屋頂分布式光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用研究

馮帆

摘要：本文主要圍繞屋頂分布式光伏發(fā)電展開(kāi)研究，通過(guò)分析該類(lèi)發(fā)電技術(shù)的工作原理和工作組成，探究該類(lèi)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和在建筑外墻以及屋頂施工中的具體應(yīng)用，尋找更好地應(yīng)用太陽(yáng)能資源的方法，創(chuàng)造更高的社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：屋頂;分布式;光伏發(fā)電技術(shù);應(yīng)用研究

1.分布式光伏發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)介

分布式光伏發(fā)電技術(shù)是近年來(lái)逐漸興起的一項(xiàng)新型發(fā)電技術(shù)，通過(guò)相關(guān)組件來(lái)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，可以有效填補(bǔ)水力發(fā)電和火力發(fā)電的不足，同時(shí)其應(yīng)用相對(duì)比較智能，產(chǎn)生的污染相對(duì)較少，在當(dāng)前應(yīng)用相對(duì)較廣。在光伏組件的作用下，應(yīng)用分布式光伏發(fā)電技術(shù)可以及時(shí)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，電能運(yùn)輸損耗相對(duì)較少，使用成本相對(duì)較低。如圖為部分分布式光伏發(fā)電組件布置示意圖。

2.分布式光伏發(fā)電技術(shù)組成

分布式光伏發(fā)電技術(shù)主要包含三個(gè)部分，分別是電力電子交換器、儲(chǔ)能元件和網(wǎng)絡(luò)化均衡控制。通過(guò)應(yīng)用電力電子交換器，可以將收集到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，同時(shí)將其調(diào)配為適合電網(wǎng)運(yùn)行的電壓輸出，可以有效保障屋頂供電質(zhì)量。就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，較為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)是DC-DC-AC結(jié)構(gòu)。而在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換工作開(kāi)展過(guò)程中，為了保障能源過(guò)渡的穩(wěn)定性，切實(shí)提高能源應(yīng)用的效率，一般選擇應(yīng)用儲(chǔ)能元件來(lái)儲(chǔ)存相關(guān)資源，對(duì)提高用戶(hù)用電的可靠性等具有重要意義。同時(shí)，由于光伏發(fā)電是應(yīng)用太陽(yáng)能來(lái)開(kāi)展后續(xù)操作，因此必須加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化均衡控制的重視，通過(guò)利用相關(guān)技術(shù)來(lái)對(duì)當(dāng)天的太陽(yáng)高度角以及陽(yáng)光方向等進(jìn)行計(jì)算，及時(shí)計(jì)算出恰當(dāng)?shù)陌l(fā)電單元位置分布模式并及時(shí)調(diào)整，可以有效提高其應(yīng)用太陽(yáng)能的質(zhì)量，對(duì)提高光伏發(fā)電的整體效率等也具有重要意義。同時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)不穩(wěn)定等現(xiàn)象時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)化均衡控制可以及時(shí)對(duì)系統(tǒng)電壓進(jìn)行調(diào)整，降低該類(lèi)問(wèn)題對(duì)用戶(hù)用電產(chǎn)生的影響，對(duì)提高電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率等也具有重要意義。只有三者結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用系統(tǒng)的方式開(kāi)展相關(guān)操作，光伏發(fā)電的效益才能得以保障。圖為光伏發(fā)電系統(tǒng)框圖。

3.屋頂分布式光伏發(fā)電應(yīng)用研究

3.1屋頂分布式光伏發(fā)電應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

隨著城市化進(jìn)程不斷加快，土地的價(jià)格越來(lái)越高，大面積光伏發(fā)電建設(shè)需要投入較高的成本，在城市發(fā)展中的應(yīng)用性不強(qiáng)。通過(guò)應(yīng)用屋頂分布式光伏發(fā)電技術(shù)來(lái)開(kāi)展后續(xù)各項(xiàng)操作，可以將閑置的屋頂?shù)阮I(lǐng)域應(yīng)用起來(lái)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)和用戶(hù)電網(wǎng)的短距離連接，其收集到的太陽(yáng)能可以及時(shí)傳輸?shù)诫娋W(wǎng)中，當(dāng)發(fā)電轉(zhuǎn)換效果不好時(shí)，還可以及時(shí)和戶(hù)外電力系統(tǒng)等連接起來(lái)，對(duì)保障用戶(hù)用電穩(wěn)定具有重要意義。在夏季用電量相對(duì)較多的季節(jié)，光伏發(fā)電產(chǎn)生的電量也相對(duì)較多，可以滿(mǎn)足用戶(hù)的用電需求，同時(shí)也可以減緩電網(wǎng)運(yùn)行壓力，出現(xiàn)用電高峰期斷電等現(xiàn)象的幾率明顯降低。另一方面，在光伏發(fā)電設(shè)備的作用下，到達(dá)屋內(nèi)和外墻的楊光亮明顯減少，室內(nèi)溫度明顯降低，用戶(hù)夏季對(duì)空調(diào)等的依賴(lài)明顯減弱，外墻損耗速度也明顯減緩，同時(shí)該類(lèi)方式還可以減輕水力發(fā)電以及火力發(fā)電等對(duì)周邊環(huán)境造成的影響，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益和生態(tài)效益。

3.2屋頂分布式光伏發(fā)電中的屋頂材料應(yīng)用

隨著屋頂分布式光伏發(fā)電建設(shè)不斷深入，相關(guān)單位和企業(yè)等也開(kāi)始逐漸調(diào)整屋頂分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用措施。傳統(tǒng)光復(fù)發(fā)電應(yīng)用過(guò)程中，一般選擇將相關(guān)設(shè)備懸掛到屋頂，形成全面的覆蓋，該類(lèi)方式相對(duì)比較常見(jiàn)，對(duì)屋頂造成的壓力等也相對(duì)較小。隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，現(xiàn)在較為常見(jiàn)的屋頂分布式光伏發(fā)電材料鋪設(shè)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯討?yīng)用光伏發(fā)電設(shè)備來(lái)代替屋頂材料，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展后續(xù)各項(xiàng)工作。應(yīng)用該類(lèi)方式使得光伏發(fā)電設(shè)備應(yīng)對(duì)風(fēng)力的能力提高，同時(shí)鋪設(shè)過(guò)程中的支架設(shè)備費(fèi)用等基本上可以免除，其鋪設(shè)過(guò)程中的成本費(fèi)用顯著降低。同時(shí)，用于光伏發(fā)電的設(shè)備一般都具有保溫隔熱等性能，相關(guān)人員只需要對(duì)防水防滲等功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，光伏發(fā)電設(shè)備就可以直接作為屋頂鋪設(shè)材料。這樣一來(lái)，不僅光伏發(fā)電的效率明顯提高，在房屋建造過(guò)程中即應(yīng)用相關(guān)設(shè)備，房屋建造的費(fèi)用明顯降低，后期維修等費(fèi)用支出也明顯減少，對(duì)保障房屋質(zhì)量，保障用戶(hù)日常用電等具有重要意義。需要注意的是，北方應(yīng)用光伏發(fā)電設(shè)備作為屋頂材料時(shí)還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備保溫抗凍的重視，這樣才能應(yīng)對(duì)北方冬季相對(duì)寒冷的環(huán)境。

3.3屋頂分布式光伏發(fā)電中的建筑外墻材料應(yīng)用

城市化建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)單位等一般選擇引用玻璃幕墻作為建筑外墻，該類(lèi)外墻的使用壽命相對(duì)較短，同時(shí)應(yīng)用過(guò)程中還會(huì)造成嚴(yán)重的光污染，將會(huì)對(duì)人民日常生活出行等產(chǎn)生一定的影響。通過(guò)應(yīng)用光伏發(fā)電技術(shù)，將建筑物的玻璃外墻替換為可發(fā)電的光伏發(fā)電設(shè)備，可以及時(shí)吸收陽(yáng)光，同時(shí)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，應(yīng)用到人們生產(chǎn)生活中，不僅降低了光污染問(wèn)題出現(xiàn)的幾率，還可以保障用戶(hù)用電質(zhì)量，對(duì)提高用戶(hù)的生活質(zhì)量也具有重要意義。同時(shí)，相關(guān)單位還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與公共環(huán)境建設(shè)等單位的聯(lián)系，及時(shí)將多余的電能傳輸?shù)铰窡艉凸徽九频裙苍O(shè)施中，可以有效減少公共環(huán)境建設(shè)中的用電支出。相關(guān)單位還可以結(jié)合周邊環(huán)境，合理開(kāi)展光伏設(shè)備網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，結(jié)合屋頂分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用要求等來(lái)開(kāi)展后續(xù)建設(shè)，用電過(guò)程中產(chǎn)生的能耗支出等明顯減少，對(duì)提高屋頂分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用效率具有重要意義。社會(huì)大眾也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)屋頂分布式光伏發(fā)電的重視，及時(shí)安裝相關(guān)設(shè)備來(lái)開(kāi)展各項(xiàng)工作，對(duì)保障家庭用電質(zhì)量，降低火力發(fā)電等產(chǎn)生的煤炭損耗等具有重要意義。

4.小結(jié)

屋頂分布式光伏發(fā)電是一種應(yīng)用相對(duì)較廣的新型發(fā)電技術(shù)，該類(lèi)發(fā)電方式相對(duì)比較清潔，產(chǎn)生的能源污染等相對(duì)較少，相關(guān)人員必須加強(qiáng)對(duì)該類(lèi)電能制造方式的重視，大力推廣該類(lèi)清潔能源。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：中冶華天南京電氣工程技術(shù)有限公司）