太阳能光伏发电系统的工程应用

山西科技SHANXI SCIENCE TECHNOLOGY2020年第35卷第4期能源可分为可再生、不可再生两种，在过去多年的发展中，工业领域对石油、煤炭、金属等不可再生资源的应用量较大，不仅对自然环境造成了影响，而且不利于构建良好的生态环境。

随着现代科学技术的发展，太阳能、风能、地热能等清洁资源逐渐冲击了能源领域，与传统能源相比，太阳能、风能等属于清洁能源，卫生程度极高，不会对环境造成污染，未来发展前景良好。

如今太阳能光伏发电技术愈加成熟，且不再局限于某一单独类型，而是更加多样化、实用化。

1太阳能发电技术在当前各领域的发展过程中，电力是主要能源，但多数用来发电的原料为煤炭。

随着时代的发展，太阳能光伏发电技术的应用范围越来越广。

太阳能发电技术的初次应用时间为1839年，发现了可用于太阳能发电技术的“光伏效应”，随着时间的推移，1954年后光电转换效率已有了明显提升，极大地促进了新能源领域的进步。

到目前为止，太阳能发电技术已较为完善。

一般情况下，光伏发电设备主要包括电池板、控制器、电能存储转换结构等，同时也有着多样化光伏发电技术，如太阳能电池技术、聚光光伏技术、孤岛效应检测技术等［1］。

2太阳能光伏发电技术2.1太阳能电池技术太阳能光伏发电技术最主要的是通过光伏效应将光能转换为电能，供各用电设备使用，若电能较多，还能将其储存。

在多样化太阳能光伏发电中，太阳能电池技术应用最为广泛。

到目前为止，对太阳能电池技术的研究依然在继续深入，已经出现了许多的新概念、新结构电池，并进一步提高了光电转换效率，有关资料显示最高的光电转换效率已高达93%［2］。

但太阳能电池技术也存在着一定的不足，首先是生产成本相对较高。

由于光能转换为电能的过程比较特殊，需使用硅作为电池原料，但硅的成本较高，因此存在着成本问题。

同时，硅虽然能够较大程度地存储电能，但在光电转换效率方面也有所不足。

相信随着技术的进步，能够逐步克服以上难关，降低太阳能电池成本。

太阳能光伏发电系统在民用建筑中的应用分析摘要：随着地球生态环境恶化，迫使全球气候变暖，对人们的生产和日常生活带来不利影响，保护环境，优化资源配置，加快绿色能源使用急不可待。

而太阳能光伏发电是一种可再生资源，将其应用到日常发电用电上可以有效缓解电力紧张问题，对实现环境资源的可持续发展起到重要作用，受到各界关注，赢得人们的支持和认可。

本文主要对太阳能光伏发电系统在民用建筑中的应用进行分析，以供参考借鉴。

关键词：太阳能；光伏发电系统；民用建筑；应用分析建筑物作为人们栖息的重要场所，能源消耗较多，占总体能源消耗的一半。

据相关数据显示，国内每年在建筑上消耗的能量，只有10%～15%节能符合国家标准，80%属于高耗能建筑，建筑物的节能减排是必然趋势。

而太阳能属于可再生资源，具有高效、清洁等优势，是有效解决能源稀缺的方法之一，将光伏发电技术中用到建筑中，通过建筑的屋顶、外立面的光伏玻璃等受光面积，建立太阳能发展系统来供电，能够解决现有公网结构存在的运行难、能源消耗大、故障多以及末端用户用电不稳定等问题。

一、太阳能光伏发电系统在民用建筑中应用的概况文章以某民用建筑工程设计方案应用太阳能光伏发电系统为例，该项目是一栋超高层写字楼、商业建筑综合体，总建筑面积为110500m2，高约为185m，总共48层，其中地上45层，建筑面积约为88500m2，1~5层规划为商业、会所、物业用房及公共活动空间，6～45层为办公室。

地下3层，建筑面积约为22000m2，地下规划为变电所、水泵房、风机房、中央空调冷冻站等设备用房及车库，属于Ⅰ类汽车库，车库可停车辆500辆，地下三层规划为平战结合全埋附建式甲类人防工程。

整个建筑运用的是中央空调排风供暖，据《民用建筑节能条例》明确规定，建筑物具备可再生能源利用条件时应当至少选择一种有效的可再生资源维持整个建筑物正常运行，且装机容量不能低于50kWp，比如建筑面积10000m2以上采用中央空调的公共建筑和机关办公建筑，集中提供热水的宾馆、酒店、医院、学校建筑，12层及以下的住宅建筑，建筑面积50000m以上的建筑群。

Value Engineering0引言伴随着生活水平的提升，在文化生活方面呈现出丰富性的变化特征，快节奏的生活规律也使得社会公众关于建筑工程的质量以及环保功能提出了更高的要求。

在保证经济建设的基础之上，实现能源的可持续供应是现代建筑工程面临的巨大挑战。

以此衍生出的绿色建筑工程成为时下关注热点。

随着光伏发电技术的兴起以及在建筑工程中的应用，很好地解决建筑工程共同问题，在保证建筑工程性能的同时达到能源的节约以及环保。

因此，探讨光伏发电技术在建筑工程中的应用具有积极意义。

1光伏发电技术的基本情况光伏发电技术的原理为光发生伏特效应，其中所包含的光伏电池是整个技术的核心部分。

电池的主要作用是针对太阳光进行吸收，并将其转化为光生电子，光生电子与空气发生隔离反应产生电荷，并通过积累电荷的方式汇聚形成光生电压，此时接入负载在电场的作用下转化为电能输出使用，这就是光伏发电技术将太阳能转化为电能的整个工作流程。

现阶段建筑工程领域对于光伏发电技术的应用并未达到完全普及，主要原因在于关于核心技术的自主创新能力不足。

为了改变现状，就要求相关人员能够本着开放学习的心态去积极学习国外先进的光伏发电技术，大力研发核心技术部分，而非只注重生产能力的提升，改进光伏产品转化效率偏低的现状，提高使用寿命等。

2建筑供配电中的光伏发电系统组成建筑供配电中的光伏发电体系主要是由太阳能光伏板、基于最大功率点的追踪技术（MPPT ）的DC/DC 变换器、蓄电池组、单轴跟踪系统、PWM 控制模块、DC/AC 变换器以及配电负载回路组成。

2.1太阳能光伏板作为整个光伏发电系统的核心部分，太阳能光伏板的质量水平直接决定着整个系统的供电转换率。

2.2DC/DC 变换器该部分的主要功能是针对主回路直流电压以及输出电流值进行检测，从而计算得出输出功率，并完成最大功率点的追踪。

2.3蓄电池蓄电池的主要作用是针对功率波动进行补偿，确保负载达标，在照明符合标准的情况下实现对多余功的存储。

太阳能发电有哪些应用场景
太阳能发电的应用场景非常广泛，包括但不限于以下领域：
1.分布式光伏发电系统：这种系统主要利用屋顶、空地等空间安装光伏电池板，为用户提
供电力。

适用于家庭、企业、工业园区等。

2.集中式光伏发电站：在荒野或沙漠地区建造的大型光伏电站，通过太阳能电池板和逆变
器将太阳能转换成电能，供电网使用。

3.光伏与储能系统：这种系统将太阳能电池板与储能电池相结合，在电力需求低时将电能
储存起来，以供电力需求高峰时使用。

适用于家庭、工业园区、医院等。

4.移动式光伏发电系统：这种系统可以在野外作业、油田、工业园区等场合使用，为移动
设备提供电力。

5.光伏扶贫项目：在贫困地区，可以利用光伏发电技术为当地村民提供电力，帮助改善生
活条件，推动当地经济发展。

除此之外，太阳能发电还应用于照明、交通信号灯、卫星通信等领域。

未来随着技术的发展和普及，太阳能发电的应用场景将更加广泛。

光伏发电系统在绿色建筑中的应用摘要：光伏发电系统在绿色建筑中的应用是当前建筑领域的研究热点，在建筑施工中，光伏发电系统可以提高建筑能效，促进可持续发展。

努力构建建筑行业的绿色低碳化发展新体系，也成为实现碳中和与碳达峰的重点任务。

太阳能光伏发电系统是一种安全、高性能、可再生的绿色新能源，笔者简单探讨了光伏发电这一环保技术在建筑领域的实际应用，为我国建筑工程的高效节能提供可靠参考。

关键词：绿色建筑；光伏发电系统；应用引言近些年，随着社会经济的发展，对清洁能源越来越重视，我国提出了“碳中和、碳达峰”目标，这在一定程度上促使太阳能、风能等清洁绿色能源受到关注。

现阶段太阳能光伏发电技术逐渐趋于完善，基本能够实现运行目标，与社会能源消耗需求相符，因此光伏发电并网和相关技术发展成为人们关注的重点。

基于此，在简述太阳能光伏并网发电的基础上，阐述太阳能光伏系统并网技术的具体应用。

1光伏发电系统原理光伏发电系统是利用半导体转换太阳能的系统。

光伏发电系统由太阳能电池板、控制器、逆变器、保护装置、自动转换开关（ATS）等组成。

其中，太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，并储存转化的电能；控制器负责控制整个系统和太阳能电池板的运行、自动切换等；逆变器负责将电池或存储面板中的直流电转换为交流电；保护装置负责系统及机柜的低压保护，确保系统在运行过程中的稳定性。

白天，太阳能电池板正常吸收太阳光，控制器进行最大发电量转换，电能存储在电池中，由控制器控制对电器供电。

到了晚上，太阳能电池板停止工作，当电池电量不足或固定电源系统发生故障时，控制器会自动将电路切换到正常网络供电。

2太阳能光电建筑优点目前我国面临着紧迫的资源危机，尽管太阳能光电建筑在我国的应用规模潜力巨大，太阳能光伏发电技术结合传统建筑有着众多优点，具体如下：1）环境友好。

太阳能的使用对环境没有任何影响，它是最清洁的能源之一。

太阳能光伏发电不需要燃料，不会产生对环境、空气有害的物质。

太阳能光伏发电技术在水利工程中的互补摘要：随着社会发展对资源的需求量逐渐加大，可再生资源的开发利用成为必然趋势。

作为最具开发价值的可再生能源，太阳能逐渐引起了人们的研究和利用，太阳能光伏发电应运而生并在众多领域得到了发展。

太阳能光伏发电具有安全、可再生、清洁的特点，将太阳能光伏发电技术引入水利工程，能够实现节能减排、兴利除害的多重效益。

本文对太阳能光伏发电技术进行了介绍，分析了其在水利工程中的应用，并提出了优化措施。

关键词：太阳能光伏发电技术；水利工程；应用经济飞速发展的时代，资源消耗、生态破坏与社会进步之间的矛盾日益凸显，“节能环保”成为世界各国的统一口号。

地球资源是有限的，社会的建设和发展又是不能停止的，因而，人们开始考虑减少对不可再生资源的开发利用，转而研究新型可再生能源。

可再生能源是经过人力改造可以被利用，并且取之无尽用之不竭的资源，具有清洁、无污染的特点。

太阳能是目前最理想的清洁能源，利用太阳能进行光伏发电，不但可以保障供电正常，更能有效避免能耗，减轻环境负荷。

一、太阳能光伏发电技术的应用现状（一）太阳能光伏电池第一，硅基电池。

以晶硅电池为例，其中单晶硅电池的转换效率高、稳定性强，但缺点是成本高；多晶硅电池虽然转换效率低，但依靠成本优势在市场上站稳了脚跟。

硅薄膜光伏发电，是硅基电池的重要发展方向，是将硅膜和其他材料相结合制成太阳能电池，具有用材少、成本低、能耗低的特点。

第二，化合物半导体电池。

相比于硅基电池，化合物半导体电池的成本明显降低，例如CIGS电池、CdTe电池。

该类化合物半导体的隙宽可以调节，和太阳能光谱相匹配，提高转换效率。

以CdTe电池为例，理论上的光电转换效率为30%，不仅价格低廉，而且性能稳定，重金属含量较低。

（二）光伏发电系统第一，独立光伏发电系统。

该系统独立运行，不和电网连接，主要用于野外、边远地区，功能类似于移动电源。

具体应用中，系统在白天吸收太阳能，转化为电能储存起来；夜间则释放电能，满足电能使用需求。

太阳能发电技术的创新与应用在全球能源需求不断增加的背景下，太阳能发电作为一种清洁、可再生能源，逐渐引起人们的关注和重视。

随着技术的不断创新和应用的推广，太阳能发电技术正逐渐成为解决能源短缺和环境污染问题的重要手段。

本文将探讨太阳能发电技术的创新与应用，并分析其未来发展趋势。

一、太阳能发电技术的创新太阳能发电技术的创新主要体现在以下几个方面。

1. 高效太阳能电池的研究高效太阳能电池是太阳能发电技术领域的核心。

目前，晶体硅太阳能电池是主流，但其制造成本高昂，限制了其大规模应用。

因此，研究人员致力于开发更加成本效益高、效率更高的太阳能电池技术。

其中，薄膜太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等新型太阳能电池技术正在得到广泛关注和研究。

2. 太阳能储能技术的改进太阳能发电存在间歇性和不稳定性问题，需要有效的储能技术来解决能量供应的平稳性。

目前，太阳能储能技术主要包括电池储能、燃料电池储能和热储能等方式。

随着电池技术的发展，锂离子电池、钠离子电池等可以储存大量电能的技术逐渐成熟，并在太阳能发电领域得到应用。

3. 智能化管理与控制技术的应用太阳能发电系统的管理与控制是确保太阳能发电系统高效运行的关键。

智能化管理与控制技术可以通过监控系统、数据分析、预测算法等方式，优化太阳能发电系统的性能，提高发电效率和可靠性。

当前，人工智能、大数据、物联网等先进技术的应用为太阳能发电系统的智能化管理与控制提供了新的思路与方法。

二、太阳能发电技术的应用太阳能发电技术的应用范围广泛，目前已经在以下几个领域取得了一定的成果。

1. 家庭和商业用途太阳能光伏发电系统可以安装在屋顶或场地上，通过转换太阳能为电能来供应家庭或商业用电。

这种分布式发电方式减少了传统能源输送中的能量损耗，减轻了对传统电力供应系统的负荷。

同时，通过政府的鼓励和支持，越来越多的家庭和商业单位选择安装太阳能发电系统，以此降低能源成本和环境污染。

2. 农村和偏远地区供电太阳能发电技术为农村和偏远地区提供了一个可行的供电方案。

新能源光伏发电系统的应用途径摘要：随着社会的进步和经济的增长，人们对于资源的利用程度越来越大，然而地球资源却是有限的，所以为了能够使得社会实现可持续发展战略，不造成地球资源过度消耗，因此也就需要不断研发新型能源，以此来代替对不可再生资源的消耗，正是在这样的前提下，新能源光伏发电技术应运而生。

新能源光伏发电技术的优势在于清洁、高效等方面，所以将其应用到社会领域的范围较为广泛。

关键词：新能源；光伏发电技术；应用途径1新能源光伏发电技术的工作原理太阳能光伏发电技术主要采用的是半导体，这个半导体将太阳能和电能连接起来的桥梁，将太阳能直接转变成我们日常需要的电能，其具体的工作原理是：在白天太阳光充足的情况下，太阳能电池中的电池组通过机器作用一部分将其用作到维持电器正常运行，另一部分储存起来，当阳光不充足或夜晚没有太阳光的时候便通过一定的操作原理将储存的电能释放出来，以保证人们的生活正常运转，而太阳能在转变成电能的情况下，每个部分都有它的工作原理：一是电池板，电池板是整个发电过程中最为重要的部分，是将太阳能转变成电能的关键，并且将暂时不需要的电能储存起来，以便后面的使用；二是控制器，它是控制整个系统正常运行的关键，对储存器充电和放电起着调控作用；三是逆变器，它是将直流电转变成交流电的装置，以保证交流电器的正常运转而且其有别于传统的逆变装置，其是通过半导体器件来使其转换的；四是蓄电池，根据存储容量不同，可以采用铅酸电池、锂电池和镍镉电池等，其作用是将暂时不需要的电池存储起来，以便于后续使用。

不难看出光伏发电技术能够正常的运行，离不开各个部分的相互合作和配合。

2新能源光伏发电的特点在使用光伏发电系统时，可在一定程度上节省资源，缩减发电企业的投入资金，推动企业可持续发展。

光伏发电可以步入电力市场的根本原因是结合了自身优点和性能，光伏发电能够以分散式电源的身份流入电力市场中，并且替代传统能源，补给传统电源的使用量，可以快速处理特殊性区域的用电要求，使用电社区的人民群众可以正常用电。