可再生能源在电气工程中的利用与评估

摘要：补偿性无功功率、变压器能源设计、节约电路距离等节能措施的应用，可以有效实现电力质量的控制和优化，提高能源利用效率。同时，应用智能电网技术，协同发展分布式和集中式新能源，还能够实现更高效、更可靠的电力供应，为新能源的开发和利用提供了有力的支持和保障。

关键词：可再生能源；电气工程；利用

引言

在当前生态文明建设背景下，减少碳排放和促进可持续发展已成为社会共识。建筑行业作为碳排放的主要来源之一，需要采取有效措施降低能耗和碳排放量。光伏发电技术作为一种清洁、可再生能源，其在减少建筑物碳排放方面有显著优势，具有广阔的应用前景。

1可再生能源在电气工程中的利用

1.1光伏温室

在建筑电气节能方面，光伏技术也走出了一条新的道路，即利用光伏技术，为农业生产创造光伏温室。我国农业正处于转型发展的重要阶段，需要改变传统电力资源用量大、温度湿度指标控制效果差的问题。在植物生长、繁育过程中，需要较大的光线需求，在过去较长一段时间内，仅有新疆地区拥有足够长的太阳光照射条件，其他地区需要通过电力资源转换成光能，为植物提供温度条件。这会增加植物的培育成本，并不适用于大规模的农业生产。基于光伏技术的光伏温室，可以有效地降低植物种植的土地资源用量。光伏温室可以在白天吸收太阳能，将转化的电力资源存储起来，在夜间释放电力资源，既满足植物的生长需求，又可以为光伏温室的其他电气设备提供电力资源，从而有效解决传统温室的高额电力资源消耗问题。在传统温室中，遇到高温夏季，温室内部温度过高，会抑制植物的正常生长；而在寒冷冬季，需要消耗更多的电力资源维持温度恒定。在应用光伏温室后，在夏季可以直接将红外线隔绝在温室之外，避免大量太阳能聚集在温室内部，提高温室温度；在冬季，光伏温室可以转换成日间储能、夜间放能工作模式，降低温室白天与夜晚的温度差距，为植物提供较为稳定的温度条件。目前，光伏温室在农业生产领域，已经大规模应用于鲜花养殖、林业等方面。光伏温室的开发利用空间较大，值得开展深层次的纵向研究。

1.2变压器能源设计

（1）基于智能化技术的变压器设计。智能化技术可以应用于变压器设计中，通过智能化控制和监测技术实现对变压器的实时监测和调节，提高变压器的效率和可靠性。例如，可以采用带有智能控制和监测功能的变压器，实现对变压器的自动调节和保护，提高变压器的效率和可靠性。（2）高效节能的变压器设计。在变压器设计中，可以采用高效节能的设计方案，例如，采用具有高转换效率和低损耗的材料，优化变压器的结构设计和制造工艺，提高变压器的效率和节能性能。同时，还可以采用具有环保特性的材料和工艺，降低变压器的环境污染。（3）可再生能源的接入与管理。随着可再生能源的快速发展，越来越多的可再生能源需要接入电力系统中，变压器作为电力系统中的重要组成部分，需要满足对可再生能源的接入和管理需求。因此，在变压器设计中需要考虑可再生能源的接入和管理问题，例如，采用具有适应性的变压器设计，实现对可再生能源的智能化调节和管理，提高可再生能源的利用效率和电力系统的可靠性。

1.3实现能源自足供给与余电上网

在传统的电力系统中，建筑物需要依赖电网输送电力，而电网的建设和维护需耗费大量投资和人力成本。通过使用光伏发电系统，可在建筑物上安装足够数量的光伏电池板，利用光电效应将太阳能转化为电能，实现建筑能源的自给自足。这种能源自给自足的方式可以降低建筑用电支出，并维持关键设备的正常运行。除了实现能源自给自足，光伏发电系统的余电还可进行上网销售。在电力供应充足的情况下，光伏发电系统可以将多余的电力输送到电网上，与其他用户或企业进行交易。这种余电上网的方式，可进一步提高光伏发电的经济效益，优化能源资源配置，提高电力系统整体使用效率。

1.4建筑电气设计中嵌入新能源光伏发电

建筑电气设计时，需结合建筑实际使用需要，估算电气负荷，设计照明系统、配电系统、电气维护系统，科学选择高效节能的电气设备，并根据建筑功能空间布局与电气设备布置，合理布置电气系统配线。为强化新能源光伏发电在建筑电气节能减排中的应用效果，应在建筑电气设计阶段，乃至建筑工程设计阶段，融合新能源光伏发电系统设计，如在建筑工程设计时，考虑将新能源光伏发电系统安装布设在屋面或立面，选用光伏建材作为建筑屋顶材料或立面材料等；在建筑电气设计时，根据建筑的电气负荷选用适宜的光伏发电组件，光伏发电系统的连接器布设应根据建筑电气设计方案中的配线布设方案合理设计等。通过在建筑电气设计中融入新能源光伏发电，可以提高建筑与光伏发电一体化设计与建设水平，有效降低新能源光伏发电系统建设成本，提升建筑电气节能减排成效。

2可再生能源在电气工程中的利用措施

2.1综合评估建筑环境

其一，地理位置评估。考虑建筑物所处的地理位置，包括纬度、经度、地形、周围环境等，以确定太阳辐射状况和光照资源分布情况。这些因素都会对光伏发电系统的发电效率和能源利用效果产生干扰。其二，气候条件评估。对建筑物所在地区的气候条件进行研究，包括气温、湿度、降雨量、风速等，以确定光伏发电系统在不同气候条件下的稳定性和可靠性。其三，光照资源评估。评估建筑物所在地区的光照资源，包括日照时间、太阳辐射强度等，以确定光伏电池板所能接收到的太阳能资源。其四，建筑结构评估。对建筑物的结构进行评估，包括屋顶结构、朝向、建筑材料等，以确定最适合安装光伏电池板的部位和方式。其五，用电需求评估。评估建筑物的用电需求和用电负荷，以确定光伏发电系统的发电量能否满足建筑物的用电需求，并确保电力供应的稳定性和可靠性。通过对以上因素实施全面评估，可确定最适宜的光伏发电方案，并确保光伏电池板能够最大限度地利用太阳能资源，提高发电效率。通过收集数据，技术人员还可以为后续的预算制定、设备采购和系统设计提供重要的参考依据，提升光伏发电建设质量。

2.2协同发展分布式和集中式新能源

在新能源开发过程中，应用电气自动化环保技术，可以协同发展分布式和集中式新能源，从而实现更高效、更可靠的电力供应。首先，通过应用智能电网技术，可以实现对分布式新能源的有效监控和管理。智能电网技术能够实现对分布式新能源的实时监测，包括电压、电流、频率等参数的监测。同时，还能够通过智能控制系统，对分布式新能源进行有效调度和控制，确保其安全可靠地接入电网。其次，通过集中式新能源的规划和设计，可以最大程度地利用新能源资源，提高能源利用效率。集中式新能源的规划和设计需要考虑电力传输的距离、传输效率等因素，通过应用电气自动化技术，可以降低电力传输的距离，提高传输效率，从而降低能源消耗。同时，应用电气自动化环保技术，还可以实现分布式和集中式新能源的协同发展。通过智能电网技术的应用，可以将分布式新能源与集中式新能源进行有效整合，实现能源的优化利用和互补发展，从而提高电力供应的可靠性和稳定性。

结语

在“双碳”战略背景下，利用新能源光伏发电系统将太阳能转化为电能，并将其应用于建筑电气设备用电供应等环节中，可有效补充电气负载的用电负荷，提高新能源在建筑电气运行消耗能源中的占比，提高建筑电气的能源利用率，达到节能减排的目的。

参考文献

[1]苏子龙.探讨建筑电气节能减排措施及光伏新能源的应用[J].新型工业化，2022，12（09）：208-211.

[2]李华，彭晓云，贾彦.楼宇建筑电气节能中光伏技术的应用与仿真[J].计算机仿真，2022，39（07）：96-100.

作者简介：张志鹏 （2004.3-），性别：男，民族：汉族 ，籍贯：山东省青岛市平度市，学历：山东农业工程学院本科在读，主要研究方向：电气工程及其自动化。