光伏新能源技术在建筑设计中的应用

光伏新能源技术在建筑设计中的应用

姜红胜

浙江雄登建设工程有限公司 浙江杭州 311700

摘要：光伏新能源技术在建筑领域的应用有助于降低建筑的能耗，减少对传统能源的依赖，实现建筑的节能减排和可持续发展。通过光伏发电，建筑可以以环保清洁的方式获得电力，为营造绿色生态环境做出贡献。基于此，文章主要分析了光伏新能源技术在建筑设计中的应用。

关键词：光伏新能源技术；建筑设计；应用

1光伏新能源技术的概念

光伏新能源技术是指利用太阳能将光能直接转化为电能的技术。光伏技术主要基于光电效应原理，通过太阳能电池将太阳光转化为电能。光伏新能源技术是一种清洁、可再生的能源利用方式，具有无污染、低碳排放、可持续发展等优点。它被广泛应用于发电、照明、热水供应等领域，尤其在偏远地区、岛屿以及无电区域具有巨大潜力。随着技术的不断进步和成本的降低，光伏新能源技术在全球范围内得到了广泛推广和应用。

2光伏新能源技术在建筑领域的应用优势

光伏新能源技术通过将光能转化为电能，可以为建筑提供清洁、可再生的电力。它可以直接安装在建筑物的屋顶、墙面或阳台等位置，也可以作为建筑立面的一部分。光伏电池板可以将阳光转化为电能，然后通过逆变器转换为交流电，供给建筑内部的用电设备使用。光伏新能源技术在建筑领域的应用有以下几个优势：（1）环保清洁。光伏技术是一种无污染、无排放的能源形式，不会产生二氧化碳等温室气体和其他污染物。与传统的化石燃料发电相比，光伏发电对环境影响更小。（2）节能减排。光伏技术可以有效减少建筑的能耗，降低对传统电网的依赖。通过在建筑上安装光伏电池板，可以利用太阳能供给建筑内部的电力需求，减少对传统电力的消耗，从而降低能源消耗，减少二氧化碳排放。（3）可持续发展。光伏技术是一种可再生的能源形式，太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源资源。光伏发电可以持续不断地为建筑提供电力，降低对有限资源的依赖，促进可持续发展。（4）增加建筑的美观性。光伏电池板可以与建筑的外观结合，成为建筑立面的一部分，增加建筑的美观性。同时，光伏透明电池板还可以用于窗户和幕墙等位置，既能发电，又能保持室内采光。

3影响建筑光伏新能源技术效能的因素

3.1光伏新能源电池组件效率

日常生活中常见的具有光伏反应性能的材料包括砷化镓、多晶硅、单晶硅和非晶硅等。这类物质的发电机理基本一致，但制成的电池组件的性能和效率会对输电量产生明显影响。相关实验数据显示，以单晶硅为原材料制成的光伏新能源电池对太阳能的转化率能够达到16.0%～20.3%，以非晶硅为原材料制成的光伏新能源电池对太阳能的转化率可达12.0%～16.0%。建筑设计中选择光伏新能源电池时，需选择具有较高转化率的材料，以提升太阳能的利用率。

3.2光伏新能源电池板安装角度

将光伏新能源技术应用于现代建筑设计中，需严格选择和调节太阳能电池板安装的角度，确保建筑与电池板匹配，以最大限度接收太阳能。现代社会，建筑物结构愈加复杂，建筑外墙形状丰富，光伏太阳能电池板不能局限于单一的安装形式，否则会导致电池板和建筑不匹配，降低发电效率，难以充分发挥光伏新能源技术的作用。为提升光伏新能源设备工作效率，必须深入分析和考虑区域地形、气候、建筑屋顶、外墙样式等多方面的条件，合理调整光伏电池板的固定与安装角度，确定科学的倾斜角，使电池板最大限度接收太阳光辐射，提升对光的吸收率。

3.3光伏新能源逆变器运行效率

逆变器是光伏新能源设备的重要组成部件，属于大功率设备。即便是在低负荷环境下供电，仍旧需要高效率逆变器作为保障。若光伏逆变器效率较低，必然会增加光伏新能源设备的发电成本，影响光伏设备的有效发电量。光伏设备中利用专用型逆变器，可降低能源损耗，提升光伏新能源设备整体发电效率。光伏设备中利用通用型逆变器，可降低设备工作效率，导致电能损耗严重，需要采取降低光伏系统中逆变器功率损耗的方式，提升工作效率。此外，近年来并网逆变器应用非常频繁，原因是能够跟踪和控制最大功率点，根据日出日落规律跟踪太阳辐射，提升光伏设备发电效率。

4光伏新能源技术在建筑设计中的具体应用

4.1光伏新能源技术在建筑屋顶中的应用

将光伏新能源技术应用于建筑屋顶是一种常见的形式，尤其在高层建筑设计中。将光伏系统中的太阳能电池板放置在建筑屋顶，可拓宽电池板接收太阳光的面积，安装在紧贴建筑屋顶的位置，还可减少风力的影响，提升光伏系统的经济价值。建筑屋顶具有较大的空闲空间，特别是对于高层建筑而言，在其中安装大量太阳能接收板，不会对居民日常生活造成影响。在屋顶安装光伏太阳能接收板，可进行水平或倾斜放置，比垂直放置更易于接收太阳光，而房屋外墙易被遮挡，会对光伏系统工作效率产生影响。从美学角度来讲，将光伏系统及相关设备放置在建筑屋顶，对整体美观性影响最小，且不会造成光污染问题。建筑屋顶的光伏设备及组建成为太阳光与建筑物的隔离层，能在一定程度上提升建筑物的保温隔热效能，降低建筑能耗。

4.2光伏新能源技术在建筑外墙中的应用

根据建筑设计需求，现代建筑有许多将光伏设备及组件安装在建筑外墙表面，能够替代传统建筑外墙，最大限度降低能源消耗。同时，光伏新能源技术应用于建筑外墙，可隔绝外界环境噪音，提升建筑隔音性，为建筑内居民或工作者提供安静、健康的生活工作环境，提升人们居住、生活的舒适性。光伏新能源技术应用于建筑外墙的过程，需综合分析建筑设计特点、功能需求和光伏设备特性等，基于建筑节能减排要求，积极协调和优化设计方案，提升光伏新能源技术与建筑外墙设计技术的匹配度，增加建筑物的科学性、便捷性和实用性，为人们的居住、工作提供便利。

4.3光伏新能源技术在温室大棚中的应用

温室大棚在农业生产中应用十分广泛，成为生产农产品、提升农业经济效益的重要手段。基于光伏新能源技术设计和建造的光伏温室大棚，在农业生产、花卉种植、畜牧业和农林产业等领域的应用逐渐增加。植物和农作物健康生长对光照有严格要求，温室或大棚中应用光伏新能源技术，可增加农作物和植物接受光照的时间，确保花卉、植物等的质量。同时，在农业温室大棚中应用光伏新能源技术，可节约土地资源，并为温室大棚日常运行提供充足电能，以根据不同季节外部环境，调节温室大棚中温度，确保蔬菜、花卉等能够正常生长。例如，冬季昼夜温差较大，光伏新能源技术形成的红外波段辐射降低，可发挥保温性能。

5结语

建筑工程体量庞大，其中水电结构复杂且包含多种类别的子系统，具有较高的能耗水平。现如今，节能减排要求不断提升，建筑设计必须重点考虑节能减排问题，优化传统电气工程结构。光伏新能源技术具备多重优势特点，能够为城乡电网稳定、安全运行提供保障，是推动现代智能建筑一体化发展的重要技术。

参考文献

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