太陽能光伏發電技術及在農村地區住宅建筑上的應用

成娟

摘要：太陽能具有清潔化特點，而且是可再生的，利用其進行光伏發電，有助于緩解能源危機，同時也能保護環境。農村地區住宅建筑上運用光伏發電技術，除了能滿足農村用電需求，還能用清潔能源代替存在污染的生產與生活方式，促進農村生態化發展。本篇文章在探討光伏發電好處和限制因素以外，針對農村住宅建筑中運用該項技術進行分析和研究。

關鍵詞：太陽能;光伏發電技術;農村住宅建設;應用

引言：電能是戰略能源，加快太陽能光伏發電利用，既能最大限度減少對相關資源需求，還有良好的環境保護效果，同時有助于降低發電投入。基于光伏發電優勢，針對農村地區為了節省開支，采取非清潔方式生活和生產問題，應強化這項發電技術在住宅建筑上研究。不僅能改善農村用電環境，確保供應穩定和連貫，又能使農村使用清潔能源，推動生態化發展。

一、光伏發電技術好處與限制因素

（一）好處

太陽能光伏發電過程中，主要借助的是半導體材料，通過其進行光生伏特[1]。期間中可將清潔的以及可再生的太陽能，轉化為人類生存與發展需要的電能。光伏發電屬于固態發電，利用的是太陽能，沒有污染，一般情況下也不會產生噪音，同時也不會有廢棄物生成，生態效益非常高。光伏發電比較方便，只有依照轉化的需求，生產和制造滿足發電需求的電池，保證硅元素含量契合要求，就能實現原地發電，成本會降低，供配電效益將提高。此外，與傳統火力發電相比，光伏發電自動化程度高，實行的是模塊化生產作業方式[2]，不用專門安排人員值守。光伏發電流程和程序簡單，光伏電池輕，而且體積小便于轉移，安裝非常方便。發電穩定性比較好，并且還具有設備維護難度小，簡單易操作的優勢，發電綜合效益高。

（二）限制因素

太陽能光伏發電好處多，但也存在問題和局限性。首先是受太陽能密度影響大，當無法滿足要求情況下，發電就會難以有效開展;其次，太陽能光伏發電易于受到時間周期變化和季節變化影響和干擾。晝夜交替以及不同季節太陽能輻射密度和溫度不同等，使光伏發電面對挑戰，具有較大局限性。光伏發電在天氣狀況不好的情況下，負荷將會出現問題，表現為波動過大，對發電有直接影響和限制。太陽能光伏發電中所要解決的一個重點問題是轉換率，當前具有效率低的問題，也是限制這種發電方式發展的主要因素。

二、光伏發電技術在住宅建筑中運用

（一）充分利用環境優勢

光伏發電雖然還有局限性，但優勢非常多，所以要充分利用這種發電技術。農村住宅進行光伏發電，就要充分借助環境優勢。相關調查和研究發現，大氣透明度好，更利于光伏發電技術應用。通常情況下，大氣透明度高低與太陽輻射量呈正比，也就是透明度越高，輻射量越大，也就越有助于光伏發電。我國農村地區大氣透明度優于城市，這就使農村建筑運用光伏發電具有可行性。

農村住宅建筑與城市相比，間距更大，相互遮擋比較少，日照狀況更好，這也為應用光伏發電技術提供了優勢。鑒于此，農村住宅建設期間要進行研究，把建造技術與光伏發電技術結合，促進新發電方式在農村應用。住宅建筑上應用應深入全面調查，掌握和太陽能光伏發電相關環境因素，然后有效進行利用，促進光伏發電順利實施，改變農村用電環境和增強發電環保性。

（二）建立分散式發電系統

新發展階段我國電網四通發達，輸配電輻射范圍廣。但需要注意，有些偏遠的農村還存在電網建設不完善，農民用不上電，或者是供電不穩定，存在頻繁停電問題。針對這個情況，農村住宅建筑要借助于太陽能實現光伏發電，以建立分散式發電系統，滿足電力供應不足還無法企及農村用電需求。太陽能光伏發電靈活性強，可進行小型和分散式發電，契合了偏遠農村輸配電需求。

光伏發電可有目的性展開研究，依據農村環境和住宅建筑結構和分布情況，還應結合多元化需求，開發光伏發電系統。在此基礎上根據實際需求，在住宅建筑上選擇合適的位置，安裝太陽能光伏發電設備，做好調試工作[3]。住宅建筑光照最好和日照時間最長的地方，設置光伏發電系統，發電量有保障，使農村地區用電實現自給自足。偏遠農村用電問題得到解決，同時產生良好環境效益。隨著光伏發電技術不斷提升，大范圍在農民住宅建筑中應用，使農村做飯使用電，消除由于焚燒秸稈造成的污染。

（三）太陽能路燈

新農村建設投入大，旨在改善農村面貌，提高農民生活質量。公共設施建設過程中，亮村工程備受關注。路燈設施建設相對簡單，但電力供應是需要解決的問題。電能從何而來，能不能有效保障，路燈所消耗電能由誰買單，這是亮村工程要考慮的。

太陽能光伏發電有一個特點，可分布式進行，可減少配套基礎設施建設。亮村工程中利用光伏發電技術，不用架設電線，照樣可為路燈供電，使其在夜晚亮起來，優化農村生活環境，并提高夜間活動和出行安全性。另外，亮村工程應用光伏發電技術投入少，不會給農村生活造成負擔和壓力。近年來在我國很多地方農村，路燈、指示牌供電實現光伏發電，經濟與生態效益高。

（四）做好光伏應急電源研究

光伏發電過程中要做好應急電源建設，確保其能夠單獨的輸電，滿足設備運行對交流和直流電需求。光伏發電要深入研究，結合農村地區環境和住宅建筑情況，探尋出適合農村建筑所使用的光伏發電技術和系統。

住宅建設中做好光伏發電設計與建設，合理應用光伏應急電源。這樣有利于太陽灶發展，改善做飯使用秸稈、樹枝等帶來污染問題。光伏應急電源應用有助于太陽能溫室技術，以及光伏水泵技術的發展[4]。

（五）住宅建筑中實踐運用

太陽能光伏發電技術應用，尤其是與農村住宅建筑結合，現階段包含兩種類型。住宅建筑應用光伏發電技術，一種是在原有的建筑上安裝光伏發電設備，使各個部分構成一個系統，以實現光伏發電;另外一種就是農村住宅建筑設計與規劃中，增強光伏發電技術應用意識，考慮到需求，然后針對光伏發電做好設計，并融入到施工之中，光伏發電系統與建設融為一體。

前面一種屬于安裝型光伏發電住宅，后面一種是建設型光伏發電住宅。太陽能光伏發電主要使用的是光伏電池，自身重量和體積小，對于住宅建筑不會有太大影響。太陽能光伏發電設備和組件通常安裝在屋頂，可直接設置，也可先安裝支架，然后在上面安裝組件[5]。這個主要針對安裝型光伏發電住宅，建設型光伏發電住宅結構與光伏發電系統融合，不用另外安裝構件也可達成光伏發電目的。

結束語

總之，傳統發電依靠的是燃料，需要耗費大量資源，通常伴隨嚴重的污染和損耗。隨著不可再生資源不斷減少，以及環境持續惡化，改變發電方式具有緊迫性。太陽能光伏發電好處，不會對環境產生污染，同時具有操作方便靈活特點，并且有助于節能減排落實。光伏發電技術推廣過程中，在農村住宅建筑上應用這項技術，可滿足偏遠地區分散式供電需求，解決用電問題。此外，光伏發電在農村建筑上應用，還能帶來比較好生態效益，使農村和諧與生態化發展。

參考文獻

[1] 劉學賢， 孫少越. 太陽能光伏發電技術及在農村地區住宅建筑上的應用[J]. 青島理工大學學報， 2020， 35（5）：37-41.

[2] 蘭正權. 太陽能光伏發電技術在農村建筑上的應用[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2019， 5（027）：2917-2918.

[3] 付金江. 試論太陽能光伏發電技術在農村建筑工程中推廣運用[J]. 低碳世界， 2016， 000（003）：114-115.

[4] 沈林龍. 芻議太陽能光伏發電技術在農村建筑工程中推廣運用[J]. 幸福生活指南， 2018， 000（026）：1-1.

[5] 趙敏榮， 胡希杰. 太陽能建筑實現“零能耗”的可行性探討——太陽能光伏發電技術在建筑上的應用[C]// 長三角清潔能源論壇. 0.