太陽能光伏系統在綠色建筑中的應用研究與分析

宛翔

摘 要 目前我國建筑工程領域發展當中，其能源消耗的情況也顯得愈發凸顯，據相關數據統計顯示，目前，建筑工程領域能源消耗已經占據社會整體能耗的約百分之三十左右，同時再加上施工材料生產以及運輸能耗，更是已經達到了百分之四十左右。所以，創建資源節約型社會，特別是在綠色建筑當中充分運用太陽能光伏系統，也成為建筑領域目前最顯著的發展趨勢，本文將結合特力珠寶大廈的太陽能光伏系統運作為例，深入探究太陽能光伏系統在綠色建筑中的應用。

關鍵詞 太陽能光伏系統;綠色建筑;運用探究

太陽能作為如今當下環保型可再生能源的核心運用發展趨勢之一，也受到了全球各個國家的深度重視，諸如美國、日本等國家為代表的先進科技國家也對于太陽能展開了充分化運用。這當中，在建筑工程領域之中，各個國家的政府主管部門以及相關的工程規劃工作人員都在全面運作可持續的綠色建筑，而無疑如今太陽能光伏系統是其中探究的重點所在，通過在綠色建筑當中充分運用太陽能光伏系統，可以更好實現建筑項目與新能源開發的充分融合與共同發展[1]。

1項目工程概述

特力珠寶大廈項目的地下室用一年的時間，對于地下室B2、B3層車庫進行了全面的升級改造。通過深入化改造，將以往的普通照明系統整體轉變成為太陽能光伏照明系統。此次整體改造面積約76244.15平方米，參照已改造系統節能效果，預估月均節電量約為1000度。接下來將結合本項目的實際運作情況，來深入解析太陽能光伏系統在綠色建筑中的應用[2]。

2太陽能光伏系統組成解析

太陽能光伏發電運作的核心機理便是光生伏特效應，換而言之，就是當太陽光照射在一些相對特殊的材料之上，則會引發材料當中的電分子產生運動，從而形成電壓，進而實現了由太陽能轉換為電能的效果。這當中所提到的特殊材料，主要所指的是太陽能電池，其是太陽能光伏系統的最基礎部件，其中包括有單晶硅、薄膜電池等[1]。

太陽能光伏系統核心是由太陽能電池板、管控器以及DC-AC逆變器等構成。這當中，太陽能板是整個太陽能光伏系統的基礎電源運作系統，管控器以及逆變器則是當中的管控防護系統。太陽能光伏系統整體的架構圖，如圖1所示。

（1）太陽能電池板。一組太陽能電池的電力運作量相對有限，而在太陽能光伏系統的具體運用進程中，往往需要充分依據系統運作要求，將眾多太陽電池組通過串聯以及并聯所構成的電池系統，這便形成了太陽能電池板。太陽能電池板是整體光伏系統的關鍵部件，借助其可以有效將太陽能轉變成為直流電能。現階段，太陽能電池板運作周期一般在二十到二十五年左右。

（2）蓄電池。蓄電池可以有效將太陽能電池板當中的電力進行存儲運作，特別是到了夜間等沒有太陽光的階段，或者是載荷需求高于太陽能電池板整體所產生的電量時，可以將儲存的電力全面釋出，則可以充分滿足于載荷的調控需求，因此，蓄電池是太陽能光伏系統的核心存儲電能部件。現階段太陽能光伏系統大部分所運用的是酸性蓄電池，針對性能要求相對較高的太陽能光伏發電系統，則可以運作閥控式鉛酸電池。不過因為電池運作周期相對有限，高容量的電池的價格相對較為昂貴。

（3）管控器。管控器對于蓄電池的輸入與輸出電力的條件進行深入管控，同時依據載荷的電源需求來有針對性管控太陽能電池板以及蓄電池對于載荷的電能輸出，管控器是太陽能光伏系統的關鍵管控環節，其可以充分保障整體系統平穩運作，并且也可以進一步提升系統部件的使用周期。管控器主要包含蓄電池的過充電等防護電路。伴隨著光伏技術領域的全面化發展，管控器的功能也日趨豐富，如今最先進的管控器甚至可以將以往的管控環節、逆變器進行集成管控。

（4）逆變器。在太陽能光伏系統當中，倘若用戶終端為交流載荷，則需要充分運用逆變器設施，從而將太陽能的電池板所輸出的電流，或者是蓄電池所排放出的電流有效轉變成為載荷所需要的交流電。倘若是直流載荷，則不需要運用逆變器進行轉化運作[2]。

3太陽能與傳統能源的對比解析

（1）可再生。煤炭等不可再生能源的保有量在逐年迅速削減，據相關專業調研機構的探究證明，目前全球的石油資源最多還可以開采八十年左右，煤炭資源也不過還有大約一百年左右的開采周期，因此為了今后的良性發展，也必須要探尋全新的可再生的環保型能源，而這當中無疑太陽能是最好的選用目標。因為科學家推測，太陽在至少幾億年的時間里可以保障平穩運作，因此這也讓我們可以有充足的時間去探索和運用太陽能源，其也成為可再生能源的關鍵代表。

（2）綠色、環保。太陽能可以有效將光能全面轉變成為熱能或者是電能，其技術線路為單純的物理模式，與以往能源的化學與物理的混合模式相比較而言，能源運用不會產生化學反應。換而言之，也就是太陽能在運用的進程中不會對于周邊的環境造成污染甚至是損壞，這也是如今全面運用太陽能的核心因素之一。

（3）分布式供能，穩定性優異。太陽能的運用可以充分轉變以往能源集中化的供輸方式，可以通過建筑物頂部鋪建太陽能光伏發電板、制熱設施，從而有效構成分布式的能量供輸架構，互相之間互為關聯，在遭遇突發情況的時候，倘若相關區域遭遇損壞，也僅僅只是影響到此區域的太陽能系統正常運作，不會輻射到其他區域。因此，可以在最大程度上保障社會各種運作活動的全面開展。

4綠色建筑中對于太陽能光伏系統的實際運作解析

基于綠色建筑的太陽能光伏系統基本可以劃分為建筑附加光伏系統以及集成性光伏系統兩種。

基于綠色建筑的太陽能光伏附加系統，其運作核心是將光伏系統安置在建筑的頂部或者是外部墻面上，建筑物其作為光伏組件的基礎載體，往往起到了關鍵性的固定作用。光伏自身并不是建筑的整體構成。換而言之，倘若拆除光伏系統之后，相關的建筑仍然可以實現正常運作，不會受到任何影響。建筑集成化太陽能光伏系統主要所指的是太陽能光伏系統與建筑物完全融合于一體，從而讓太陽能光伏系統，成為綠色建筑架構當中的核心構成環節，諸如太陽能光伏組件與建筑屋面整體化、光伏組件與幕墻整體化等;倘若拆除建筑集成化太陽能光伏系統，則相關建筑則無法進行正常運作。因此，可以將光伏組件視作為工程建設必要材料，而其必須要具備諸如堅固性、耐用性、保溫性、防水性等諸多性能。綠色建筑集成太陽能光伏系統是建筑光伏系統當中的高級別運用，光伏組件布置可以當作建材，也可以實現有效的發電運作，可以說是一舉雙得，并且很好抵銷一部分的光伏系統運作成本，有助于光伏系統的全面推廣。現階段，綠色建筑當中太陽能光伏系統的運用模式主要包括以下幾個方面：

（1）光伏組件與建筑物頂部一體化。因為建筑物頂部是太陽光照射面積最廣泛的區域，并且相比于建筑的其他區域，其擁有著照射周期長、太陽輻射強度高的特征因素，在建筑物頂部安置太陽能光伏組件可以實現太陽能的充分化運用;光伏組件以及建筑頂部的整體化規劃，可以極大程度上削減高層建筑中，風力對于光伏組件所帶來的負面性影響;光伏組件的材料可以吸收大量的太陽能，建筑物頂部不需要隔熱材料。所以，和建筑物整體化的大區域光伏組件運用，不僅是有效節省了成本，也對于建筑物自身起到了一定的美化效果，更是全面運用的屋頂的復合性功能。

太陽能瓦是太陽能光伏組件與建筑頂部的另一種整體化模式。其可以如同瓦片一般直接鋪設到建筑物頂部之上，不需要特別安置任意的支架。太陽能瓦的革新之處，就在于可以讓光伏系統與建筑頂部融化為一體，從而真正意義上形成建筑的整體化效果。

（2）光伏組件與墻體一體化。除了建筑頂部之外，建筑物與陽光接觸最多的便是外墻。其可以運用多樣化的墻體架構以及材料，將光伏的組件充分布控在建筑物的外部墻體上，來科學運用外部墻體收納的陽光。如此不僅可以運用太陽能進行電力輸出，同時也可以有效削減建筑墻體的溫度，也進一步削減建筑室內空調的冷載荷。

（3）光伏帷幕墻。光伏帷幕墻也是將光伏組件集成到玻璃材質的帷幕墻當中，有效打破了以往玻璃材質的帷幕墻單一化功能，并且可以很好將某些有害因素擋在建筑物表層外的太陽光，轉換為相應的電能供建筑物運用，與此同時，此種復合性材料不會占用過多的建筑區域，從而也讓建筑物整體美觀性得以充分增強。

5結束語

綜上所述，本文對于太陽能光伏發電系統的基礎原理進行探究，并且深入解析目前太陽能光伏系統在綠色建筑的具體化運用，也進一步證明了全面發展運用可再生能源也是我國建筑工程領域發展的必然趨勢，只有如此，才可以在保障建筑項目品質的同時，也進一步提升對周邊環境的防護，真正意義上實現了建筑工程領域的可持續化發展。

參考文獻

[1] 鐘輝.太陽能光伏發電技術在綠色建筑中的應用分析[J].科技風，2019（20）：213.

[2] 郗復緩，劉隴剛，楊振英.太陽能光伏發電技術在綠色建筑中的應用分析[J].居舍，2018（18）：175.