太陽能光伏發(fā)電在節(jié)約型城市建設(shè)中的應(yīng)用

卜華成

摘要：針對我國節(jié)約型城市建設(shè)速度不斷更新，城市對電能的消耗量將日益增多，以傳統(tǒng)能源供電的城市發(fā)展，大大加速了對環(huán)境造成的污染及惡化進(jìn)程，不利于建設(shè)節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展思維。結(jié)合我國“十三五”智慧城市規(guī)劃建設(shè)，本文提出了太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于智慧城市建設(shè)發(fā)展，有效解決了智慧城市低碳經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保等經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電技術(shù)；節(jié)約型城市；綠色環(huán)保

中圖分類號：TM615 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2018）006-0-02

一、光伏新能源發(fā)電技術(shù)

作為我國城市“十三五”規(guī)劃建設(shè)， 國家在“十三五”期間進(jìn)行打造低碳、綠色環(huán)保的智慧城市。太陽能光伏發(fā)電在智慧城市中的應(yīng)用，有效地改善了城市對傳統(tǒng)能源的依賴，從而達(dá)到低碳經(jīng)濟(jì)、高效節(jié)能、綠色環(huán)保的目的。當(dāng)前太陽能光伏發(fā)電技術(shù)相當(dāng)成熟，所以太陽能光伏發(fā)電是我國智慧城市規(guī)劃建設(shè)發(fā)展的最佳選擇。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)很好的解決了我國智慧城市的發(fā)展需求，在今后太陽能光伏發(fā)電占領(lǐng)能源市場勢在必得。

太陽能光伏發(fā)電解決了智慧城市低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保的重大問題，也使智慧城市的規(guī)劃建設(shè)不斷加強(qiáng)了太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。彼此之間相互促進(jìn)協(xié)同發(fā)展將是我國未來能源、經(jīng)濟(jì)及城市發(fā)展方向的指引。

（一）光伏新能源發(fā)電技術(shù)的基本工作原理

光伏新能源發(fā)電是通過太陽能電池組件對太陽能進(jìn)行采集，然后將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，在通過光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器將其轉(zhuǎn)化為交流電，使用時用控制器進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。并且具備充電蓄能的作用，白天利用太陽能進(jìn)行發(fā)電，晚上利用蓄能電池進(jìn)行供電。

（二）光伏新能源發(fā)電技術(shù)的特征

光伏新能源相對傳統(tǒng)的石油、天然氣的發(fā)電技術(shù)而言，能夠更好地對峰值進(jìn)行可控制的調(diào)節(jié)，使得電網(wǎng)十分穩(wěn)固。相對利益和成本而言，光伏新能源無論是環(huán)?？沙掷m(xù)還是其具有白天蓄電、晚上供電的功能，都進(jìn)一步說明比傳統(tǒng)石油等發(fā)電節(jié)省成本。光伏新能源無論是在任何行業(yè)其利用率都要比傳統(tǒng)方式高很多，尤其是在建筑行業(yè)，比其他行業(yè)的利用率更高。

（三）影響光伏新能源的主要因素

太陽能電池板的傾斜角度。由于建筑過程中，其所在的地形地貌、氣候和周圍的輻射場都存在一些影響，所以只有因地制宜地算好電池板的傾斜角度，才能夠使光伏新能源得到最大利用率的電能。各組件之間電性不匹配。一般情況下，光伏新能源在建筑中應(yīng)用時，都會出現(xiàn)組件電流或是電壓不匹配的事情，那是因為建筑外墻在組建過程中所需要的平面其形狀大小各異的原因?qū)е碌?。所以要想避這樣的事情，就要對建筑外墻進(jìn)行分區(qū)域統(tǒng)一電性或者是分區(qū)后使用不同的電池片來平衡。光伏電池強(qiáng)度。由于光伏新能源在建筑中使用時，都是使用光伏材料作為建筑材料的，所以其強(qiáng)度的大小對輸出的電量有著直接的影響。由于建筑過程中，光伏組件的使用范圍廣，而且使用的位置也不同，導(dǎo)致需要的光伏強(qiáng)度也不同，所以需要對不同位置進(jìn)行不同強(qiáng)度的光伏組件使用，例如采光好的屋頂可以考慮使用強(qiáng)度大一些的光伏組件，這樣采集到的太陽能的能量大。

二、光伏發(fā)電在節(jié)約型城市中應(yīng)用與優(yōu)勢

（一）光伏新能源發(fā)電技術(shù)在建筑電氣節(jié)能中的應(yīng)用

1.應(yīng)用形式。光伏新能源發(fā)電技術(shù)在建筑電氣節(jié)能中的應(yīng)用形式有兩種，分別是：第一種形式是光伏系統(tǒng)與建筑相結(jié)合。通過將光伏發(fā)電設(shè)備安裝在建筑物的外墻或是屋頂，通過與其他組件的配合進(jìn)行供電與蓄電，這種供電形式相對獨(dú)立，可實現(xiàn)自給自足的供電模式；第二種形式是光伏系統(tǒng)的組件與建筑過程中的材料相結(jié)合共同使用。具體方法是將光伏發(fā)電中的一些組件通過特殊的制作方法與材料，制作為建筑所需要的屋頂、窗戶等建筑材料，取代普通的建筑材料既省錢又方便，而且由于建筑物的材料里面有光伏組件，所以采集到的太陽能要比其他形式的光伏系統(tǒng)量大，所供電量也就更充足。

2.設(shè)備的安裝與維修保護(hù)。光伏新能源在安裝過程中，因為其工作原理是利用太陽能來轉(zhuǎn)化為電能，所以需要將設(shè)備安裝在無遮擋物且陽光充足的地方，確保設(shè)備能夠采集得到足夠的陽光。由于赤道附近的陽光能量最足，所以在安裝時要保證將其方向沖著赤道方向安裝，而且要算好設(shè)備安裝時的角度，保證受熱均勻，且要定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

3.安裝過程中的注意事項。首先，要確保安裝時無障礙物遮擋陽光；其次，在安裝過程中，為了保護(hù)光伏新能源設(shè)備的安全，安裝設(shè)備的周圍環(huán)境十分重要，要保證其不受到碰撞等事情的發(fā)生；最后，面對惡劣的氣候和許多不可抗力的事故時要有相應(yīng)的急救和預(yù)防措施，保證光伏新能源的發(fā)電正常進(jìn)行隨著全球不可再生資源的過度開采及利用，導(dǎo)致能源枯竭和環(huán)境的嚴(yán)重污染，太陽能作為一種“取之不盡、用之不竭”的低碳經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保、供給安全的新能源越來越受到重視、同時， 也隨著太陽能光伏技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，廣泛應(yīng)用與我們?nèi)粘Ｉ钪校?逐漸取代了傳統(tǒng)能源的利用。作為現(xiàn)代節(jié)約型城市的建設(shè)，太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用能給節(jié)約型城市建設(shè)帶來更多好處。

（二）光伏新能源發(fā)電技術(shù)在城市節(jié)能應(yīng)用中的優(yōu)勢

達(dá)到智慧城市低碳、綠色環(huán)保的要求：因為太陽能發(fā)電是一種清潔無污染的能源轉(zhuǎn)換，能源利用給節(jié)約型智慧城市帶來零污染，零排放，從而達(dá)到節(jié)約型城市建設(shè)中首選能源利用之一。達(dá)到國家節(jié)能環(huán)保的戰(zhàn)略：我國作為能源消費(fèi)大國，自給自足很難達(dá)到，主要依賴于進(jìn)口。在現(xiàn)代化節(jié)約型城市建設(shè)中，節(jié)能環(huán)保，綠色發(fā)展是我國“十三五”重要部署。加強(qiáng)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在節(jié)約型城市中的應(yīng)用，達(dá)到綠色發(fā)展，節(jié)能環(huán)保的智慧城市，能夠有效地解決資源緊缺，發(fā)到節(jié)能環(huán)保的戰(zhàn)略意義。促進(jìn)了我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：我國是光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)大國，但是太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國家。從而大部分產(chǎn)品主要出口歐美國家，由于當(dāng)前處于經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇乏力的環(huán)境，歐美國家進(jìn)行貿(mào)易保護(hù)，對我國光伏產(chǎn)品進(jìn)行反傾銷，使之我國光伏行業(yè)發(fā)展受到重創(chuàng)，制約著我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及我國經(jīng)濟(jì)增長。根據(jù)國家“十三五”智慧城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的提出及規(guī)劃發(fā)展，加強(qiáng)了新能源替代傳統(tǒng)能源的充分利用，從而促進(jìn)了我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

三、光伏發(fā)電與智慧城市協(xié)同發(fā)展的前景

（一）因為太陽能是一種可再生能源，節(jié)能環(huán)保，加強(qiáng)太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用，能促進(jìn)我國光伏相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 使之成為我國未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展支柱，減輕我國就業(yè)壓力，能源支配緊張，環(huán)境污染等相關(guān)問題，從而促使我國的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)得到有效改善。太陽能光伏發(fā)電解決了智慧城市低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保的重大問題，也使智慧城市的規(guī)劃建設(shè)不斷加強(qiáng)了太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。彼此之間相互促進(jìn)協(xié)同發(fā)展將是我國未來能源、經(jīng)濟(jì)及城市發(fā)展方向的指引。

（二）作為我國城市“十三五”規(guī)劃建設(shè)，國家在“十三五”期間進(jìn)行打造低碳、綠色環(huán)保的智慧城市。太陽能光伏發(fā)電在智慧城市中的應(yīng)用，有效地改善了城市對傳統(tǒng)能源的依賴，從而達(dá)到低碳經(jīng)濟(jì)、高效節(jié)能、綠色環(huán)保的目的。當(dāng)前太陽能光伏發(fā)電技術(shù)相當(dāng)成熟，所以太陽能光伏發(fā)電是我國智慧城市規(guī)劃建設(shè)發(fā)展的最佳選擇。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)很好的解決了我國智慧城市的發(fā)展需求，在今后太陽能光伏發(fā)電占領(lǐng)能源市場勢在必得。

（三）當(dāng)前針對光伏新能源的應(yīng)用上，由于科學(xué)技術(shù)的限制，光伏新能源還無法實現(xiàn)大范圍的運(yùn)用，并且在進(jìn)行實際應(yīng)用過程中，存在著一定的限制。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，對光伏系能源的運(yùn)用水平也在不斷的提升，光伏新能源在我國的應(yīng)用形式主要有兩種：一是把光能源轉(zhuǎn)變成電能，進(jìn)行應(yīng)用。在太陽能轉(zhuǎn)變成電能并提供動力支持的過程中，需要太陽電池板以及控制其和逆變器等相關(guān)設(shè)備。太陽電池板在白天收集太陽光轉(zhuǎn)換成電能。這個時候的電能由于其壓力較大，電力傳輸線路無法對其進(jìn)行直接傳輸，所以，必須利用逆變器對太陽電池板中的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，電力傳輸線路才能夠?qū)ζ溥M(jìn)傳輸，把電力能源傳輸?shù)娇刂破鳟?dāng)中，進(jìn)行供電或者著照明使用。二是把太陽光能轉(zhuǎn)變成熱能。在建筑物中安裝相關(guān)裝置，通過裝置把太陽能轉(zhuǎn)變成熱能，以保證建筑物和居民的入場供暖需求，為降低建筑行業(yè)對電氣資源的消耗提供了重要的條件，有效促進(jìn)了我國的節(jié)能減排水平提升。

四、結(jié)語

綜上所述，太陽能是人類開發(fā)的新能源，太陽能光伏發(fā)電具有可再生性和環(huán)保性，與我國提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求一致，也必然是全世界今后研究新能源的主要方向。這個在改革的初期必然會伴隨有一系列的疑難雜癥，但是我相信隨著技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，我們的事業(yè)會不斷的成熟，理念會不斷的更新，最終促進(jìn)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展。

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基金項目：本文系江蘇大學(xué)科研立項項目成果，項目編號16C585。