本站原创本文是一篇城市建筑论文范文,城市建筑方面硕士学位论文,关于城市建筑太阳能发电系统的应用相关专科毕业论文范文。适合城市建筑及控制系统及太阳能方面的的大学硕士和本科毕业论文以及城市建筑相关开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：太阳能发电技术的应用是我国城市节能减排和发展低碳型城市的重要基础之一.文中简要介绍太阳能发电技术,分析国内外太阳能发电技术的应用现状及相关推广政策,分析如何进行城市建筑太阳能发电系统的试点,并提出推广的若干意见.
关 键 词：节能减排；太阳能发电；城市建筑
中图分类号：S214文献标识码：A
引言
节能减排是城市可持续性发展的必由之路.发展可再生能源不仅能直接减少碳排放,降低对不可再生的化石能源的依存度,而且能改善我们的生活环境,建设资源节约型、环境友好型的现代化城市.随着城市化的快速发展,越来越多的人集中到城市来生活和工作,导致城市生产、交通及建筑碳排放的增加,据不完全统计建筑碳排放已占据社会总碳排放的28%以上.本文重点谈论在城市化发展的过程中通过发展可再生能源（太阳能发电）来实现城市的节能减排.
太阳能是地球绿色能源中最重要的清洁能源.大力发展太阳能（即光伏）发电,开发利用太阳能,有利于节约能源、保护环境,推动城市可持续性发展.
1太阳能发电技术
我国可再生能源法所称的可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源.
太阳能源于太阳辐射,太阳能的利用方式包括光热利用（太阳能热水器、太阳能空调、太阳能炉、太阳能温室等）、光电利用（太阳能光伏发电、太阳能热动力发电）以及光化学、光生物利用（太阳能光合成）等.目前规模化利用的主要是光热利用和光电利用.
目前光电利用较成熟的主要是光电直接转换,通过太阳能电池直接将太阳辐射能转换为电能及光伏发电,它利用半导体材料的光伏效应进行光电转换.
太阳能电池发电系统由太阳能单电池组成的电池阵、蓄电池、负载以及控制器等组成,可分为直流系统、交流系统和直/交流混合系统.适用于城市建筑用电主要是交流系统,如下图所示.
2国外部分城市建筑太阳能发电系统应用现状简介
太阳能光伏发电与建筑结合的系统,简称光伏建筑一体化系统,它不占用土地,而且可减少二氧化碳排放.光伏建筑一体化系统包括：坡屋面光伏建筑一体化系统和太阳能光伏幕墙建筑一体化系统.
太阳能发电技术位居世界前列的德国,从1991到1995年,实施1000光伏屋顶计划；从1995到1998年,提出了10万屋顶计划；2000年,德国政府制定“可再生能源法”,到2003年秋,10万屋顶计划完成,共安装300兆瓦.德国政府为了进一步加快发展光伏发电系统,加强推广,在2004年又修正可再生能源法,制定了更加吸引私人投资光伏发电回收和补贴计划.到2004年底,德国一年就安装600兆瓦光伏发电系统.按德国联邦环境部的计划,到2020年德国总共要安装并网光伏10千兆瓦.
在日本,太阳能发电是非常普及的.家庭购买太阳能发电设备,70%的费用由政府来补贴,同时家庭白天不用电时还可将发的电卖给电力公司或者政府（由政府强制电力企业按照太阳能发电核定价格收购,超出市场普通电力基准价的部分,由政府补贴）.这使日本约20%的家庭在屋顶覆盖了太阳能发电设备.2004年日本太阳能发电已经达到1132兆瓦,原计划到2010年太阳能发电总装机达到4820兆瓦.
2008年,美国总统签署了价值数百亿美元的绿色能源投资补贴制度延长法案,其中,把住宅建成太阳能电厂,可获得30%的财政补贴.2010年,美国刚刚通过的千万太阳能屋顶计划,预计到2021年,美国太阳能发电总量将超过10万兆瓦,将取代德国成为未来太阳能发电市场的发动机.
3我国城市建筑太阳能发电系统应用现状简介
我国城市建筑太阳能发电起步较晚,且由于单幢建筑配套的太阳能发电设备建设费用高（假设一户普通家庭,一套功率为3千瓦的太阳能发电系统,年发电约3000千瓦时,投资需要9~15万元左右,使用寿命10~20年,折算为每千瓦时成本约1.5~3元）,因此,只在一些公共建筑工程上做示范（如：国家体育馆、上海世博会、深圳园博会、厦门BRT穆厝站等）.
当前我国太阳能光电建筑补助条件及标准：“对单项工程装机容量50KWP以上的项目,给予20元/WP的补助”.这一标准有利于于大型建筑或住宅小区的太阳能发电系统建设.
4城市建筑太阳能发电系统的试点
4.1收集城市太阳能资源的条件
主要是收集平均年日照小时数、辐射强度、最佳朝向和角度、已建屋面可利用面积、规划未建住宅屋面可利用面积、规划未建公建屋面或立面可利用面积等.
4.2太阳能发电系统设计
建议在设计容量达到50KWP的项目上进行试点（可获得政府补贴）.太阳能发电后经逆变器送至10千伏/0.4千伏配电室的低压母线段（该母线段所带负载容量与太阳能发电容量相当）；为了便于用户用电低谷时太阳能发的电能送至公共电网,还需将剩余的太阳能发电功率经逆变器后升压送至10千伏城市公共电网；还需采用智能微电网控制系统对太阳能发电系统与城市公共电网进行管理.
4.3智能微电网控制系统
该系统主要功能是监测太阳能发电功率与用户用电功率的关系,当太阳能发电功率大于等于用户用电功率时,断开公共电网供用户变压器的开关,并合上太阳能发电升压系统送至公共电网的开关；当太阳能发电功率小于用户用电功率时,合上公共电网供用户变压器的开关,并断开太阳能发电升压系统送至公共电网的开关.
5城市建筑太阳能发电系统推广的若干建议
5.1相关补贴政策的保障
由于太阳能发电折合每千瓦时的成本基本上是目前城市公共电网电价的2倍左右,导致个人或企业建设不积极.若国家金太阳示范工程的补贴政策能长期保持,并能尽快通过个人家庭太阳能发电系统补贴和上网电价补贴,同时提高国民的节能减排意识,确实加快太阳能发电系统的建设.
5.2相关技术的研发
加快太阳能电池技术、逆变器技术、微电网控制技术的研发,提高太阳能利用率和发电效率、降低太阳能发电系统单位功率的成本.
5.3城市管理的配套
国家和地方政府需明确太阳能上网的收购价格,鼓励太阳能发电系统的建设.城市规划、建设管理部门应制定相关的管理条例来保障太阳能发电系统与城市建筑的结合.如：规定城市公共建筑-图书馆、体育馆、火车站等,大型商业、办公建筑-购物广场、企业总部办公楼、政府大楼等建筑的屋顶和外墙建设太阳能发电系统；低层和多层住宅小区的屋顶建设太阳能发电系统.
结语
太阳能是地球上取之不尽、用之不绝的绿色能源,太阳能发电是我国城市发展低碳型城市十分重要的技术.通过相关政策的扶持及国民节能减排意识的提高,不断增加城市建筑太阳能发电系统试点范围,使太阳能发电占我国能源的比重进一步提高.