前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的太陽能中高層建筑電氣論文，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
1太陽能在建筑電氣設計中存在的問題
在政策法規方面，太陽能建筑電氣設計行業還沒有出臺系統行業標準，需盡快頒布實施國家標準，這樣太陽能利用產品在生產、安裝以及應用等方面才有法可依，有章可循；在技術方案方面，為了保證系統日后的正常使用，太陽能工程技術人員需提前考慮是否設計專用供電線路，而供電線路所需的原始的技術參數、工藝要求和輔助用電總容量，都應由建筑電氣設計人員提供；在施工方面，太陽能技術人員在安裝太陽能設備時，應與土建工程施工同步，這樣既可達到低成本，也可起到高質量的效果；另外，要采取相應的防護措施，確保太陽能供電系統能長期使用。
2太陽能供電系統設計
目前，在中高層建筑中如大型超市、商場、醫院、學校、車站、地下車庫等眾多的照明場合都需要白天用電，而且用電量相當高，尤其是在冬夏兩季，如在冬季的霧霾天，白天也會形成用電高峰。而當前的太陽能照明系統大多是白天用蓄電池積蓄、存儲電能，晚上通過控制器對電光源供電；這樣的照明系統已經遠遠達不到用電需求，所以急需一種新型的光伏供電節能照明系統，不僅能在白天直接對電光源供電，同時，還可以把多余的太陽能存儲下來，為夜間提供照明。
2.1太陽能光電原理
太陽能光電技術具有較高的成本，不像光熱技術那么普及。太陽能發電系統的光電轉化率可達到19%～35%，它由逆變器、控制器、蓄電池組成。其中，逆變器為太陽能光電技術的核心部件，它主要把直流電轉換成交流電以供交流負荷使用。而控制器用來調節和控制所發的電能，既可把調整后的電能量直接送往直流負載或交流負載，還可把多余的能量送往蓄電池組存儲，這樣當負載需要更多的電，控制器又把蓄電池的電能送往負載。另外控制器可保護蓄電池不被過充電和過放電，保護蓄電池，同時并網市政供電系統，保證用戶的正常用電。
2.2以太陽能為能源、LED為應用終端的公共照明系統設計
由于太陽能直接供應直流電，LED是以直流電工作，所以我們可以采用以太陽能為能源，LED為應用終端的公共照明系統。這種照明系統配置低、電路簡單、成本低，大大提高了整個系統的性價比。太陽能和LED因具有相同的直流特質，可實現無縫整合，另外直流電力架構的伏安特性相對簡單，非常適合在其之上建立分布式的能源應用系統。在中高層建筑群中，構建分布式太陽能系統，可充分利用原有線路以及閑置的空間來布置太陽能組件，為高層建筑中的普通應急照明系統、智能小區景觀照明、地下車庫等公共區域提供照明。同時，為使公共照明系統達到比較高的能效，可采用智能控制系統，實現有人時照明，無人時關閉照明或調至半亮狀態。從經濟效益來看，新建項目的回收時間小于3年，而在原有基礎上改造時間也大概在3～5年左右，另外由于線路上傳輸距離短，對線路的要求低，可充分利用原有線路，大大降低了成本。以7層住宅樓道照明系統為例，目前，大多都在使用交流市電的白熾燈，其功耗大，如按1盞20W，1d工作2h來算，那么1個單元1年消耗市電大概105kW•h。就目前來看，在原有基礎上只需投入500元左右就能實現7層的LED感應照明系統且不消耗市電，大大節約了電能。而采用太陽能直流架構將完全不再消耗市電，其綜合效益遠遠超過傳統技術，高層建筑中采用該系統可將蓄電池容量減少約50%，提高蓄電池的使用壽命和投入回收率，可見其經濟效益和環保效益非常顯著。太陽能應用在中高層建筑LED照明系統中的整體架構設計。分布式直流架構主要由控制器、太陽能組件和負載組成。分布式直流架構的設計和處理的優點在于配置靈活和組網方便，干線電流小，并且能夠實現可靠性和冗余度高等優點，以期實現太陽能應用在LED照明系統中以更低廉的成本輸出直流電力。太陽能應用在小區路燈和樓道LED照明系統中的設計。該系統由分布式控制器、分布式太陽能組件、分布式光伏電站、樓道照明及蓄電池組成。其中，分布式光伏電站為太陽能應用在小區路燈和樓道LED照明系統的核心部件。由于現代智能小區有著綠化面積大、建筑樓層數多的特點，所以在太陽能組件設計的時候，特別要注意太陽能光伏組件避免被綠植和建筑遮擋，而我們設計的分布式直流架構可以讓此類問題得以解決，在實際安裝和布置的過程中，可以靈活設計，保證太陽能供電組件能夠無遮擋地正常工作，而在遮擋比較多的時候，挑選適當的位置設置分布式光伏電站，再接入分布直流總線，實現太陽能光伏組件正常足量的能源供應。分布式直流架構的靈活性和延展性優勢，讓其不僅在平面二維區域得到靈活布置，也可以在中高層建筑中，以及復雜的單體建筑中都可以實現其功能。
3結語
我國《財政部住房城鄉建設部關于進一步推進可再生能源建筑應用的通知》中提到，“切實提高太陽能、淺層低能、生物質能等可再生能源在建筑用能中的比重，到2020年，實現可再生能源在建筑領域消費比例占建筑能耗的15%以上。”中央也相繼出臺了《可再生能源示范城市與示范縣補貼辦法》。2011年廣州市頒布的《廣州市民用建筑節能管理試行辦法》中提到，小區、村鎮、綠地廣場、風景區內的庭院燈、草坪燈應優先選用太陽能、LED等節能環保燈具。綜上所述，大力發展太陽能技術是我國乃至全世界發展可再生能源，實現建筑能源管理的必然趨勢。綜合合理運用太陽能對于提高我國可再生能源應用比重，調整能源結構，節能減排等具有重大意義。就目前而言，以太陽能為能源、LED為應用終端的公共照明系統設計，在中高層建筑中逐漸得到廣泛的應用。太陽能在我國中高層建筑電氣設計領域中的應用水平還有待提高，利用太陽能進行建筑節能的意識有待加強。另外，采用太陽能的設計盡管前期投入較大，但其運行費用較低。我國正相繼制定優惠政策，使其投入成本降低，鼓勵設計人員在設計中多采用再生能源。
作者：賈宇向 宋艷 單位：河南廣播電視大學
