摘要：探討光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)的三種供電方式及其各自的優(yōu)缺點，鑒于現(xiàn)代建筑公共照明造價、耗電量大幅增加等問題，討論光伏太陽能在此領(lǐng)域的發(fā)展前景。
　　關(guān)鍵詞：光伏太陽能發(fā)電，獨立發(fā)電系統(tǒng)，市電并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)，市電并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，公共照明
　　
　　隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市范圍的日益擴大，電能的過大需求在很大程度上成為未來城市發(fā)展的首要瓶頸之一，“電荒”已經(jīng)不可避免的成為了未來經(jīng)濟發(fā)展的首要敵人，所以，開發(fā)和應(yīng)用新能源是目前學(xué)術(shù)界討論最普遍的話題之一。
　　太陽能作為一種綠色環(huán)保、可再生的清潔能源已經(jīng)日益引起人們的重視、開發(fā)和應(yīng)用，所謂光伏太陽能供電即使用屋面光伏板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能再供給用電設(shè)備的一種方式。
　　光伏太陽能供電系統(tǒng)在建筑小區(qū)應(yīng)用的供配電方式主要有三種：
　　一、獨立發(fā)電系統(tǒng)
　　它是光伏太陽能獨立發(fā)電、獨立供電，環(huán)保安全，不需要消耗其他能源的一種最簡單、最原始的供電方式。例如：小區(qū)中的太陽能路燈，當(dāng)選用直流LED光源時，就是直流負(fù)載形式，當(dāng)選用交流熒光燈光源時，就是交流負(fù)載形式。
　　這種方式的優(yōu)點是簡單、經(jīng)濟、靈活、適用范圍廣泛，多數(shù)適用于用電容量小，分散性大的用電負(fù)載。缺點是用電可靠性差，管理控制也比較分散麻煩。
　　二、市電并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)
　　此種方式與太陽能獨立發(fā)電系統(tǒng)的區(qū)別在于，在上一方式的基礎(chǔ)上，在用電負(fù)載處增加一路交流市電供電，如是交流負(fù)載，即與光伏太陽能發(fā)電經(jīng)逆變的交流供電回路組成ATSE雙電源自動切換，如是直流負(fù)載，同理將交流市電整流仍然可以和光伏太陽能所產(chǎn)直流電組成ATSE雙電源自動切換。
　　很顯然，此種方式除具有上種的優(yōu)點外，最明顯的進步在于一旦光伏太陽能電量不足或者中斷，可借助于ATSE雙電源自動切換改為市電供電，不但提高了供電的可靠性，還在經(jīng)濟上可以通過減少配置蓄電池的容量來節(jié)約成本。同樣，此種方式優(yōu)點明顯缺點卻也很突出，那就是雖然ATSE自動切換裝置切換的時間非常短，可以達到毫秒的時間，但畢竟這期間也還是需要斷電的，并不是不間斷供電方式，這樣就會造成很多需要連續(xù)工作的用電設(shè)備不能正常工作，甚至造成損壞、破壞等嚴(yán)重的后果。
　　此外，由于光伏太陽能發(fā)電受外界多種因素影響，發(fā)電量的變化較大，且用電負(fù)載也不是恒定不變的，所以發(fā)電和用電量是無法達到平衡的，當(dāng)發(fā)電量不足或者中斷時可由ATSE雙電源切換改為市電補給供電，反之，當(dāng)發(fā)電量超過用電負(fù)載和蓄電池組的容量時，只好通過控制光伏太陽能，讓其少發(fā)一部分電來解決，這樣反而白白浪費一部分太陽能資源。
　　三、市電并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
　　上述可見，市電并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)缺點同樣明顯，那么如何能保留優(yōu)點克服缺點形成一套完美的系統(tǒng)呢，下面就來介紹一下當(dāng)前使用最廣泛的市電并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
　　所謂市電并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，即把光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)和市電電力系統(tǒng)并網(wǎng)運行，兩者同時向用電負(fù)載供電，這樣便很容易的解決了市電并聯(lián)系統(tǒng)所出現(xiàn)的ATSE雙電源切換期間中斷供電所出現(xiàn)的種種問題。同樣，不管光伏太陽能發(fā)電量是多是少，用電負(fù)載是大是小，都由電力系統(tǒng)去平衡，光伏太陽能系統(tǒng)只管盡可能大的去發(fā)電，同時也可以減少蓄電池容量，節(jié)約投資成本。
　　但是現(xiàn)下的實際應(yīng)用中，由于技術(shù)和管理上的原因，并不能達到理論上的效果，再加上目前光伏太陽能發(fā)電量較其他方式發(fā)電少之又少，且不穩(wěn)定因素較多，所以多余的發(fā)電量是不向市電系統(tǒng)反饋的，而是采用合理配置用電負(fù)載量大于等于光伏太陽能的發(fā)電量，且多余小部分發(fā)電可由蓄電池儲存，電量不夠可有市電系統(tǒng)補充，這也是目前最經(jīng)濟的一種方式。
　　以上，關(guān)于光伏太陽能的供電方式做了一個簡單的闡述，下面來討論一下，光伏太陽能在現(xiàn)代建筑中使用最廣泛的部位：公共照明區(qū)域中的應(yīng)用前景。
　　建筑小區(qū)的公共照明區(qū)域包括公用的樓梯樓道、走廊、門廳、停車場以及衛(wèi)生間等場所的照明系統(tǒng)，這類照明設(shè)施具有公用性、必備性，同時還需要具備節(jié)能、安全、便于統(tǒng)一管理等附屬特性，隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展，這類設(shè)施的造價和耗電量也在不斷增高，尤其是住宅發(fā)展的高層化和高檔化，使得公共照明也進入高標(biāo)準(zhǔn)化。地下停車場照明、各類以節(jié)能燈為主的公共照明、庭院照明等的用電量、維護量猛增，給物業(yè)增加了很大的壓力，也使得物管費用和公攤費用大幅提高，這所有問題都歸結(jié)為經(jīng)濟適用性方面，最終目的都是節(jié)電、省電。
　　現(xiàn)在的小區(qū)，不管是住宅生活小區(qū)還是公建等，規(guī)模及范圍都很大，建筑面積一般都會達到十幾甚至幾十、上百萬平米。給建造光伏太陽能提供了很大的屋頂面積來用于裝設(shè)大面積的光伏太陽能電池板組，所以小區(qū)的公共照明區(qū)域可以很輕松的首先考慮光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)供電。
　　例如，在屋頂安置光伏太陽能電池板組，20KWp的發(fā)電量僅需要占據(jù)150m2面積，卻是相當(dāng)于在該屋頂相同面積上對放了近3米厚的優(yōu)質(zhì)煤，而這些量的優(yōu)質(zhì)煤不需要任何設(shè)備，不會產(chǎn)生任何污染，常年累月不斷的輸出電力供建筑使用，從環(huán)保節(jié)能的角度來講，光伏太陽能的優(yōu)勢也是很明顯、是不可替代的。
　　那么，市電并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是將直流電逆變?yōu)榻涣麟娫倥c市電的交流電并網(wǎng)運行還是將市電的交流電整流為直流電再與光伏直流電并網(wǎng)運行呢？哪種更經(jīng)濟合理呢？個人認(rèn)為對于中小型光伏發(fā)電系統(tǒng)，采用交流市電整流為直流并網(wǎng)運行更有優(yōu)勢，從專業(yè)角度，交流并網(wǎng)需要具備兩交流系統(tǒng)的電壓、頻率、相位相同或相近等條件，而直流并網(wǎng)只需要兩系統(tǒng)的正負(fù)極形同，電壓相同就可以，所以直流并網(wǎng)更簡單、穩(wěn)定、可行。同樣，直流并網(wǎng)還有一系列節(jié)能、高效、安全、降低集中負(fù)荷，減少電力設(shè)施造價等優(yōu)點，例如使用直流低壓節(jié)能的LED燈具等等。
　　目前，國內(nèi)很多城市的高檔樓盤已經(jīng)開始使用光伏太陽能供電系統(tǒng)了，應(yīng)用反饋一直很好，相信隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，在不遠的將來，小區(qū)光伏太陽能供電系統(tǒng)將會被廣泛采用。
　　
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