1、光伏发电系统在绿色建筑中的应用及其节能研究【摘要】经济的迅猛发展及社会生活水平的快速提升，使得能源消耗日益加剧，传统化石能源面临危机，此时对新能源的开发和利用已迫在眉睫。将绿色能源与现代化建筑相融合是新世纪建筑发展的主流与必然趋势，而光伏发电系统作为太阳能利用的一种尖端先进的技术被大范围采用。在对光伏发电系统工作的基本原理进行简要分析的基础上，针对其在绿色建筑中的应用现状及节能控制进行研究，对推广该系统的应用具有一定的参考价值。 【关键词】光伏发电系统；绿色建筑；太阳能1、引言当今世界处于机遇和挑战共存的发展阶段，能源问题成为制约各国经济发展的突出问题。传统化石能源在促进社会进步的同时，也造成2、了一系列的环境问题，使得生态系统恶化日益加剧。面对能源危机现状，人类应该关心和探究新能源的开发及研究。太阳能的储量拥有无限性，是一种可再生的清洁能源，其存在范围具有普遍性，利用的经济性也更加突出，相比较化石能源有诸多优良的特性，是较好的新能源。光伏发电系统作为太阳能利用的重要形式，具有电能存储、传输及利用非常方便的优点，未来发展前景良好。所谓绿色建筑，就是在其整个寿命中，尽可能的节省和保护资源与环境并控制污染的发生，使人们处于健康、舒适的空间内，和自然友好和谐共处的建筑。由于建筑项目所产生的能耗在总社会能耗中占据比例较大，故将光伏发电系统推广应用到建筑中能够最大限度的节约传统能源，有利于改善和3、优化能源结构、保护环境，具有非常重要的现实意义。2、光伏发电系统基本原理光伏发电系统将太阳能最终转化成电能的形式，其工作原理是指太阳能电池板在阳光的作用下产生电能，然后通过充放电控制器给蓄电池组进行充电，也可以在负载合适的条件下进行直接供电。假如系统中存在交流负载，则要求采用直流/交流逆变器把直流电转化为交流电使用。该发电系统的重要组成部件有伏电池组件、控制器、逆变器、蓄电池组及测量设备。其中光伏电池组件把太阳的辐射能转化为电能，组件的功率应当达到负载需求。控制器的作用是避免蓄电池组发生过度充放电而影响使用寿命，是光伏发电系统必不可少的设备。逆变器在系统中存在交流负载时使用，将直流电转化为负载4、需要的交流电，同时和充放电控制器相配合，把输出的电能传输至电网。蓄电池组主要是将光伏电池组件所产生的电能储存起来，同时可随时为负载供电。智能化测量设备主要是测量系统的重要参数，有时要完成远程信息传输及遥控功能。3、光伏系统在建筑中的应用将光伏发电系统和建筑融为一体的光伏建筑按照组件安装方式的不同包括太阳能屋顶、太阳能墙体、太阳能天窗及太阳能遮顶篷。光伏系统在建筑中的应用按照光伏组件和建筑进行一体化设计时建筑要素的区别，主要包括在建筑外墙体、屋顶、天窗及其它元素中的应用。3.1光伏系统在外墙体中的应用外墙体是高层建筑中和阳光有最大接触面积的外层，为通过墙体高效的采集太阳能，要使用合理的墙体材料与5、结构。为了保证建筑的美学要求，通常把光电组件与传统的玻璃幕墙集成PV玻璃幕墙，该幕墙在具备维护功能的基础上，能够将太阳长期照射产生的热辐射屏蔽，同时能够将太阳能转换成电能。此外，还可以降低墙体温度而减轻空调工作的冷负荷。这时，建造一个外层为光电幕墙、内层为密封幕墙的双层墙系统可以有效利用光电组件产生的热量。光伏板应用到外墙体的过程中，要留意透明度的选择，以保证在室内光线良好的基础上光电组件的接收性能处于良好状态。3.2光伏系统在屋顶中的应用将光伏组件安装到屋顶的位置能够尽可能的避免遮挡，有利于接收太阳光。在安装过程中要采用合理的结构以达到防雨防雪的目的。尤其是在降雪量较大的地方，屋顶的坡度设计6、可能更为倾斜以避免大量积雪。光电组件应用到屋顶时，还要注意材料的选用，不仅要具有足够的强度以抵抗冰雹等的侵袭，还要做好一定的防雷举措，以防止雷电破坏电池板。3.3光伏系统在天窗中的应用天窗的作用主要是进行采光，某些位置采用光伏天窗不仅能够避免室内空间长期遭到强光的直射，还能够采集阳光并利用产生的电能为室内照明。光伏系统应用到天窗的过程中，要注意采光率的设计，可以将天窗造型设计为井格状以达到立体采光的目的，同时能够丰富室内空间的效果。此外，天窗的倾斜度设计也要达到防雨防雪的要求。4、光伏系统应用到绿色建筑的节能研究光伏系统应用到绿色建筑最直接的节能效果是将太阳能转化为电能，给建筑供应一定的电力，7、降低电网的供电量。同时，光伏系统在外墙体的应用可以将外界的阳光充分吸收以提升其隔热能力，从而降低了夏季空调的冷负荷，这也间接的减少了煤炭资源的使用，减轻了环境污染。光伏系统具有较高的安装成本，不过其运行成本较低，在较短的时间内就能够收回成本，具有可观的经济效益。5、结束语将光伏发电系统应用到建筑中具有一定的必要性与经济价值，对于构建绿色建筑的作用非常重要。我们应该注重提升生态建筑设计理念，促进发展先进的光伏技术以完善优化光伏建筑的一体化设计。尤其对于多、高层建筑来说，应尽快进行光伏系统改造，尽早实现建成资源节约型环境友好型社会的目标。参考文献1马一鸣，马龙翔.太阳能光伏发电与建筑一体化J.沈阳工程学院学报（自然科学版），2011（01）2谢同建.浅谈太阳能光伏发电系统原理及设计与应用J.江苏建筑，2011（06）3周丽.太阳能技术在建筑节能方面的应用探索J.门窗，2014（09）