李 辰

（商丘師范學(xué)院體育學(xué)院，河南 商丘 476000）

隨著全球?qū)稍偕茉粗匾暢潭鹊脑黾雍铜h(huán)境保護(hù)力度的日益加大，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)作為一種可靠、可持續(xù)的能源解決方案，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。體育中心作為一個集大型活動、娛樂、健身等功能于一體的場所，通常需要大量的能源來滿足日常運(yùn)營和比賽需求。傳統(tǒng)的能源供應(yīng)方式往往依賴化石燃料，存在供應(yīng)不穩(wěn)定和能源消耗龐大的問題，還會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染；相比之下，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以利用太陽能將光能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)電力的自給自足。將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于體育中心，向世人展示了綠色發(fā)展理念，顯著減少了碳排放和環(huán)境負(fù)荷，促進(jìn)現(xiàn)代體育中心向綠色、低碳、節(jié)能、可循環(huán)方向持續(xù)發(fā)展。

1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種利用太陽能光伏電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，其由光伏電池板、支架、逆變器和電池儲能系統(tǒng)等多個組件組成。其中，光伏電池板是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，由多個光伏電池單元組成，主要通過光電效應(yīng)將太陽光直接轉(zhuǎn)化為電能，包括單晶硅、多晶硅和薄膜等類型；支架用于安裝和支撐光伏電池板，使其可以正確朝向太陽光，并保證最大的光吸收效果，一般由金屬或合金制成，具有良好的耐腐蝕和耐候性；光伏電池產(chǎn)生的是直流電，而家庭和工商業(yè)用電系統(tǒng)一般使用交流電，逆變器可以將光伏電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以供家電、工業(yè)設(shè)備等使用；電池儲能系統(tǒng)主要用于儲存白天光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能，以供晚上或陰天使用，它可以提供備用電源，并幫助平衡電網(wǎng)負(fù)載。除了以上基本組成部分，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)還包括配電箱、電纜和監(jiān)控系統(tǒng)等輔助設(shè)備，其中配電箱用于集中管理和分配電能；電纜用于連接各個組件；監(jiān)控系統(tǒng)則用于實(shí)時監(jiān)測和管理太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在體育中心設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢

隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展關(guān)注的不斷增加，越來越多的體育中心開始采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)來滿足能源需求。將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)用于體育中心設(shè)計(jì)，可以減少體育中心對傳統(tǒng)能源的依賴，降低運(yùn)營成本，提升體育中心的經(jīng)濟(jì)效益和美觀性，為可持續(xù)能源發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。這不僅符合社會綠色發(fā)展趨勢，而且是提升體育中心形象、推動體育中心可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

2.1 環(huán)保可持續(xù)

體育中心日常運(yùn)營需要大量的電力供應(yīng)，而傳統(tǒng)的電力供應(yīng)通常依賴煤炭等化石燃料，這會產(chǎn)生大量的CO2等溫室氣體，對氣候變化產(chǎn)生負(fù)面影響。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)無需燃料燃燒，不產(chǎn)生直接的碳排放，將其應(yīng)用于體育中心設(shè)計(jì)，可以顯著減少體育中心對傳統(tǒng)電力的需求，降低碳排放量，為環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。同時，太陽能是一種取之不盡、用之不竭的能源，通過光伏系統(tǒng)加大太陽能利用率，可以有效減少體育中心對傳統(tǒng)能源的消耗，減少能源浪費(fèi)，促進(jìn)傳統(tǒng)能源的可持續(xù)發(fā)展。此外，體育中心通常位于城市核心區(qū)域，傳統(tǒng)電力供應(yīng)通常依賴公共電網(wǎng)，但供電機(jī)構(gòu)供電不穩(wěn)定，存在著供應(yīng)峰值、電網(wǎng)承載能力等問題，而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)具有分布式特點(diǎn)，可以根據(jù)體育中心的用電需求為體育中心提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)，推動體育中心向更加環(huán)保和可持續(xù)的方向發(fā)展。

2.2 提升經(jīng)濟(jì)效益

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在體育中心的應(yīng)用不僅具有環(huán)保優(yōu)勢，而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，其中經(jīng)濟(jì)效益具體表現(xiàn)在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)能為體育中心提供穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)收益，增強(qiáng)體育中心可持續(xù)發(fā)展能力。首先，傳統(tǒng)供電模式中，體育中心通常需要從公共電網(wǎng)購買電力，公共電網(wǎng)的電價通常是根據(jù)供需關(guān)系而定的，在用電尖峰期電價相對較高，這加大了體育中心運(yùn)營成本。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)雖然前期需要投入較高的系統(tǒng)配件成本費(fèi)用，但其運(yùn)行維護(hù)成本相對較低。體育中心安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)后，可以自行產(chǎn)生部分或全部所需的電力，降低對公共電網(wǎng)的依賴，減少能源成本。其次，許多國家和地區(qū)都提供了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的補(bǔ)貼政策和財(cái)政激勵措施，以促進(jìn)可再生能源的發(fā)展。補(bǔ)貼和激勵的形式多種多樣，包括一次性補(bǔ)貼、發(fā)電優(yōu)惠政策、購電補(bǔ)貼等。體育中心作為采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的用戶，可以申請并獲得這些補(bǔ)貼和激勵，有效降低太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的投資成本。

3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在體育中心設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 室內(nèi)外照明系統(tǒng)

將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于體育中心設(shè)計(jì)，可以為場館提供穩(wěn)定、可靠、持續(xù)的照明服務(wù)，助力體育中心實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。首先，體育中心的建筑外墻照明以提升視覺效果和美觀度，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以直接連接室外照明設(shè)備，通過光伏板將陽光轉(zhuǎn)化為電能。例如，松江體育中心安裝了分布式光伏系統(tǒng)，選擇CIGS 薄膜組件，采用BIPV 建筑一體化安裝方式，在保證發(fā)電性能的同時，賦予了體育館獨(dú)特的造型，為上海市民提供了舒適、便捷的訓(xùn)練環(huán)境。其次，體育中心周圍道路和停車場、室內(nèi)場館通常需要良好的照明，供人們?nèi)粘Ｓ?xùn)練，以確保人們的安全，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以作為路燈照明系統(tǒng)的電源，將白天儲存的能量用于夜晚的照明，對體育中心日常電力供應(yīng)起到良好的補(bǔ)充作用，降低傳統(tǒng)電力能耗。此外，在緊急情況下，如停電或火災(zāi)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以作為備用電源，利用儲備的電能為體育中心提供緊急照明，以便人員疏散和安全撤離，確保場館的安全。

3.2 供水和空調(diào)系統(tǒng)

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在體育中心供暖和空調(diào)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用涵蓋熱水供應(yīng)、空調(diào)系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)測與管理設(shè)備等多個方面，在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的支撐下，體育中心基本可以實(shí)現(xiàn)能源的自給自足，減少對傳統(tǒng)能源的依賴，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。首先，體育中心通常需要大量的熱水供應(yīng)，如洗浴設(shè)施和游泳池，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)利用太陽能集熱板將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，然后通過熱交換器將熱能轉(zhuǎn)移到熱水系統(tǒng)，為體育中心持續(xù)提供熱水。其次，體育中心的室內(nèi)場館和大型活動空間通常需要強(qiáng)大的空調(diào)系統(tǒng)來保持舒適的室溫，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以空調(diào)系統(tǒng)提供電力。最后，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)通常配備專業(yè)的能源監(jiān)測和管理系統(tǒng)，可以實(shí)時監(jiān)測能源的產(chǎn)生和消耗情況，工作人員可以直觀查看光伏電池板的發(fā)電情況、供暖和空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況，并采取相應(yīng)的節(jié)能策略。

3.3 游泳館水循環(huán)系統(tǒng)

游泳館的水循環(huán)系統(tǒng)是保持水質(zhì)清潔和循環(huán)的關(guān)鍵，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可為水泵和過濾設(shè)備提供電力，確保水循環(huán)系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以為游泳館的電動閥門和控制系統(tǒng)持續(xù)提供充足、穩(wěn)定的電力，實(shí)現(xiàn)對水循環(huán)系統(tǒng)的自動化控制，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。同時，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)具有獨(dú)立運(yùn)行的特點(diǎn)，即使傳統(tǒng)電力供應(yīng)中斷，也能保障游泳館水循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，確保這些系統(tǒng)有效控制體育中心游泳館的水流量和水溫，長時間保持游泳池的舒適和衛(wèi)生。此外，游泳館水循環(huán)系統(tǒng)需要定期對水進(jìn)行循環(huán)、過濾和凈化，以保持水質(zhì)清潔和衛(wèi)生。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以為游泳館水循環(huán)系統(tǒng)中的水質(zhì)凈化設(shè)備提供電力支持，如過濾器、紫外線殺菌器等，確保水質(zhì)凈化設(shè)備持續(xù)運(yùn)行，提高水質(zhì)凈化效果。

4 總 結(jié)

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在體育中心的應(yīng)用，可以為體育中心提供廉價、可靠且環(huán)保的能源供應(yīng)，降低體育中心能源成本，減少體育中心對傳統(tǒng)能源的依賴，并提升體育場館的美觀性。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在體育中心照明系統(tǒng)、供水和空調(diào)系統(tǒng)，以及游泳館水循環(huán)系統(tǒng)等方面的應(yīng)用，降低了體育中心日常運(yùn)營的能源消耗成本，為運(yùn)動員和觀眾提供了更好的運(yùn)動體驗(yàn)，對于綠色低碳生活方式的普及起到良好示范作用。