光伏發(fā)電在建筑公共設(shè)施供配電中的運(yùn)用

李圍

摘 要：光伏主要是利用太陽能進(jìn)行發(fā)電的可再生資源，在很多行業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展中都發(fā)揮了非常重要的作用。文章對建筑公共設(shè)施供配電中如何應(yīng)用光伏發(fā)電技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容展開了論述，并且結(jié)合具體的施工案例進(jìn)行了分析。旨在為有關(guān)單位及技術(shù)人員在實(shí)際工作中提供一定的理論與技術(shù)幫助。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；建筑公共設(shè)施；供配電

1 光伏發(fā)電技術(shù)原理分析

太陽能光伏發(fā)電通過太陽能電池的發(fā)光效應(yīng)進(jìn)行工作，它把太能能轉(zhuǎn)換成電能，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電的目的。就光伏效益而言，就是光照射物體后，會改變物體內(nèi)電荷分布狀況，從而形成電路與電勢。在出現(xiàn)照射半導(dǎo)體PN或者太陽光時(shí)，就會有電壓出現(xiàn)在PN兩邊，也就是光生電壓，即我們所講的光伏效應(yīng)。由充放電控制設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備、蓄電池、輔助設(shè)備以及電池組件等構(gòu)成了太陽能光伏系統(tǒng)，按照不同的應(yīng)用場合，劃分成并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、混合系統(tǒng)以及離網(wǎng)光伏光伏系統(tǒng)三種重要的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。可以說，這種方法實(shí)用性明顯，但也有不足之處，例如控制較為繁瑣，需要經(jīng)常維護(hù)系統(tǒng)等。

2 光伏發(fā)電具體的應(yīng)用分析

2.1系統(tǒng)構(gòu)成分析 ①、DC/DC變換器。對主回路內(nèi)輸出電流以及直流電壓的檢測是它的主要功能，對太陽能轉(zhuǎn)換光能的功率進(jìn)行檢測。②、太陽能光板。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能光伏板發(fā)揮著核心的作用。在太陽光被光伏板板面吸收后，把太陽能轉(zhuǎn)換成電能。可以說，整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換質(zhì)量和太能光板有著非常密切的聯(lián)系。③、檢測與控制蓄電池。主要通過BMS進(jìn)行檢測與管理儲電池能量，BMS可以對電池充放電數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，從而將電池的電流、溫度、SOC以及電壓等參數(shù)確定出來，對電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的掌控，并科學(xué)的掌握電池能量，防止電池超限放電或者超限充電，從而有效的保護(hù)電池的質(zhì)量。④、DC/AC變換器。逆變器即DC/AC變換器，它的基本作用是把光伏發(fā)電系統(tǒng)所傳輸?shù)闹绷麟娹D(zhuǎn)變成相應(yīng)的交流電，從而將50Hz、220V的交流電源為負(fù)載提供出來。⑤、雙電源切換開關(guān)。該裝置的功能是從現(xiàn)有電源中把負(fù)載電流向備用電源中轉(zhuǎn)換，從而保證為關(guān)鍵負(fù)荷提供可靠、連續(xù)的供電。若是有著充足的光照，建筑公共設(shè)施的供電都由太陽能光伏發(fā)電來完成，剩余的電能可以向儲能電池中轉(zhuǎn)入。

2.2設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行模式 離網(wǎng)和并網(wǎng)混合的光伏發(fā)電模式在市面上得到了廣泛的應(yīng)用，如果有這充足的光照，就會在離網(wǎng)狀態(tài)下運(yùn)行發(fā)電系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變太陽能為電能，利用DC/AC轉(zhuǎn)化成交流負(fù)載供電，然后在儲能電池中儲存多余的電能。如果遇到陰雨天，太陽光不足時(shí)，或者在某一個(gè)特定值下控制儲能電池內(nèi)電量時(shí)，需要向市電中接入發(fā)電系統(tǒng)，由并網(wǎng)狀態(tài)取締離網(wǎng)狀態(tài)，通過市電為交流負(fù)載直接進(jìn)行供電，給蓄能電池進(jìn)行充電。

2.3具體的應(yīng)用案例分析 以湖南長沙某住宅小區(qū)為例，該樓位于6棟25層高樓住宅。對如何應(yīng)用光伏發(fā)電技術(shù)供電進(jìn)行了分析，其中，該公共設(shè)施的供電系統(tǒng)包括樓梯間照明以及車庫照明兩個(gè)方面：

首先，計(jì)算分析其功率因數(shù)。與現(xiàn)場測算相結(jié)合，需要把482盞36W的單管熒光燈設(shè)置在車庫中，并且，把4W的鎮(zhèn)流器配置到每盞燈中，利用八條分路進(jìn)行供電；設(shè)置成剪刀型的樓梯，并且把兩燈具設(shè)置在每層樓梯間，并把835盞32w的環(huán)形熒光燈設(shè)置在樓梯間，以16路的方式進(jìn)行供電。如下圖所示：

2.4科學(xué)的選擇和應(yīng)用開關(guān)設(shè)施 市電與光伏發(fā)電相結(jié)合的雙電源供電模式在公共設(shè)施供電系統(tǒng)中也得到了大量的推廣。將光伏發(fā)電當(dāng)作常用電源，市電當(dāng)作備用電源，電源的切換裝置由雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。相較于CB級的轉(zhuǎn)換開關(guān)，PC級自動雙電源開關(guān)的安全以及可靠性更高，而且能夠快速的轉(zhuǎn)換電能，所以，PC級的雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)在很多工程中得到了有效的應(yīng)用。并且，還將短路保護(hù)電器為PC級ATSE配置了出來，因?yàn)槿蹟嗥饔兄^好的限流性，能夠有效的限制短路電流，因此，把熔斷器當(dāng)作PC級ATSE的短路保護(hù)裝置。

還是以樓梯以及車間內(nèi)的照明系統(tǒng)為例，要求在較短的時(shí)間內(nèi)控制ATSE轉(zhuǎn)換時(shí)間，所以選擇應(yīng)用二段型的ATSE。并且只有兩個(gè)工作位存在于二段型ATSE開關(guān)主觸頭中，也就是主用和備用電源位，它的供電性能穩(wěn)定、優(yōu)越，而且能夠快速的進(jìn)行轉(zhuǎn)換，一般在50-250s內(nèi)就能夠完成總體動作。與各個(gè)方面的要求綜合到一起，在該工程中選擇應(yīng)用了TBBQ6型號的轉(zhuǎn)換開關(guān)，AC-33A為其基本的應(yīng)用類別，在16-630A之間控制電源運(yùn)行范圍，選擇勵(lì)磁驅(qū)動方法，在75ms之內(nèi)控制其觸頭轉(zhuǎn)換時(shí)間；在120kA控制最大限制短路電流；可以選擇重疊切換N線，防止由于切換不到位二發(fā)生三相不平衡問題，進(jìn)而更好的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換三相不平衡電能的目的，從而更好的切換建筑公共設(shè)施供電系統(tǒng)的目的。

在對主備兩路電源進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，雙電源自動切換開關(guān)控制器發(fā)揮了非常重要的作用。如果有失壓、頻率偏差、欠壓或者斷相的問題出現(xiàn)在了任意一路被監(jiān)測電源中，這樣，故障信號就會傳遞到控制器接中，并將指令發(fā)送出去，而且，有負(fù)載存在于開關(guān)本體中，從一個(gè)電源向另一個(gè)電源自動轉(zhuǎn)換。根據(jù)文章上述內(nèi)容中所設(shè)置的系統(tǒng)，在太陽光消失或者減弱了以后，控制其能夠檢測到光伏線路的失壓或者欠壓，并且?guī)娱_關(guān)本地運(yùn)行，向市電中切換供電電源。在正常恢復(fù)了備用電源后，著并不能說明有故障出現(xiàn)在了備用電源中，一般情況下，不要一恢復(fù)了常用電源就馬上轉(zhuǎn)換，應(yīng)該在恢復(fù)了一段時(shí)間后，ATES再向常用電源中轉(zhuǎn)換。保證常用電源能夠良好恢復(fù)是延時(shí)復(fù)位的主要目的，防止在短時(shí)間內(nèi)有故障再次出現(xiàn)，造成頻換的轉(zhuǎn)換電源，使得ATSE的應(yīng)用壽命被縮短。

3 結(jié)語

在未來的光伏發(fā)電中，市電互補(bǔ)以及光伏發(fā)電將成為主要形式，文章通過單文對建筑公共設(shè)施系統(tǒng)中如何有效應(yīng)用光伏發(fā)電的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了探究，將光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)作核心電源，將市電當(dāng)作備用電源，從而為建筑物公共設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定、高效的供電，從而將建筑物的能耗有效的降到最低。