分布式太陽能光伏發電站與建筑一體化技術的應用

萬文東 陳 帆 張前業 肖培杰 周光偉 雷 松

(華東送變電工程有限公司,上海 201803)

1 分布式太陽能光伏建筑一體化的概況

通過對分布式太陽能光伏建筑一體化構架進行分析，可以發現它主要以分布式太陽能光伏技術為理論依據，采用方陣方式，在建筑物最上層構架出系統、立體的太陽能矩陣。本實用新型屬于光伏建筑安裝連接件技術領域，公開了光伏建筑檁條安裝連接件，包括預埋件與建筑物的固定連接；連接桿與預埋件的活動連接，連接桿對稱交錯設置在預埋件上，且對稱交錯設置的連接桿設置點為三角形；球頭桿與連接器、球頭桿與連接桿活動連接，連接桿與萬向球頭軸承均勻設置在預埋件上，三角形對稱交錯設置。多個活動連接點可根據檁條安裝角度設置固定點。本實用新型結構巧妙，可避免因預埋件錯位等因素造成的施工不便，科學有效地調整檁條安裝角度，減少光伏建筑與檁條之間的安裝間隙，保證檁條的平穩性，釋放扭曲應力。

2 分布式太陽能光伏發電站和建筑一體化技術研究

2.1 太陽能光熱發電技術

古代時人們針對太陽能向地面輻射熱量的運用已經游刃有余。而如今，無論是我國地域遼闊的農村還是人群密集的城市，均經?？梢钥吹焦鉄岚l電技術應用最為普遍存在的產品--太陽能熱水器。與光學轉換技術相比，太陽能光熱發電轉換技術更加成熟，運用更廣泛，如太陽能熱水器和主動式太陽房。與建筑進行有效結合，更為廣泛使用的便是太陽能熱水系統。伴隨太陽能熱水系統和建筑一體化技術的逐漸完善，這一技術也悄然發生由農村向大城市、由零星客戶向大規模住宅、由單一熱水器向整體熱水系統改變的質變過程。此外，也可采用光熱發電技術進行發電，因為具備技術的優勢，發電成本比其他發電形式便宜，而且在沒有任何光照的情形下仍然能夠持續發電幾小時。依據太陽能輻射強度能把中國分成5 類地區，其中1 類地區每年輻射源總量可達到5 類地區輻射源總量的2 倍左右，造成太陽能熱水系統用于資源比較豐富地區時更有效率，而供應成本費相對便宜，設計建筑規劃及制定政策的時候應該因時制宜。

2.2 建筑外墻選用光伏發電設備

綠色節能建筑必須少用建筑材料，并靈活運用太陽能、風能等生態資源來為居民構建天然和適合定居的環境。外墻面容易接納太陽照射，容易囤積太陽能并且能夠直接將太陽能轉換成電能，這也為光伏發電設備用于工程建筑奠定了優越條件。因此，在設計里常常把分布式太陽能光伏發電板、幕墻玻璃融合在PV 幕墻玻璃中，這既可以防護太陽輻射源又可以把太陽能轉化成電能，為房屋建筑提供照明系統，降低外界墻面溫度與房間內空調負荷。PV板造型設計美觀大方，構造輕便，色彩鮮艷，可以使工程建筑具備科技感與時尚感，因此被廣泛應用于現代主義建筑當中。

2.3 太陽能發電無功補償控制運用機電一體化

光伏發電設備構造本身有一定多元性，也就是說光伏發電設備實踐中所使用的結構部件基本都是電子元器件，運作時電子元件存有諧波電流，使得電力工程服務器維護存在一定難度，不益于光伏發電設備自身穩定運作，而且在實踐應用過程中，會因電壓不足等導致電壓過載，這類運行狀態不益于保證分布式系統太陽能發電效果，對分布式系統太陽能發電效率與質量造成影響。而若電子元件開機后造成無功率損耗，則往往會導致電能消耗。因此在操作過程中需要對機電一體化技術進行合理和科學的應用，其中通常是運用機電一體化新技術對無功的實際需求量作出判斷，使輸出功率損失控制在一個有效范圍內，進而避免電壓不穩等問題的出現，維持分布式太陽能光伏發電設備的穩定。

3 結語

綜上所述，太陽能建筑將太陽能光熱技術、光伏電力技術與建筑合理融合在一起，給人們給予清潔、可再生的能量，這和現階段全球范圍內倡導的可持續發展核心理念相符合。在太陽能產業鏈飛速發展、技術與時俱進的大環境下，太陽能建筑設計與施工日益受到人們的青睞并得到了更加廣泛的認同。