論太陽能和當代建筑相結(jié)合的應用

張道勇

隨著人類社會的發(fā)展，社會文明程度也越來越高。人們不再滿足傳統(tǒng)的能源技術(shù)，目光轉(zhuǎn)向了更高級的能量源泉——太陽能發(fā)電。如果將太陽能的發(fā)展和建筑市場相結(jié)合，就能使得人類的生活質(zhì)量提高到一個更高的層次。本文將簡析這兩者結(jié)合的應用。

一、太陽能光伏技術(shù)原理

太陽能光伏技術(shù)，即利用太陽能電池板太陽光接收功能，將太陽光轉(zhuǎn)化為電能，存儲于蓄電池內(nèi)部，作用于直流電器等領域中，達到節(jié)能發(fā)電狀態(tài)。同時，就目前來看，太陽能光伏技術(shù)在應用過程中更為注重強調(diào)對晶體硅、非晶體硅等硅元件的應用，即由于晶體硅效率為7%～10%，且1kW太陽能所產(chǎn)生的電能為70W～100W，因而發(fā)電功率較高。為此，為了打造良好的發(fā)電空間，我國建筑領域在可持續(xù)發(fā)展過程中，應利用硅元件作為光伏元件，由此達到最佳的效果。此外，從太陽能光伏技術(shù)應用角度來看，單一太陽電池被廣泛應用于實踐作業(yè)過程中，同時在單一太陽電池發(fā)電環(huán)境下，要求相關(guān)技術(shù)人員應注重結(jié)合電子學特性，對半導體材料進行選擇。同時，在硅晶體二極管布設過程中，為了創(chuàng)造良好的太陽能發(fā)電環(huán)境，應結(jié)合太陽光譜波長<1.1mm的特點，將太陽光線置入到P-N環(huán)境下，且利用電場推進N區(qū)向P區(qū)的位移，由此達到最佳的光照效果，并確保太陽能電池內(nèi)部形成穩(wěn)定的電流環(huán)境，滿足太陽能光伏技術(shù)應用需求。

二、太陽能光伏技術(shù)系統(tǒng)組成

（一）太陽能電池板

為了實現(xiàn)對太陽能的有效利用，在太陽能光伏系統(tǒng)布設過程中，應注重將多個電池以并聯(lián)或串聯(lián)的形式進行連接，繼而將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能，滿足電能供給需求。但在太陽能電池板配置過程中，應注重采用鋼化玻璃封裝形式，且將太陽能電池板運作環(huán)境溫度控制在-40℃～+60℃之間，并保持風力強度<12級，這樣可能會將太陽光伏系統(tǒng)使用壽命延長至25年，達到最佳的應用效果。

（二）蓄電池

蓄電池在太陽能光伏系統(tǒng)運作中承擔著存儲太陽能電池板電能的效用，因而在蓄電池部件設置過程中，應將蓄電池負載需求控制在標準范圍內(nèi)，達到穩(wěn)定性系統(tǒng)運作狀態(tài)。

（三）控制器

為了實現(xiàn)對蓄電池充電、放電條件的控制，在太陽能光伏系統(tǒng)運作過程中應在太陽能光伏系統(tǒng)核心部分設置控制系統(tǒng)，即實現(xiàn)對負載過電流、過放、過充等現(xiàn)象的控制，最終對系統(tǒng)形成良好的保護。

三、太陽能光伏技術(shù)在建筑中的應用

第一，太陽能光伏技術(shù)的BAPV應用，要求建筑單位在實踐工程項目開展過程中，為了打造良好的建筑空間，應注重在實踐工程項目實施過程中對光伏方陣進行封裝處理，且直接以光伏發(fā)電系統(tǒng)的形式安裝至建筑物表面，由此達到發(fā)電效用。

第二，BIPV即太陽能與建筑一體化應用的方式，要求當代建筑單位在利用太陽能資源進行發(fā)電過程中，應注重從設計、施工、安裝等角度出發(fā)，保障太陽能、建筑間的完美結(jié)合，同時注重摒棄傳統(tǒng)建設理念，利用光伏方陣代替外遮陽、外幕墻、物采光頂?shù)炔糠?，達到一體化的發(fā)電、節(jié)能降耗設計效果。此外，在BIPV應用理念下，為了打造一體化建筑空間，要求建筑單位在太陽能光伏系統(tǒng)設計過程中，應注重將隔熱、安全、發(fā)電、隔音等效用融于一體，且以光伏采光頂、光伏雨蓬、光伏幕墻等形式，對光伏建筑一體化進行融合，達到最佳的太陽能光伏發(fā)電效果。而光伏幕墻在設計過程中，為了達到一體化設計效果，要求施工人員應注重于玻璃夾層中布設光伏方陣，同時確保光伏幕墻以外圍護結(jié)構(gòu)形式存在，最終由此實現(xiàn)對太陽能輻射的吸收，提升整體發(fā)電效率。另外，在采光頂一體化設計過程中，應注重配備電纜線、線槽蓋板、線槽、單層鋁板、光伏組件等部件，且依據(jù)太陽高度角，對采光頂節(jié)點進行調(diào)整，滿足太陽能發(fā)電需求。

第三，太陽能、LED光源的結(jié)合。在建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展過程中為了增強整體發(fā)電作業(yè)效果，要求建筑單位在太陽能光伏技術(shù)應用過程中，應注重結(jié)合LED壽命為1×105h，光效高50～80lm/W、環(huán)保、安全的特點，在太陽能光伏系統(tǒng)設計過程中注重倡導太陽能、LED光源間的結(jié)合，最終規(guī)避傳統(tǒng)發(fā)電中資源浪費等問題。此外，就當前的現(xiàn)狀來看，在建筑領域?qū)嵺`工程項目實施過程中太陽能水泵亦得到了廣泛應用，既降低了整體建筑維修費用，繼而帶動水泵的工作，緩解干旱地區(qū)建筑發(fā)展需求，而且為其提供了良好的資源應用空間。在建筑項目實施過程中，太陽能光伏技術(shù)的應用有助于提升整體工程質(zhì)量，為此，應提高對其的重視程度，推進建筑領域的可持續(xù)發(fā)展。

為了打造良好的工程施工環(huán)境，要求當代建筑單位在工程項目開展過程中強調(diào)對太陽能光伏技術(shù)的應用，同時要注重BAPV應用、BIPV應用、太陽能與LED光源結(jié)合等應用形式，展開工程發(fā)電作業(yè)行為，達到最佳的太陽能資源應用狀態(tài)，且就此滿足建筑工程開展需求，保障資源利用的有效性。

（作者單位：鄭州交通技師學院）