用过程中还存在很多的问题,需要各部门和建筑企业的共同努力,将太阳能光伏发电技术更加广泛地推广,鼓励更多的建筑企业进行应用,共同进行技术的革新和升级,不断降低技术推广的成本。
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