严程

摘要：太阳能光伏发电技术主要是依照光生伏特效应，借助太阳能电池板，将太阳辐射的光能转化为电能，具有设备简单、稳定可靠、清洁可再生的特点，因此被广泛应用在现代建筑中，是绿色建筑施工中一种非常重要的技术手段。本文就绿色建筑中太阳能光伏发电技术的应用进行了探讨，希望能够太阳能光伏发电技术的研究和应用提供一些可行性的价值参考。

关键词：太阳能;光伏发电技术;绿色建筑;应用

引言

光伏发电技术一般是指利用半导体持续效应将光能直接转化为电能，这种技术目前广泛运用于太阳能热水器等家用电器设备中，并起到了节约资源能源和增进生活便利性的作用。光能作为一种清洁、可再生、蕴藏量巨大的新能源，继风电之后逐渐得到人们的青睐。将光伏发电技术和智能绿色建筑相结合，是践行科学发展观，实现人类社会可持续发展的一项重要措施。通过阐述目前我国智能绿色建筑发展现状，发现我国智能建筑在应用中的不足，大胆创建光伏发电和绿色智能建筑相结合的模式，探究其在应用中的优势，寻找更多践行节约型社会的发展模式。

一、太阳能光伏发电技术概述

太阳能光伏发电技术的理论依据，是光生伏特效应，利用相应的太阳能电池，将太阳光能直接转化为电能，而无论其是自成系统，还是并网发电，太阳能光伏发电系统都应该包含太阳能电池板、控制器以及逆变器三部分。因为本身不涉及机械部件，太阳能光伏发电系统的安装和维护都非常简单，理论上能够将其应用到任何存在电能需求的场合。在实际应用中，太阳能电池板可以将太阳能转化为直流电，然后经由相应的逆变器，将直流电转化为交流电，再利用配电箱完成电能分配，将其中一部分电能供应给建筑本身，多余的电能则可以传输到公共电网，而当遭遇阴雨天气，或者夜间发电量不足时，可以由公共电网提供电能供应。通过这样的方式，能够有效减少建筑使用过程中对于传统能源的消耗，从而满足建筑节能降耗的需求。

二、绿色建筑概述

绿色建筑是建筑行业提出的一个新概念，其脱离了传统的绿化、屋顶花园等观念，而是指一种能够充分利用各种自然资源维持建筑物正常运行，对环境伤害极小或者对环境无害的建筑模式。因此设计人员在进行绿色建筑的规划设计时应该考虑到节约能源、节约资源、与生态环境融合等理念。具体来说绿色建筑通常包括这几个特点。第一，对传统能源消耗最低。绿色建筑对煤炭、石油、天然气等传统能源的依赖性少，建筑运行所用到的电、暖等都可以通过太阳能等清洁能源转化获得。第二，资源利用率高，资源消耗少。绿色建筑对于土地、水、建材等资源的利用都较少，且对资源的利用率极高。在建设时往往会通过相应的技术手段对土地、水等资源进行合理规划。第三，回归自然。绿色建筑往往追求建筑外观色条与自然环境的统一，且建筑运行并不會产生垃圾，对自然环境的破坏较少。光伏发电在智能绿色建筑中的应用化石能源储量不断减少、能源安全和环境恶化已经成为当前全世界共同面临的问题，可再生的清洁能源有着巨大的需求前景。世界上许多国家已经致力于大规模开发太阳能发电，开发和改进光伏发电技术，促进一个以新能源发电为标志的电力时代的到来。

三、太阳能光伏发电分类

按供电特点，太阳能光伏发电系统也可分为两大类，其一是不用公用电网发生电连接的独立光伏发电系统，这种形式是当下的主流，主要用于小容量用户、偏远的无电地区和特殊领域的供电;其二是与公用电网发生紧密电连接的并网光伏发电系统，目前大型集中式太阳能光伏电站、分散式太阳能屋顶光伏发电系统都采用的是并网形式。独立太阳能光伏发电系统的工作原理为白天、光照强度较强时，电池阵列将接收到的太阳能转换为电能，其输出的直流功率直接供给直流负载，同时将多余电能转换为化学能的形式存储在蓄电池中，当遇到夜间、阴天或雨雾等日照不足的情况时，蓄电池通过放电对负载进行供电。由于负荷电压经常产生波动，在系统中还应设置控制器以调节电压。并网光伏发电系统的特点是当太阳能电池阵列发出的电功率超过负荷需求时，可通过自动控制输向交流市电网，即为“逆潮流”，俗称“卖电”。反之，当光照不足或太阳能发电量不够时，可通过市电网进行供电，即为“正潮流”，俗称“买电”。

四、太阳能光伏发电技术在绿色建筑中的具体应用

（一）在绿色建筑天窗安装的应用

就绿色建筑而言，非常关键的就是天窗的设计，天窗会影响到光吸收率，以及会影响到遮阳作用，因此，在绿色建筑中，天窗的设计对整个建筑开始非常重要，要充分利用光伏系统的效果充分发挥重要的作用。此外，在太阳能电池板的设计中，需要将电池板设计成特定规格和形状，与此同时，必须认真分析电池板的倾斜角度，确保太阳能光伏系统可以充分吸收光能。

（二）在绿色建筑屋顶的应用

绿色建筑屋顶与阳光的接触面积虽然比外墙接触面积小，但是在屋顶安装太阳能电池板时不需要考虑角度以及这档问题，极大的方便了施工。但是在屋顶安装光伏发电系统时，设计人员需要考虑到自然灾害对系统运行以及使用寿命的影响。常见的自然灾害有雨雪、雷电以及大风。对雨雪的预防可以通过调整屋顶倾斜角的方法，降低雨雪堆积的可能性;而对于雷电的防护除了在建筑物设置必要的防雷装置外，还需要采用高强度的材料制作太阳能电池板;对于大风的防护则需要在安装电池板时紧抓安装质量，提高电池板的牢固性。

（三）在绿色建筑外墙的应用

绿色建筑物墙壁的设计非常重要，因为它涉及到光的吸收效率和与光的接触面积，大部分设计人员会将绿色建筑墙壁设计为玻璃幕墙，这与现代建筑的玻璃幕墙设计的效果是一样的，其不仅可以增加美观，还可以增加与光的接触面积，提高光吸收率，利用玻璃幕墙这样的设计特点，将所有收集的太阳能转换为电能，提高资源利用率。因此，降低能耗量并促进环境的进一步发展。

（四）入网模式方面的应用

光伏技术与建筑相结合应用时，大多采用并网发电的方式，因为国家对并网技术出台了相关政策进行支持。同时，并网技术可以将多余电力输送给电力公司，中心电网控制、管理着光伏发电系统进入或者退出电网。

（五）在绿色建筑其他环节的应用

除了上述部分使用太阳能发电外，太阳能发电系统可用于其他领域，太阳能光伏系统还可以用作遮阳板。此外，可以根据太阳能电池板的功能，以满足绿色建筑的要求，太阳能光伏系统可以提高资源利用率，减少能源使用并将太阳能转化为电能，但在设计过程中，要确保其安全，保证太阳能光伏系统正常运行。

五、结束语

节能环保是21世纪人类最为重视的问题，各国政府都极为重视开发、利用新能源，借助于国外相关光伏建筑一体化的应用实例，从我国国情出发，使太阳能光伏发电技术在公共建筑中大范围应用起来，推动我国太阳能发电事业的飞速发展。

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