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[摘 要]当前建筑行业迅猛发展，对能源、资源消耗逐渐增加，致使资源紧张。建筑电气节能成为建筑行业节能中的重中之重。面对日益严峻的能源形势，节能减排势在必行。在节能大背景下，新能源的开发备受重视。本文对建筑电气节能中光伏新能源的应用进行了探究。
[关键词]能源消耗；节能减排；可持续发展战略；建筑电气；气候问题
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）07-0154-01
当前全世界建筑能耗占据社会能耗总量的40%，越超工业消耗。若想构建资源节约型社会，维护生态平衡，建筑物节能减耗是关键。利用环保、绿色的、可再生的能源，比如光伏能源进行建筑电气节能是有一个极有成效的举措。
一、建筑电气节能原则
1.1 优化性原則
综合分析包括电气最高负荷、常用电量以及电气额定功率等影响建筑电气设备运行效率的各项综合因素，并结合以往经验对比分析各种弊端，以此选择最优电气节能设计方案，确保建筑节能设计方案有效落实的可靠性。比如可以设计自动化温感系统，电气系统会在检测到环境温度超出限定之后自动停止运行，不仅可以大大降低运行能耗，同时又可以提升系统运行的安全性。
1.2 适用性原则
建筑电气节能的基本前提之一在于确保适用性。不能以节能为唯一目标而牺牲建筑电气运行效率。在设计建筑电气节能方案时必须从建筑建设的具体情况出发，着重分析供电体系与电气系统的特征，并据此明确设计规划方向，在不影响电气系统运行稳定性和运行效率的前提下，设计能够实现节能降耗目的的最适用的节能方案。电气节能设计工作要紧密围绕供电系统展开，结合建筑建设目标与要求优化分析，选择最佳方案。
1.3 经济性原则
建筑电气节能一定要遵守经济效益原则。不能在实现建筑节能目的的同时却花费大量资金，顾此失彼，要重视投入与效益的比重。可以通过建筑废品回收等方式弥补花费。
1.4 实际性原则
建筑电气节能工作以电气系统为主展开，而电气系统所涉及的专业内容繁多，进行节能设计时，一定要遵守实际性原则，从实际情况出发，设计与实际情况相符、具有较高执行度的节能设计方案。以成熟的科学理论作为节能设计指导理论，综合分析建筑电气功能特征，研究电气系统稳定运行条件，融入节能降耗理念，利用最为合适的节能技术与方法，确定最优节能方案。
二、光伏新能源技术特点
2.1 光伏新能源
能源是社会进步和经济增长的基本驱动之一，能源作为维持社会各项生活、生产活动得以正常、稳定进行的基本保障一直以来受到各方关注。当前各国对能源的需求和消耗逐渐增加，对煤炭、天然气、石油等能源依赖度颇高，若想实现经济可持续发展，必须开发新能源。[1]在建筑电气节能大背景下，光伏新能源被引入建筑节能设计方案中。光伏新能源也即我们日常所说的太阳能，指的是借助太阳电池将太阳照射的光直接转化为电能，既无污染，也无噪音的一种可再生新能源。与传统能源相比，光伏新能源对生态环境影响较小，且是一种可以再生的新型能源，应用优势较大。
2.2 光伏新能源技术原理
光伏新能源在建筑发电节能中之所以受到青睐是由其基本工作原理所决定的。太阳能电池板在日间太阳光照条件下通过光电效应获取电能，太阳电池组在持续日照作用下产生电动势，充放电控制器可以对蓄电池进行充电，逆变器可以对太阳能发电系统所发出的电能进行直流交流转换，而调节和控制电能则由光伏控制器完成。若需要使用电能，则夜间在逆变器作用下蓄电池组可以将直流电转换为交流电，然后传输到配电柜中，由配电柜切换来完成供电。[2]
三、建筑电气节能中光伏新能源的应用
光伏新能源主要通过充电控制器、太阳能电池板、放电控制器、蓄电池、用电负荷和逆变器等各组件构成的系统装置实现发电。在此系统装置中，放电控制器、充电控制器和逆变器为保护与控制系统，而蓄电池和太阳能电池板则为电源系统。在建筑中运用此系统的方式通常为并网系统、混合系统、并网混合、独立系统和群控系统。太阳电池板白天收集太阳能并将其转化为电能，晚上逆变器将直流电转换为交流电并经由控制器向配电柜传输实现供电。在建筑电气节能中使用光伏新能源需要特别注意要选择位置较好的地方安装太阳电池板，并做好日常维护工作。尽量选择没有遮挡且太阳光照充足的位置安放太阳电池板。并于朝向赤道的方向安放。[3]日常维护时，应该采取隔离措施，严禁装置被无端碰撞、敲打；对于极端天气，比如狂风暴雨以及冰雪天气要及时做好防护措施。此外，光伏幕墙需要设置防雷和防火措施，且，至少每年春秋两季要检查建筑屋顶和光伏幕墙，确保装置使用的安全性和稳定性。
光伏能源是众多能源中最为理想的一种新型能源，其不仅不会产生污染与噪音，且具备零碳优势，从经济因素考虑，故障率较低，建设周期较短，方便维护，运行可靠。故此，光伏能源在建筑电气节能中广受青睐。[4]当前我国对于光伏能源的应用主要分为光电应用和光热应用，光热应用则是将光伏能源作为建筑的供热热源，为人们日常生活提供采暖以及供热等需求，比如太阳能空调。而应用于建筑电气节能中的便是光电应用。光电应用通过半导体光生伏打效应获取电能，以此为建筑提供应急照明、生产用电、公共区域照明以及试验用电等各种用电需求。
在建筑电气节能设计中，光伏建筑一体化作为节能设计理念，也即将太阳能光伏发电方阵安装于建筑围护结构的外表面来为建筑提供日常所需电力。光伏建筑一体化方式根据建筑与光伏方阵的结合方式的差异性划分为两种：其一，光伏方阵与建筑集成，使得光伏方阵变成建筑中至关重要的组成部分，也即光电幕墙、光电瓦屋顶或者光电采光顶等，光伏组件成为一种具体的建筑材料；其二，光伏方阵与建筑进行结合，也即光伏方阵依附于建筑，建筑是光伏方阵所应用的载体，进而起到一定的支撑作用。在建筑电气节能中运用光伏能源有极大的优势，首先，建筑设计中所运用的建筑材料为太阳能电池板，降低了能耗，符合节能减排的要求，美化了建筑整体外观与结构，同时从经济方面还减少了整体造价与安装成本；其次，因通过光伏建筑一体化并网发电，建筑体系可以随时于电网中输入或者取出电能，不仅可以实现节能目的，还可以通过光伏系统将多余的电能及时反馈至电网中，起到一定的调峰作用，提升供电可靠性；最后，光伏阵列占地面积较小，在建筑中安装成本较低，从经济方面来讲，造价得到了有效控制，且在节能减排的同时也能够大大缓解城市土地资源紧张的局势。
结语
随着国家经济迅猛发展，我国能源消耗急剧攀升，在建筑行业中电气环节成为耗能最大的环节之一，提出电气节能具有很重要的现实性意义。本文对光伏能源在电气节能中的有效利用进行了探讨与说明，以供同行参阅。
参考文献
[1] 杨翠翠.建筑电气节能中光伏新能源的应用[J/OL].中国高新技术企业，2017，（11）：143-144（2017-06-29）.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.4406.N.20170629.1724.073.html.DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.073.
[2] 郑艳妮.建筑电气节能减排措施及光伏新能源的应用探究[J].山东工业技术，2016，（18）：96.
[3] 陈渐春.建筑电气节能问题的研究[D].吉林建筑大学，2015.
[4] 夏荣华，王平.建筑电气节能减排措施及光伏新能源的应用[J].科技传播，2012，（09）：164+173.
作者简介
姜永健，男（1967-），汉族，山东潍坊人，高级工程师，大学，研究方向：建筑电气。
[关键词]能源消耗；节能减排；可持续发展战略；建筑电气；气候问题
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）07-0154-01
当前全世界建筑能耗占据社会能耗总量的40%，越超工业消耗。若想构建资源节约型社会，维护生态平衡，建筑物节能减耗是关键。利用环保、绿色的、可再生的能源，比如光伏能源进行建筑电气节能是有一个极有成效的举措。
一、建筑电气节能原则
1.1 优化性原則
综合分析包括电气最高负荷、常用电量以及电气额定功率等影响建筑电气设备运行效率的各项综合因素，并结合以往经验对比分析各种弊端，以此选择最优电气节能设计方案，确保建筑节能设计方案有效落实的可靠性。比如可以设计自动化温感系统，电气系统会在检测到环境温度超出限定之后自动停止运行，不仅可以大大降低运行能耗，同时又可以提升系统运行的安全性。
1.2 适用性原则
建筑电气节能的基本前提之一在于确保适用性。不能以节能为唯一目标而牺牲建筑电气运行效率。在设计建筑电气节能方案时必须从建筑建设的具体情况出发，着重分析供电体系与电气系统的特征，并据此明确设计规划方向，在不影响电气系统运行稳定性和运行效率的前提下，设计能够实现节能降耗目的的最适用的节能方案。电气节能设计工作要紧密围绕供电系统展开，结合建筑建设目标与要求优化分析，选择最佳方案。
1.3 经济性原则
建筑电气节能一定要遵守经济效益原则。不能在实现建筑节能目的的同时却花费大量资金，顾此失彼，要重视投入与效益的比重。可以通过建筑废品回收等方式弥补花费。
1.4 实际性原则
建筑电气节能工作以电气系统为主展开，而电气系统所涉及的专业内容繁多，进行节能设计时，一定要遵守实际性原则，从实际情况出发，设计与实际情况相符、具有较高执行度的节能设计方案。以成熟的科学理论作为节能设计指导理论，综合分析建筑电气功能特征，研究电气系统稳定运行条件，融入节能降耗理念，利用最为合适的节能技术与方法，确定最优节能方案。
二、光伏新能源技术特点
2.1 光伏新能源
能源是社会进步和经济增长的基本驱动之一，能源作为维持社会各项生活、生产活动得以正常、稳定进行的基本保障一直以来受到各方关注。当前各国对能源的需求和消耗逐渐增加，对煤炭、天然气、石油等能源依赖度颇高，若想实现经济可持续发展，必须开发新能源。[1]在建筑电气节能大背景下，光伏新能源被引入建筑节能设计方案中。光伏新能源也即我们日常所说的太阳能，指的是借助太阳电池将太阳照射的光直接转化为电能，既无污染，也无噪音的一种可再生新能源。与传统能源相比，光伏新能源对生态环境影响较小，且是一种可以再生的新型能源，应用优势较大。
2.2 光伏新能源技术原理
光伏新能源在建筑发电节能中之所以受到青睐是由其基本工作原理所决定的。太阳能电池板在日间太阳光照条件下通过光电效应获取电能，太阳电池组在持续日照作用下产生电动势，充放电控制器可以对蓄电池进行充电，逆变器可以对太阳能发电系统所发出的电能进行直流交流转换，而调节和控制电能则由光伏控制器完成。若需要使用电能，则夜间在逆变器作用下蓄电池组可以将直流电转换为交流电，然后传输到配电柜中，由配电柜切换来完成供电。[2]
三、建筑电气节能中光伏新能源的应用
光伏新能源主要通过充电控制器、太阳能电池板、放电控制器、蓄电池、用电负荷和逆变器等各组件构成的系统装置实现发电。在此系统装置中，放电控制器、充电控制器和逆变器为保护与控制系统，而蓄电池和太阳能电池板则为电源系统。在建筑中运用此系统的方式通常为并网系统、混合系统、并网混合、独立系统和群控系统。太阳电池板白天收集太阳能并将其转化为电能，晚上逆变器将直流电转换为交流电并经由控制器向配电柜传输实现供电。在建筑电气节能中使用光伏新能源需要特别注意要选择位置较好的地方安装太阳电池板，并做好日常维护工作。尽量选择没有遮挡且太阳光照充足的位置安放太阳电池板。并于朝向赤道的方向安放。[3]日常维护时，应该采取隔离措施，严禁装置被无端碰撞、敲打；对于极端天气，比如狂风暴雨以及冰雪天气要及时做好防护措施。此外，光伏幕墙需要设置防雷和防火措施，且，至少每年春秋两季要检查建筑屋顶和光伏幕墙，确保装置使用的安全性和稳定性。
光伏能源是众多能源中最为理想的一种新型能源，其不仅不会产生污染与噪音，且具备零碳优势，从经济因素考虑，故障率较低，建设周期较短，方便维护，运行可靠。故此，光伏能源在建筑电气节能中广受青睐。[4]当前我国对于光伏能源的应用主要分为光电应用和光热应用，光热应用则是将光伏能源作为建筑的供热热源，为人们日常生活提供采暖以及供热等需求，比如太阳能空调。而应用于建筑电气节能中的便是光电应用。光电应用通过半导体光生伏打效应获取电能，以此为建筑提供应急照明、生产用电、公共区域照明以及试验用电等各种用电需求。
在建筑电气节能设计中，光伏建筑一体化作为节能设计理念，也即将太阳能光伏发电方阵安装于建筑围护结构的外表面来为建筑提供日常所需电力。光伏建筑一体化方式根据建筑与光伏方阵的结合方式的差异性划分为两种：其一，光伏方阵与建筑集成，使得光伏方阵变成建筑中至关重要的组成部分，也即光电幕墙、光电瓦屋顶或者光电采光顶等，光伏组件成为一种具体的建筑材料；其二，光伏方阵与建筑进行结合，也即光伏方阵依附于建筑，建筑是光伏方阵所应用的载体，进而起到一定的支撑作用。在建筑电气节能中运用光伏能源有极大的优势，首先，建筑设计中所运用的建筑材料为太阳能电池板，降低了能耗，符合节能减排的要求，美化了建筑整体外观与结构，同时从经济方面还减少了整体造价与安装成本；其次，因通过光伏建筑一体化并网发电，建筑体系可以随时于电网中输入或者取出电能，不仅可以实现节能目的，还可以通过光伏系统将多余的电能及时反馈至电网中，起到一定的调峰作用，提升供电可靠性；最后，光伏阵列占地面积较小，在建筑中安装成本较低，从经济方面来讲，造价得到了有效控制，且在节能减排的同时也能够大大缓解城市土地资源紧张的局势。
结语
随着国家经济迅猛发展，我国能源消耗急剧攀升，在建筑行业中电气环节成为耗能最大的环节之一，提出电气节能具有很重要的现实性意义。本文对光伏能源在电气节能中的有效利用进行了探讨与说明，以供同行参阅。
参考文献
[1] 杨翠翠.建筑电气节能中光伏新能源的应用[J/OL].中国高新技术企业，2017，（11）：143-144（2017-06-29）.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.4406.N.20170629.1724.073.html.DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.073.
[2] 郑艳妮.建筑电气节能减排措施及光伏新能源的应用探究[J].山东工业技术，2016，（18）：96.
[3] 陈渐春.建筑电气节能问题的研究[D].吉林建筑大学，2015.
[4] 夏荣华，王平.建筑电气节能减排措施及光伏新能源的应用[J].科技传播，2012，（09）：164+173.
作者简介
姜永健，男（1967-），汉族，山东潍坊人，高级工程师，大学，研究方向：建筑电气。