太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)論文大全11篇

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篇（1）

1、創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)

創(chuàng)新是指以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)創(chuàng)造出新型的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。為了強(qiáng)化國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，解決地球規(guī)模的問(wèn)題，就必須將科學(xué)知識(shí)、技術(shù)、手段轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)層面的價(jià)值，其原動(dòng)力即為創(chuàng)新。在創(chuàng)新的過(guò)程中，構(gòu)思設(shè)想于各階段間循環(huán)反饋發(fā)展進(jìn)化，將牽涉到大量的經(jīng)濟(jì)要素與社會(huì)要素，具有復(fù)雜性和不確定性。這種綜合性的復(fù)雜系統(tǒng)表現(xiàn)為創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。

創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是"面向客戶需求、協(xié)作R&D、知識(shí)產(chǎn)權(quán)許可、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合作、戰(zhàn)略聯(lián)盟"為核心的基于構(gòu)件模塊的知識(shí)異化、共存共生、協(xié)同進(jìn)化的創(chuàng)新體系，具有類似自然生態(tài)系統(tǒng)的基本特征。

創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，由起點(diǎn)的研發(fā)理論，戰(zhàn)略構(gòu)想為基礎(chǔ)，通過(guò)大學(xué)，企業(yè)，學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)等各領(lǐng)域的研究開發(fā)，確立創(chuàng)新思維體系的核心部分。而創(chuàng)新思維的實(shí)證，則在各式各樣的創(chuàng)新型網(wǎng)絡(luò)相互作用的"場(chǎng)"內(nèi)進(jìn)行。創(chuàng)新型網(wǎng)絡(luò)是圍繞創(chuàng)新思維形成的各種正式與非正式協(xié)作關(guān)系的總結(jié)構(gòu)，連同各種各樣的經(jīng)濟(jì)要素和社會(huì)要素形成了"場(chǎng)"。在網(wǎng)絡(luò)化的"場(chǎng)"中，人才，資金，情報(bào)等創(chuàng)新要素相互作用，促進(jìn)創(chuàng)新的進(jìn)程，同時(shí)相應(yīng)的"場(chǎng)"也隨之變化。即在動(dòng)態(tài)變化的"場(chǎng)"中進(jìn)行創(chuàng)新過(guò)程。

2、全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.1通過(guò)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)解決全球化問(wèn)題

在全球化進(jìn)程加速和愈演愈烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)背景下，各個(gè)國(guó)家為了維持自身發(fā)展，爭(zhēng)相推進(jìn)國(guó)家創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)（National Innovation Ecosystem，NIES）的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展。為了解決全球性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，各國(guó)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)推廣到國(guó)家所在地域范圍，進(jìn)一步推廣到全球?qū)用妫瑯?gòu)筑全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，成了當(dāng)務(wù)之急。

2.2全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)

全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)（Global Innovation EcoSystem，GIES）不局限于各國(guó)國(guó)內(nèi)，在世界規(guī)模的系統(tǒng)環(huán)境下，科學(xué)技術(shù)、市場(chǎng)、社會(huì)、人才、制度、資金等積極地相互作用，積極推進(jìn)國(guó)際性的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形成，實(shí)現(xiàn)社會(huì)和地球的可持續(xù)發(fā)展。

GIES主要由三方面的要素構(gòu)成。

(1)"場(chǎng)"的推動(dòng)要素，即科學(xué)技術(shù)、市場(chǎng)和社會(huì)。

(2)"場(chǎng)"的構(gòu)成要素，即人才、制度、資金。

(3)"場(chǎng)"的構(gòu)成要素的調(diào)整，國(guó)際協(xié)作框架下的公共部門以及企業(yè)部門。

三方面的要素相互作用，促成創(chuàng)新過(guò)程，通過(guò)對(duì)已有實(shí)例的分析，把握動(dòng)態(tài)要素的活動(dòng)方向，可以對(duì)GIES下的新型創(chuàng)新項(xiàng)目提供支持。

3、全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境下中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展動(dòng)向

3.1 GIES環(huán)境下中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的不均衡問(wèn)題

中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)近幾年來(lái)雖呈現(xiàn)出較快的發(fā)展勢(shì)頭，但發(fā)展速度依然緩慢，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)間存在著巨大的不均衡，不符合可持續(xù)發(fā)展前提下的能源計(jì)劃與環(huán)境產(chǎn)業(yè)的步調(diào)。總結(jié)起來(lái)，主要有以下兩個(gè)方面：

國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能市場(chǎng)的發(fā)展程度遠(yuǎn)低于產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展，對(duì)中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生不利因素的同時(shí)，也不利于維持太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)不僅需要一個(gè)良好的國(guó)際市場(chǎng)環(huán)境，更重要的是擁有一個(gè)良好的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的成長(zhǎng)不僅為國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)提供新的成長(zhǎng)空間，還將解決非太陽(yáng)能用電區(qū)域內(nèi)的電力問(wèn)題，對(duì)改善中國(guó)能源結(jié)構(gòu)有著重要的意義。

研究開發(fā)能力和自主創(chuàng)新能力的脆弱。近年來(lái)，多數(shù)企業(yè)設(shè)置自身的研發(fā)中心，并與國(guó)內(nèi)外的大學(xué)和科研機(jī)關(guān)進(jìn)行緊密的合作，各級(jí)政府在太陽(yáng)能的研究領(lǐng)域投入也明顯加大。中國(guó)太陽(yáng)能領(lǐng)域的科研能力不足，產(chǎn)學(xué)研交流不足的情況得到了一定的緩解。但是技術(shù)水平和人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的落后，中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的研發(fā)能力依然很薄弱，同時(shí)存在自主創(chuàng)新不足的問(wèn)題。企業(yè)技術(shù)人才的明顯不足，導(dǎo)致了對(duì)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的消化，吸收和更新更加困難。在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)氛圍下，加速人才培養(yǎng)，提高中國(guó)自主創(chuàng)新能力是當(dāng)務(wù)之急，也是重要的戰(zhàn)略性任務(wù)。

3.2 GIES環(huán)境下對(duì)中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

GIES是NIES基礎(chǔ)上的逐步擴(kuò)展，當(dāng)前國(guó)際太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展帶動(dòng)了中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)，給中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)提供了一個(gè)良好的國(guó)際氛圍。這也要求中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)在拓展海外市場(chǎng)的同時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先健全國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，積極調(diào)整國(guó)內(nèi)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)投入力度，加大政策扶持，以內(nèi)在市場(chǎng)推動(dòng)海外市場(chǎng)發(fā)展，真正成為太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的大國(guó)強(qiáng)國(guó)。所以，針對(duì)GIES環(huán)境下，中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)提出以下建議：

強(qiáng)化太陽(yáng)能發(fā)電的戰(zhàn)略研究。集合專家學(xué)者對(duì)世界與中國(guó)的能源形勢(shì)進(jìn)行深入研究，準(zhǔn)確捕捉世界太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)和行進(jìn)路線。據(jù)此規(guī)劃中國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的中長(zhǎng)期科學(xué)發(fā)展計(jì)劃，并且該計(jì)劃與低碳社會(huì)和可持續(xù)發(fā)展的要求相一致。

強(qiáng)化支援太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步是太陽(yáng)能發(fā)電成本削減的重要因素之一，加大科技投入，加強(qiáng)中國(guó)太陽(yáng)能技術(shù)力，加速太陽(yáng)能成本的削減。重點(diǎn)支援多晶硅制造的核心技術(shù)開發(fā)，提高中國(guó)太陽(yáng)能電池多晶硅制造技術(shù)水準(zhǔn)。

建設(shè)國(guó)家級(jí)的太陽(yáng)能技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，提高中國(guó)太陽(yáng)能自主研發(fā)能力。設(shè)立國(guó)家級(jí)的太陽(yáng)能技術(shù)研發(fā)機(jī)關(guān)，是提高中國(guó)自主研發(fā)能力的重要途徑，從技術(shù)面和政策面上對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)提供最直接的科學(xué)指導(dǎo)。

強(qiáng)化太陽(yáng)能發(fā)電的宣傳普及和教育，提高全民對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的認(rèn)識(shí)，同時(shí)應(yīng)在大學(xué)等教育機(jī)構(gòu)設(shè)立與太陽(yáng)能相關(guān)聯(lián)的專門學(xué)科，培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

強(qiáng)化太陽(yáng)能技術(shù)的國(guó)際交流合作，尤其是在法制層面上，使中國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電的法律構(gòu)造和體系健全化，強(qiáng)化中國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電相關(guān)法規(guī)以及實(shí)施細(xì)則的科學(xué)性和實(shí)用性。在科技，人才，資源和協(xié)議加強(qiáng)國(guó)際交流合作，不僅可以促進(jìn)中國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)水準(zhǔn)的提高，同時(shí)也將對(duì)中國(guó)和世界的能源可持續(xù)發(fā)展和低碳社會(huì)建設(shè)做出積極的貢獻(xiàn)。

4、結(jié)論

在全球性問(wèn)題日益突出的今天，全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)尋求聯(lián)合性的技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)品交流，政策上的，推動(dòng)世界市場(chǎng)的發(fā)展，解決社會(huì)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)向的分析，根據(jù)先進(jìn)國(guó)的動(dòng)向發(fā)現(xiàn)中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)尚存在的問(wèn)題，結(jié)合GIES的諸要素基準(zhǔn)，不斷完善發(fā)展國(guó)內(nèi)市場(chǎng)環(huán)境，使中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展更加均衡，更加切合低碳社會(huì)和可持續(xù)發(fā)展的準(zhǔn)則。

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篇（2）

中圖分類號(hào)：TK511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著能源危機(jī)越來(lái)越嚴(yán)重，近年來(lái)，太陽(yáng)能的開發(fā)和利用已經(jīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注。如今，許多國(guó)家都想利用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)來(lái)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，并且太陽(yáng)能電池原材料的發(fā)展越來(lái)越快，并網(wǎng)控制技術(shù)不斷提高，使得光伏發(fā)電的發(fā)展，具有廣闊的前景。

一、光伏發(fā)電的工作原理和影響因素

光伏能量轉(zhuǎn)換裝置是太陽(yáng)能電池，也稱為光伏電池。光伏發(fā)電原理是光生伏打效應(yīng)。當(dāng)太陽(yáng)（或其他光源）照射到太陽(yáng)能電池上時(shí)，電池就會(huì)吸收光能，從而形成光電子一空穴對(duì)。由于內(nèi)置電池的電場(chǎng)效應(yīng)，光生電子和空穴將會(huì)分離，這樣就會(huì)在電池兩端積累異號(hào)電荷，即產(chǎn)生“光生電壓”，也就是所謂的“光生伏打效應(yīng)”。如果從兩側(cè)的內(nèi)置電場(chǎng)引出電極并連接上負(fù)載時(shí)，負(fù)載就會(huì)出現(xiàn)“光生電流”，從而導(dǎo)致功率輸出。利用這種方式，就能把太陽(yáng)的光能直接轉(zhuǎn)化成可以使用的電能了。光伏發(fā)電系統(tǒng)就是利用光伏電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的矩陣，并存儲(chǔ)在電池系統(tǒng)或直接用于負(fù)載可再生能源裝置。其工作原理是：白天，光伏組件接收太陽(yáng)光，輸出功率，一部分供給直流或交流電源；另一部分通過(guò)反向二極管給充電電池組充電的，夜間或陰雨天，光伏電池組不工作，蓄電池組就給直流或交流負(fù)載工作供電。

影響光伏發(fā)電的主要因素：1.太陽(yáng)高度。太陽(yáng)高度是指太陽(yáng)相對(duì)于地平面的高度角。太陽(yáng)高度經(jīng)常用太陽(yáng)光線和地平線的夾角表示。太陽(yáng)高度角越大，太陽(yáng)就越高，太陽(yáng)光的輻射也就越強(qiáng)；反之，太陽(yáng)高度角小，太陽(yáng)低，輻射弱。

不同的時(shí)間段太陽(yáng)高度也是不同的，比如早晨時(shí)太陽(yáng)高度最低，中午時(shí)最高，下午又逐漸降低，到傍晚日落時(shí)最低。因?yàn)榈厍蛟谧赞D(zhuǎn)的同時(shí)又繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，所以太陽(yáng)高度在一年中也發(fā)生著變化，地球自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道平面并不垂直，始終保持著固定的角度。前半年，太陽(yáng)逐漸從低緯度升高到高緯度，到夏至?xí)r太陽(yáng)高度角最大，反之，冬至太陽(yáng)高度角最小。對(duì)于具體的一個(gè)面來(lái)說(shuō)，如果太陽(yáng)高度低的話，光線穿過(guò)大氣的路程就比較長(zhǎng)，過(guò)程中會(huì)消耗大量的能量；同時(shí)，又因?yàn)楣饩€以較小的角度投影到該平面上，所以到達(dá)地面的能量也較小。

2.大氣透明度

在垂直于光線邊界的平面上，太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度基本上是恒定的；但在地球的表面上，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度是不斷變化的，主要是因?yàn)榇髿獠煌潭鹊耐该鞫仍斐傻摹４髿馔该鞫仁呛饬看髿鈱?duì)于太陽(yáng)光線透過(guò)程度的一個(gè)參數(shù)，萬(wàn)里無(wú)云的天氣，大氣透明度高，太陽(yáng)輻射到達(dá)地面的能量就多，云霧或灰塵很多時(shí)，大氣透明度低，太陽(yáng)輻射的能量就很少一部分能到達(dá)地面。可見，大氣透明度和天空云量和灰塵的含量是有很大關(guān)系的。

3.地理緯度

太陽(yáng)輻射從低緯度到高緯度地區(qū)逐漸減弱。由于不同緯度的太陽(yáng)光達(dá)到達(dá)地面的路程是不同的。較低的緯度，太陽(yáng)光到地面的路徑短，所以，到達(dá)地面的輻射量就大；相反，緯度越高，太陽(yáng)光到地面的路徑長(zhǎng)，輻射的量就小。

二、光伏發(fā)電系統(tǒng)主要研究問(wèn)題

1.最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法

外部環(huán)境和內(nèi)部設(shè)備會(huì)嚴(yán)重影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，它的輸出曲線一般是非線函數(shù)。在穩(wěn)定的外部環(huán)境下，光伏系統(tǒng)具有獨(dú)特的最大輸出功率點(diǎn)。要想獲得系統(tǒng)的最大功率，必須安裝最大功率點(diǎn)跟蹤器。最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法有很多，常見的包括固定電壓法，擾動(dòng)觀察法，電導(dǎo)增加的方法。此外，一些研究人員將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，模糊控制，滑模控制方法應(yīng)用于控制最大功率點(diǎn)跟蹤控制，并取得了一定的成績(jī)。上述方法有其明顯的優(yōu)缺點(diǎn)。那么，如何使系統(tǒng)穩(wěn)定地停留在最大功率點(diǎn)處，依然是目前光伏系統(tǒng)的一個(gè)熱門話題。

2.逆變及并網(wǎng)控制問(wèn)題

隨著廣泛使用太陽(yáng)能發(fā)電，并網(wǎng)光伏發(fā)電已成為主要的形式；成功實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)，逆變是最重要的環(huán)節(jié)，在 IEEE 的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)逆變有嚴(yán)格的技術(shù)要求；為了不污染交流電網(wǎng)的同時(shí)提高當(dāng)前電網(wǎng)的質(zhì)量并網(wǎng)控制策略問(wèn)題也是目前研究的熱點(diǎn)。

3.孤島效應(yīng)問(wèn)題

孤島效應(yīng)是存在于分布式發(fā)電系統(tǒng)中的一個(gè)問(wèn)題。所謂孤島效應(yīng)就是當(dāng)由于電氣故障，操作失誤或其他自然要素等原因中斷供電時(shí)，單個(gè)客戶端的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)未能檢測(cè)到停電狀態(tài)將自己從市電電網(wǎng)中脫離，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和負(fù)載形成超越公共電網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)法控制的自給供電孤島。這種自給孤島現(xiàn)象對(duì)電氣設(shè)備維修人員甚至電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重的后果，因此系統(tǒng)必須能夠及時(shí)檢測(cè)到電網(wǎng)系統(tǒng)停止運(yùn)行。

三、最大功率點(diǎn)跟蹤控制原理

為了使太陽(yáng)能電池能充分地吸收太陽(yáng)能，在不同日照強(qiáng)度、溫度條件下的總輸出功率最大，從而提高了太陽(yáng)能電池的效率，我們可以對(duì)太陽(yáng)能電池實(shí)行最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），允許其在最大功率點(diǎn)工作，使用增量電導(dǎo)的控制方法，利用比較太陽(yáng)能電池陣列的瞬時(shí)導(dǎo)抗和導(dǎo)抗變化量，以及按照結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)制來(lái)完成太陽(yáng)能電池的最大功率點(diǎn)跟蹤控制。

光伏電池的最大功率點(diǎn)隨這外部工作環(huán)境而不斷地發(fā)生變化,所以,必須要利用測(cè)量到的實(shí)時(shí)電信號(hào)(如光伏電池輸出功率、電壓等),識(shí)別并跟蹤最大功率點(diǎn)的位置,以確保光伏電池始終在最大功率點(diǎn)工作。

一般情況下為了使負(fù)載得到的功率最大，只需讓負(fù)載電阻和供電系統(tǒng)的內(nèi)阻相等即可，然而由于太陽(yáng)能電池的內(nèi)阻受到多種因素的影響，如日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度及負(fù)載，因而它在不斷地變化，所以不可能用上面的方法獲得最大輸出功率。因此經(jīng)常在太陽(yáng)能電池和負(fù)載之間加一個(gè)DC／DC變換器，通過(guò)改變DC／DC變換器中功率開關(guān)管的占空比，就可以使得太陽(yáng)能電池工作在最大功率點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤控制。

四、光伏發(fā)電的優(yōu)勢(shì)與不足

由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件同時(shí)也不消耗燃料，并且不排放任何溫室氣體在內(nèi)的物質(zhì)，具有無(wú)噪聲、無(wú)污染的特點(diǎn)；太陽(yáng)能資源打破了地域限制，分布較廣，取之不盡，用之不竭。所以，相比于其它的新型發(fā)電技術(shù)(風(fēng)力發(fā)電與生物質(zhì)能發(fā)電等)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電是一種具可持續(xù)發(fā)展理想特征（最豐富的資源和最潔凈的發(fā)電過(guò)程）的可再生能源發(fā)電技術(shù)，它的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：

1.太陽(yáng)能資源取之不盡，用之不竭，太陽(yáng)能照射到地球上的能量要比人類消耗的能量多6000倍。而且太陽(yáng)能的分布相當(dāng)廣泛，可以這么說(shuō)只要有光照的地方人么們就能夠利用光伏發(fā)電系統(tǒng)，它完全不受地域、海拔等因素的限制。

2.太陽(yáng)能資源方便，可就近供電。無(wú)需長(zhǎng)距離輸送，減少了因?yàn)殚L(zhǎng)距離輸電線路所造成的電能損失，并且降低了輸電成本。這為家用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在輸電相對(duì)不方便的西部大規(guī)模使用提供了便捷條件。

3.太陽(yáng)能光伏發(fā)電本身不使用燃料，不排放溫室氣體和其他廢氣在內(nèi)的任何物質(zhì)，對(duì)空氣五污染，沒有噪聲，不會(huì)因?yàn)槟茉次C(jī)或燃料市場(chǎng)不穩(wěn)定而造成一定的影響，是真正綠色環(huán)保的新型可再生能源。

4.太陽(yáng)能光伏發(fā)電過(guò)程不需要冷卻水，可以隨意設(shè)置在沒有水的荒漠戈壁上。光伏發(fā)電還可以與建筑物很方便地結(jié)合起來(lái)，形成光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，無(wú)需單獨(dú)占地，這樣就節(jié)省了寶貴的土地資源。

但是它也有不足之處：一是強(qiáng)度和韌性不夠。因?yàn)榻ㄖ镒鳛檎跈n物，經(jīng)常會(huì)被日曬雨淋，光伏材料是建筑材料的一部分，所以也應(yīng)滿足一定強(qiáng)度的要求。還有，建筑物的使用壽命一般要求長(zhǎng)達(dá)幾十年，甚至上百年，但是如今的光伏材料最長(zhǎng)壽命約20多年，故如何將光伏建筑材料的使用時(shí)限提高也是一個(gè)難題。二是外觀問(wèn)題。當(dāng)太陽(yáng)電池作為幕墻或者天窗時(shí)，由于電池板的反光會(huì)造成光污染，所以必須考慮太陽(yáng)電池的顏色和反光性。另外，當(dāng)太陽(yáng)電池作為天窗或者窗戶時(shí)，會(huì)檔住一部分陽(yáng)光從而影響室內(nèi)的亮度，因此對(duì)太陽(yáng)電池材料的透光性也有一定的要求。三是建后維護(hù)問(wèn)題。由于光伏材料位于建筑物的外表面，經(jīng)常暴露在空氣中，時(shí)間長(zhǎng)了必會(huì)堆積灰塵，阻檔陽(yáng)光的照射，從而降低光電轉(zhuǎn)換的效率。故應(yīng)隔一段時(shí)間對(duì)光伏建筑材料進(jìn)行建后維護(hù)。

結(jié)語(yǔ)

光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)充分利用了太陽(yáng)能這一可再生資源，在如今，能源危機(jī)日趨嚴(yán)峻，光伏發(fā)電已經(jīng)備受關(guān)注，且已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成果，在國(guó)內(nèi)外都有了一定的規(guī)模，特別是近幾年電力電子技術(shù)的發(fā)展及其與控制理論的相結(jié)合，給光伏發(fā)電技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。但是，由于光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)現(xiàn)在還不太成熟，在技術(shù)方面仍然存在許多問(wèn)題。但是我們相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將會(huì)在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]李征.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其控制策略的研究.天津大學(xué)，2008．

[2] 熊遠(yuǎn)生．太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問(wèn)題研究[D]．博士學(xué)位論文，浙

篇（3）

中圖分類號(hào)：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（b）-0022-03

隨著社會(huì)公眾的環(huán)保意識(shí)的提高以及新材料、現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，充分利用可再生的太陽(yáng)能已經(jīng)越來(lái)越受到政府和公眾的重視。目前太陽(yáng)能技術(shù)已經(jīng)在新能源發(fā)電、交通、航空航海和空間站建設(shè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。充分利用可再生的太陽(yáng)能發(fā)電，建立節(jié)能、環(huán)保、舒適的居住空間也成了社會(huì)的共識(shí)。因此，該文根據(jù)當(dāng)前各種太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展，以經(jīng)濟(jì)、環(huán)保利用太陽(yáng)能為目標(biāo)，考慮大城市居民小區(qū)具有建筑密度大，高樓較多、屋頂面積小、樓間距較小等特點(diǎn)，分析適用于大城市居民小區(qū)的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的選擇方案。

1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 太陽(yáng)能的應(yīng)用形式

目前，居民小區(qū)應(yīng)用太陽(yáng)能的途徑主要可分為太陽(yáng)能光伏發(fā)電和光熱轉(zhuǎn)換兩種形式。

太陽(yáng)能光熱技術(shù)是將太陽(yáng)輻射能量轉(zhuǎn)化為熱能的技術(shù)。在居民小區(qū)，常見的直接利用太陽(yáng)能的方式有：（1）利用太陽(yáng)能空氣集熱器供暖。（2）利用太陽(yáng)能熱水器提供生活熱水。（3）利用集熱-儲(chǔ)熱的原理建造太陽(yáng)房等。間接利用太陽(yáng)能的主要方式是利用太陽(yáng)能制冷。其中利用太陽(yáng)能制冷技術(shù)仍處于研究階段，相關(guān)技術(shù)正在進(jìn)入攻堅(jiān)克難階段，預(yù)計(jì)未來(lái)將會(huì)取得突破性進(jìn)展。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電是以太陽(yáng)能電池為中介將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)有單獨(dú)發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電兩種發(fā)電方式，在城市小區(qū)，因?yàn)楣╇姷目煽啃砸螅ǔＪ遣捎貌⒕W(wǎng)發(fā)電方式，它是由太陽(yáng)能電池陣列、蓄電池組、保護(hù)和控制系統(tǒng)、逆變器、小區(qū)負(fù)荷等設(shè)備構(gòu)成，其中光伏電池陣列是由多個(gè)太陽(yáng)能電池板串并聯(lián)而成，是整個(gè)系統(tǒng)最核心、最有價(jià)值的組件。

1.2 太陽(yáng)能電池技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

到目前為止太陽(yáng)能電池技術(shù)已歷經(jīng)三代，第一代主要為晶體硅太陽(yáng)能電池；第二代是基于薄膜技術(shù)的太陽(yáng)能電池；第三代是高倍聚光光伏電池。

晶體硅太陽(yáng)能電池是以硅元素作為基本原材料，主要包括單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池兩類。這是發(fā)展最早、技術(shù)最成熟、已經(jīng)形成了大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池技術(shù)，約占據(jù)93%的市場(chǎng)份額，其轉(zhuǎn)換效率在15%～20%。晶體硅太陽(yáng)能電池最大的技術(shù)瓶頸是原材料硅的價(jià)格較為昂貴且供應(yīng)不足，造成晶體硅電池價(jià)格呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)。表1給出了對(duì)單晶硅太陽(yáng)能電池與多晶硅太陽(yáng)能電池的主要特性。

薄膜太陽(yáng)能電池所需要的硅材料極少或是不需要，因而與晶體硅太陽(yáng)能電池相比，在生產(chǎn)成本上有明顯的優(yōu)勢(shì)。薄膜太陽(yáng)能電池可分為硅基、碲化鎘（CDTE）、銅銦鎵硒（CIGS）、砷化鎵（GAAS）薄膜電池以及染料敏化（DSSC）太陽(yáng)電池等[1]。薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)用已經(jīng)逐步展開，其中2014年12月我國(guó)首個(gè)兆瓦級(jí)CIGS薄膜太陽(yáng)能電站在云南石林投運(yùn)，其發(fā)電效率比同等規(guī)模的晶體硅太陽(yáng)能電站高出10%。根據(jù)大城市居民小區(qū)的需要，表2給出了主要薄膜太陽(yáng)能電池的技術(shù)特性。染料敏化太陽(yáng)電池是一種采用由有機(jī)材料構(gòu)成核心部件的太陽(yáng)能電池，在原材料上具有潛在的優(yōu)勢(shì)，可以大面積成膜，具有可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，質(zhì)輕，可塑性好，是一種有前景的太陽(yáng)能電池技術(shù)，但是目前僅停留在實(shí)驗(yàn)階段。

從適用于大城市居民小區(qū)建筑的角度看，由于非晶硅薄膜電池可制作成半透明的類玻璃形狀，且具有較高的吸收系數(shù)，因此非常適合于與光伏-建筑一體化小區(qū)工程相結(jié)合，作為建筑物的玻璃幕墻、玻璃窗以及建筑墻面。CIGS薄膜電池由于其緩沖層CdS具有潛在的毒性，國(guó)產(chǎn)化水平較低，價(jià)格較高，但轉(zhuǎn)換效率高，比較適合用于商住兩用型小區(qū)、公寓型小區(qū)或是小區(qū)中的大型公共建筑的玻璃幕墻。CDTE薄膜太陽(yáng)能電池成本較高，且有一定污染，可用作大型建筑的屋頂，而GAAS薄膜電池價(jià)格過(guò)高，一般不用于居民建筑。

2 居民小區(qū)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用選擇

在我國(guó)，特別是一些低層建筑比較密集的中小城市、廣大農(nóng)村地區(qū)，太陽(yáng)能熱水器技術(shù)已經(jīng)得到廣泛利用和推廣。但是這種利用方式無(wú)法適用于大城市居民小區(qū)，一方面是因?yàn)楦邔咏ㄖ锊荒芴峁┌惭b位置，另一方面是因?yàn)檫@種雜亂無(wú)章的安裝嚴(yán)重影響建筑物的視覺美觀效果，破壞環(huán)境的和諧，不能實(shí)現(xiàn)與建筑物的完美結(jié)合[2]。目前推出的壁掛式大陽(yáng)能熱水器是比較適合大城市居民小區(qū)的太陽(yáng)能光熱利用的產(chǎn)品。

同時(shí)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在民用領(lǐng)域也具有廣泛的利用和推廣空間。城市居民小區(qū)有許多公共用電設(shè)備，如小區(qū)路燈、草坪庭園景燈、高層建筑樓梯間、地下車庫(kù)的照明，樓房的電梯以及變頻調(diào)速的水泵、風(fēng)機(jī)等，這些設(shè)備數(shù)量多、總體耗電量大，都可以首先考慮采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電。在小區(qū)的公共區(qū)域放置太陽(yáng)能電池板是一個(gè)優(yōu)選方案。除考慮房屋的承重和成本問(wèn)題外，可以采用3種放置太陽(yáng)能電池的方式：（1）放置在建筑屋頂，并加砌與建筑外觀一致的護(hù)攔，同時(shí)利用太陽(yáng)能電池組件替代保溫隔熱層的作用，對(duì)于已建小區(qū)還可以與社區(qū)屋頂“平改坡”結(jié)合起來(lái)加裝太陽(yáng)能電池組件。（2）在樓梯間頂部專門加裝一個(gè)放置太陽(yáng)能電池板的閣樓，并采用與建筑外觀協(xié)調(diào)和諧的斜屋頂設(shè)計(jì)，維護(hù)整體環(huán)境的協(xié)調(diào)。（3）對(duì)于新建的多層建筑和高層建筑，外墻與太陽(yáng)光接觸面積最大，采用與太陽(yáng)能電池一體化的玻璃幕墻、透明絕熱材料，實(shí)現(xiàn)光伏-建筑一體化，同時(shí)達(dá)到美觀和裝飾效果。

在城市居民小區(qū)中，通常采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與市政電網(wǎng)并聯(lián)供電的形式，如圖1所示。但是當(dāng)小區(qū)內(nèi)太陽(yáng)能光伏發(fā)電容量比較大，且小區(qū)內(nèi)直流負(fù)載比例較高時(shí)，小區(qū)采用分布式直流配網(wǎng)供電[3]，將市政電網(wǎng)通過(guò)交流-直流變換作為并聯(lián)電源，如圖2所示，更有利于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的利用，且具有更好的效率。這是因?yàn)椋海?）太陽(yáng)能光伏發(fā)電輸出直流電，直接接入直流配電網(wǎng)，可以節(jié)省大量的DC-AC換流環(huán)節(jié)。（2）大部分民用負(fù)載都是直流負(fù)載，比如個(gè)人電腦、電視、充電設(shè)備、電熱器、照明負(fù)荷，采用直流配電網(wǎng)后，整體效率更高；同時(shí)對(duì)于采用變頻技術(shù)的家用電器，如空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)，如果采用傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng)，需要經(jīng)過(guò)AC-DC-AC變換，而采用直流配電網(wǎng)則只需要采用DC-AC變換。因而直流配電系統(tǒng)的整體效率更高。（3）同時(shí)直流配電網(wǎng)更可靠，且沒有頻率和無(wú)功問(wèn)題，也沒有傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)的諧波污染問(wèn)題。（4）直流配電網(wǎng)的可控性，更有利用于未來(lái)智能社區(qū)的建設(shè)[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電在大城市民用領(lǐng)域也具有廣闊的發(fā)展空間。但是由于大城市的地價(jià)貴、樓間距小、高層建筑多，相對(duì)中小城市、農(nóng)村來(lái)說(shuō)，利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電的空間較小、單位投資高、發(fā)電成本高，回收成本年限長(zhǎng)，如果采用全國(guó)統(tǒng)一的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，難于達(dá)到預(yù)定的促進(jìn)作用。因此，需要靠政府政策扶持，鼓勵(lì)企業(yè)、社會(huì)公益投資，同時(shí)與綠色社區(qū)、智能社區(qū)建設(shè)結(jié)合起來(lái)，達(dá)到更好的整體社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 李海濤.太陽(yáng)能利用研究進(jìn)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（9）：38-39.

篇（4）

 

0.引言

目前，國(guó)內(nèi)的樓宇樓道照明都是采用傳統(tǒng)的~220V的白熾燈或節(jié)能燈，每層樓道裝上手控或聲控等控制開關(guān)，加上時(shí)間控制器。論文參考網(wǎng)。這種樓道照明系統(tǒng)使用已經(jīng)幾十年了，現(xiàn)在還在被廣泛采用。但這種樓道照明系統(tǒng)存在著其與生俱來(lái)的缺點(diǎn)：1、電費(fèi)分?jǐn)傠y，一個(gè)樓道有好多住戶，樓道燈的電源接在哪一戶都不合理。2、白熾燈或節(jié)能燈使用壽命短，尤其是樓道燈需要經(jīng)常啟閉的情況下，燈的使用壽命更短。3、損壞了沒人修，因?yàn)槭枪彩褂茫蘩淼呢?zé)任不明確；這樣，有些樓道燈隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，損壞了沒人修，成了盲道，沒有起到樓道燈的作用，給住戶帶來(lái)很大的不便。現(xiàn)在隨著太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)與發(fā)光二極管照明技術(shù)的應(yīng)用普及，我公司完美地融合了太陽(yáng)能和LED兩大高新技術(shù)，已成功地開發(fā)出太陽(yáng)能樓宇樓道照明系。

1.樓宇樓道照明系統(tǒng)的原理及組成

太陽(yáng)能樓宇樓道照明系統(tǒng)的工作原理是：利用白天太陽(yáng)能電池吸收太陽(yáng)能，儲(chǔ)存在蓄電池中，晚上蓄電池放電供樓道燈照明。

太陽(yáng)能樓宇樓道照明系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）、大功率LED照明燈、時(shí)間控制器、各樓層控制開關(guān)等部件組成。論文參考網(wǎng)。各部分的作用為：

1）太陽(yáng)能電池板：太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能樓宇樓道照明系統(tǒng)中的核心部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)換為電能，送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)；目前較常用的太陽(yáng)能電池板是多晶硅太陽(yáng)能電池板，它的轉(zhuǎn)換效率一般為14~17%，國(guó)產(chǎn)的轉(zhuǎn)換率低一點(diǎn)，進(jìn)口的相對(duì)高一點(diǎn)。

2）蓄電池：一般為免維護(hù)鉛酸電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來(lái)，到晚上需要的時(shí)候再釋放出來(lái)，供樓道燈用。

3）太陽(yáng)能控制器：太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。

4）LED照明燈：這也是太陽(yáng)能樓宇樓道照明系統(tǒng)中主要的部件。LED（Light-Emitting-Diode 中文意思為發(fā)光二極管）是一種能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)換為可見光的半導(dǎo)體，采用電場(chǎng)發(fā)光。LED的特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、光效高、無(wú)輻射與低功耗。其壽命可大于10萬(wàn)小時(shí)以上，比普通的白熾燈長(zhǎng)幾十倍；其光效已經(jīng)達(dá)100Lm/w以上（節(jié)能燈80Lm/w）；節(jié)能明顯，比節(jié)能燈還要節(jié)能1/4；除此之外，LED還具有光線質(zhì)量高、低壓直流驅(qū)動(dòng)（一般為3~3.5v）、基本上無(wú)輻射等優(yōu)點(diǎn)，屬于典型的綠色照明光源；太陽(yáng)能電池發(fā)出的是直流電，LED的驅(qū)動(dòng)也是直流電，它們之間不需要復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換，所以太陽(yáng)能與LED的組合是最完美的組合。LED照明燈用在樓宇樓道照明系統(tǒng)中還有一個(gè)更大的優(yōu)勢(shì)是，因?yàn)槠潋?qū)動(dòng)電壓低，啟動(dòng)時(shí)沒有大的沖擊，適合頻繁啟閉，不影響使用壽命。

5）時(shí)間控制器：也是這個(gè)系統(tǒng)中的主要部件。它與普通的樓道照明系統(tǒng)中的時(shí)間控制器的作用一樣，當(dāng)每層樓的控制開關(guān)動(dòng)作后，樓道燈就點(diǎn)亮，用時(shí)間延遲器控制亮燈時(shí)間，一般是在1~3分鐘之間可調(diào)。太陽(yáng)能樓宇樓道照明系統(tǒng)中的時(shí)間延遲器是采用直流延遲控制的。

6）各樓層的控制開關(guān)，這與傳統(tǒng)系統(tǒng)中的一樣。可采用手控、聲控、紅外線光控等。所起的作用也是一樣的。

2.太陽(yáng)能樓宇樓道照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮如下因素

太陽(yáng)能樓宇樓道照明系統(tǒng)的原理比較簡(jiǎn)單，主要的元器件也不復(fù)雜，但在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)以下幾方面的問(wèn)題必須充分考慮到。

1）根據(jù)樓層的高低、樓道燈的多少、燈負(fù)載的大小、每次亮燈的時(shí)間、遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣的多少，來(lái)匹配太陽(yáng)能電池板的大小與儲(chǔ)能用的蓄電池的大小。我們開發(fā)的樓宇樓道燈一般以六到七層、每層一盞3~5w的LED照明燈為一個(gè)單元，如果是高層建筑的，最好能考慮多個(gè)系統(tǒng)單元。每次亮燈時(shí)間為2~3分鐘，南方地區(qū)要考慮7~10天的陰雨天氣，北方地區(qū)可以根據(jù)各地的氣候特點(diǎn)作相應(yīng)的調(diào)整。這方面需要進(jìn)行精確的計(jì)算。

2）根據(jù)LED照明燈的驅(qū)動(dòng)電壓，來(lái)選擇太陽(yáng)能電池和蓄電池的電壓等級(jí)，從安全、經(jīng)濟(jì)等因素的考慮。我們認(rèn)為選擇12V等級(jí)的比較好。

3）LED照明燈盡可能選擇用大功率LED制成的。現(xiàn)在大功率LED的技術(shù)已經(jīng)較成熟，性能也較穩(wěn)定，價(jià)格也合理；盡可能采用功率為3~5w的燈具，這樣的LED燈的實(shí)際照度相當(dāng)于白熾燈的25w~40w，作為樓道燈已經(jīng)足夠了。我們采用3個(gè)1w的大功率LED串聯(lián)，其驅(qū)動(dòng)電壓接近12V，與上面的驅(qū)動(dòng)電壓正好相匹配。論文參考網(wǎng)。

4）太陽(yáng)能控制器，一定要選用質(zhì)量、性能穩(wěn)定的，并具有對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用的，它的好壞直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況與使用壽命。

3.系統(tǒng)的適用范圍及推廣價(jià)值

篇（5）

一、當(dāng)?shù)卣畬?duì)太陽(yáng)能政策的獎(jiǎng)勵(lì)措施

目前，吉林省《吉林省關(guān)于加快光伏產(chǎn)品應(yīng)用促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的建議(128號(hào))》光伏發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)電量，實(shí)行按照電量補(bǔ)貼的政策，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)家規(guī)定的補(bǔ)貼基礎(chǔ)上，吉林省再補(bǔ)貼0.15元/千瓦時(shí)。目前國(guó)家對(duì)吉林省太陽(yáng)能光伏發(fā)電的最新補(bǔ)貼政策為：太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目享有國(guó)家補(bǔ)貼0.14元/千瓦時(shí)和省級(jí)補(bǔ)貼0.15元/千瓦時(shí)，共計(jì)0.29元/千瓦時(shí)。

二、使用者的效益評(píng)估

試點(diǎn)工程屋頂安裝共計(jì)總裝機(jī)容量為15KW，根據(jù)主要分為三種形狀的多晶硅太陽(yáng)能電池板，分別為規(guī)格為2380mm*990mm*40mm的方形多晶硅太陽(yáng)能電池板，規(guī)格為斜邊3366mm*直角邊2320mm*直角邊2380mm*厚度40mm的直角三角形多晶硅太陽(yáng)能電池板和規(guī)格為1770mm*3345mm*40mm的平行四邊形多晶硅太陽(yáng)能電池板陣列，從使用者的角度出發(fā)，他們最關(guān)心的是太陽(yáng)能電池板的實(shí)際發(fā)電量，按照筆者調(diào)研數(shù)據(jù)計(jì)算，調(diào)研項(xiàng)目中的屋頂每塊規(guī)格為1640mm*990mm*40mm多晶硅太陽(yáng)能電池板的日平均發(fā)電量為1千瓦時(shí)，每塊多晶硅太陽(yáng)能電池為250W，那么總裝機(jī)容量為15KW的發(fā)電量為60千瓦時(shí)，按照國(guó)家和吉林省太陽(yáng)能光伏發(fā)電補(bǔ)貼共計(jì)0.29元/千瓦時(shí)計(jì)算，平均每天可以獲得17.4元補(bǔ)助，每年可以獲得6351元補(bǔ)助，如果余電上網(wǎng)賣掉，價(jià)格為0.88元/千瓦時(shí)，根據(jù)太陽(yáng)能光伏電池板的價(jià)格按功率（W）計(jì)算單價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)價(jià)格4元/瓦，屋面15KW的多晶硅太陽(yáng)能電池板的價(jià)格共計(jì)為6萬(wàn)元，每年發(fā)電量共計(jì)21900千瓦時(shí)，按長(zhǎng)春民用建筑電費(fèi)0.56元/千瓦時(shí)計(jì)算，每年節(jié)省1.2264萬(wàn)元，加上國(guó)家和吉林省補(bǔ)助的費(fèi)用，每年共計(jì)節(jié)省1.8615萬(wàn)元，預(yù)計(jì)不到4年就能收回屋面多晶硅太陽(yáng)能電池板的成本，其后22年壽命內(nèi)預(yù)計(jì)可以獲得利益40.953萬(wàn)元。如今，生產(chǎn)技術(shù)的日新月異，不僅提高了晶硅電池的品質(zhì)，同時(shí)也大大降低了晶硅電池的成本，投資回收預(yù)期較為理想，國(guó)家與吉林省扶持太陽(yáng)能光伏建筑的好消息頻出，新能源與建筑大戶的結(jié)合前景廣闊。

三、環(huán)保效益評(píng)估

對(duì)于居住建筑而言，提高可再生能源的利用率，發(fā)展和普及太陽(yáng)能光伏發(fā)電與建筑適配的方法是改善生態(tài)和保護(hù)環(huán)境的有效途徑。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)充分利用了節(jié)能環(huán)保的太陽(yáng)能資源，對(duì)環(huán)境無(wú)任何負(fù)面影響，同時(shí)減少了煤、石油、天然氣等常規(guī)能源的使用，效益明顯。太陽(yáng)能是取之不竭的能源，每天在地球上的照射量相當(dāng)于全世界所需能源的三千多倍，然而無(wú)法再生，用完就沒有的化石燃料，卻是我們主要的能量來(lái)源，而且，因?yàn)榛剂纤a(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題，例如空氣中的酸雨、污染、溫室效應(yīng)氣候變化等，這些都是確定的事實(shí)，不過(guò)，這些問(wèn)題似乎都還不算嚴(yán)重，所以，世界每年的化石燃料使用量仍然不斷上升，再過(guò)不久，這些化石燃料的蘊(yùn)藏即將殆盡，世界各國(guó)的能源戰(zhàn)爭(zhēng)，也早已上演。因此，促進(jìn)使用和研發(fā)太陽(yáng)能的政策，不僅是著眼于環(huán)境保護(hù)，更是一種促進(jìn)世界和平的貢獻(xiàn)。環(huán)保效益主要對(duì)環(huán)境的優(yōu)化有利，從節(jié)能減排的角度分析，太陽(yáng)能光伏發(fā)電是真正的零排放和零污染，有良好的環(huán)境效益。從能夠改變局部生態(tài)的角度分析，吉林省總體干旱少雨，安裝太陽(yáng)能電池板后，對(duì)減少水分蒸發(fā)起積極作用，對(duì)民生有利，對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展亦有利。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)總結(jié)，每節(jié)約1度(千瓦時(shí))電，就相應(yīng)地節(jié)約了0.36千克的標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)減少污染排放0.272千克碳粉塵、0.997千克二氧化碳(C02 )、0.03千克二氧化硫(S02 )、0.015千克氮氧化物(NOX)。[1]綜上所述，試點(diǎn)工程25年總發(fā)電量為547500千瓦時(shí)，全部為自發(fā)自用，該發(fā)電量與相同發(fā)電量的火電廠相比，25年共計(jì)可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤197.12噸，同時(shí)每年可以減排二氧化碳545.84噸、氮氧化物8.2噸、二氧化硫16.4噸、粉塵0.52噸、碳粉塵148.92噸。綜上所述，該試點(diǎn)工程的實(shí)施成功的為吉林長(zhǎng)春的節(jié)能減排做了貢獻(xiàn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。

四、試點(diǎn)工程預(yù)期成果

試點(diǎn)工程的預(yù)期成果為在保證屋面多晶硅太陽(yáng)能電池板與建筑結(jié)合最美觀，最經(jīng)濟(jì)的情況下，將多晶硅太陽(yáng)能電池板最恰當(dāng)?shù)囊?guī)格與屋面進(jìn)行適配性有機(jī)結(jié)合，抗長(zhǎng)春當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓、雪壓，保證一年四季正常運(yùn)營(yíng)，同時(shí)保證了屋面自身的保溫、防水功能，保證了整個(gè)小區(qū)的美觀，試點(diǎn)工程預(yù)期的太陽(yáng)能光伏發(fā)電能耗回收期為3年，3年可以保證多晶硅太陽(yáng)能電池板成本的收回，剩下的22年能繼續(xù)創(chuàng)造余下的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在發(fā)電的同時(shí)，能為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。

五、結(jié)論

根據(jù)屋面與異形的多晶硅太陽(yáng)能電池板的結(jié)合總裝機(jī)容量15KW，屋面多晶硅太陽(yáng)能光伏電池板總價(jià)共計(jì)6萬(wàn)元的現(xiàn)狀，以及試點(diǎn)工程選用的戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，結(jié)合國(guó)家與吉林省對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目的新的按照電量的補(bǔ)貼政策和相關(guān)環(huán)保效益評(píng)估數(shù)據(jù)，總結(jié)出使用者在投資屋頂太陽(yáng)能發(fā)電后3年后開始能耗回收，多晶硅光伏電池板的壽命為25年，22年的可回收年壽命內(nèi)預(yù)計(jì)可以獲得經(jīng)濟(jì)利益40.953萬(wàn)元， 25年總發(fā)電量為547500千瓦時(shí)，該發(fā)電量與相同發(fā)電量的火電廠相比，25年共計(jì)可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤197.12噸，同時(shí)每年可以減排二氧化碳545.84噸、氮氧化物8.2噸、二氧化硫16.4噸、粉塵0.52噸、碳粉塵148.92噸。綜上所述，該試點(diǎn)工程的實(shí)施成功的為吉林長(zhǎng)春的節(jié)能減排做了貢獻(xiàn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。本文重點(diǎn)針對(duì)試點(diǎn)工程長(zhǎng)春與海外創(chuàng)業(yè)園住宅屋頂集中式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中光電利用形式，從住宅建筑構(gòu)造的角度出發(fā)，解決了長(zhǎng)春海外學(xué)人創(chuàng)業(yè)園住宅屋面與多晶硅太陽(yáng)能電池板的適配性問(wèn)題，綜合長(zhǎng)春嚴(yán)寒C區(qū)的地理?xiàng)l件、氣候特征和太陽(yáng)能資源，綜合住宅的建筑布局、朝向、間距、群體組合方式和空間環(huán)境，綜合住宅外觀、住宅功能、周邊環(huán)境、電網(wǎng)條件和系統(tǒng)綜合運(yùn)行方式，綜合建筑設(shè)計(jì)，光伏電池組件安裝位置與方式、組建選擇和安裝規(guī)模等研究設(shè)計(jì)出長(zhǎng)春海外學(xué)人創(chuàng)業(yè)園住宅屋面與多晶硅太陽(yáng)能電池板的屋面、檐口適配性的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)詳圖，以及適配的各個(gè)構(gòu)件規(guī)格，屋面工程做法。盡管太陽(yáng)能光伏的應(yīng)用成本與常規(guī)能源相比仍然偏高，但隨著太陽(yáng)能光伏電池板的普及，隨著未來(lái)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光伏轉(zhuǎn)換率將有所提高，相關(guān)配套設(shè)施成本的降低，[2]太陽(yáng)能儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)用電需要的增加，特別是綠色、生態(tài)的無(wú)污染的太陽(yáng)能的觀念的深入人心，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的結(jié)構(gòu)必將會(huì)逐步改變?nèi)澜缛藗兊挠媚芙Y(jié)構(gòu)。由于我國(guó)人多地少，每年大量的新建建筑量大而面積廣的社會(huì)主義基本國(guó)情短期內(nèi)不會(huì)有較大的變化，可以預(yù)計(jì)不久的將來(lái)只有太陽(yáng)能光伏發(fā)電與建筑結(jié)合才能使太陽(yáng)能光伏發(fā)電真正的融入人們生活的每個(gè)角落。

六、前景展望

8分鐘又20秒，光子從太陽(yáng)表面到達(dá)我們的星球。在這段超過(guò)一億五千萬(wàn)公里的旅程之后，我們的皮膚以每平方厘米10兆個(gè)光子的密度，接收太陽(yáng)的熱能。太陽(yáng)能不僅無(wú)所不在，也是我們所在世界最初和最后的能源。太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)體系不僅建立在太陽(yáng)能使用的技術(shù)上，同時(shí)也為房地產(chǎn)與建筑世界開創(chuàng)了新的商機(jī)。本論文僅僅只對(duì)海外學(xué)人創(chuàng)業(yè)園住宅與多晶硅太陽(yáng)能電池板在屋面適配的節(jié)點(diǎn)詳圖進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，研究過(guò)程中存在著諸多不足之處，還有許多實(shí)際的問(wèn)題要結(jié)合國(guó)家政策綜合進(jìn)一步研究，展望未來(lái)，太陽(yáng)能光伏建筑一體化的設(shè)計(jì)將會(huì)成為光伏建筑未來(lái)主要的發(fā)展方向，當(dāng)下我國(guó)正處于城鎮(zhèn)化建設(shè)的期，每年的總建設(shè)面積高達(dá)20億m2，而且此階段預(yù)計(jì)還要繼續(xù)持續(xù)30年以上，換句話說(shuō)，未來(lái)我國(guó)30年的總建筑量將超過(guò)歷史的總的既有建筑數(shù)量，這些建筑的能源使用效率將會(huì)決定未來(lái)我國(guó)能耗水平和CO2氣體的排放量。城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域是建筑的主要領(lǐng)域，也是太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域，因此，要把握住這種“空前絕后”的建設(shè)機(jī)遇，大力提寒地區(qū)太陽(yáng)能與建筑的適配性，開發(fā)節(jié)能建筑的市場(chǎng)潛力。太陽(yáng)能光伏建筑一體化方興未艾，任重道遠(yuǎn)。吉林省太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，我們等需要站在能源戰(zhàn)略的高度，加速發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，明確太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)與建筑結(jié)合的積極意義。太陽(yáng)能建筑一體化還有利于電源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，全省光伏發(fā)電在二次能源中還處于空白階段，如果能夠做到太陽(yáng)能光伏與建筑大量地結(jié)合，并網(wǎng)發(fā)電，與在二次能源中占18.8%的風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)，做到“風(fēng)光互補(bǔ)”，還能進(jìn)一步促進(jìn)全省二次能源的優(yōu)化。解放民眾思想，提高對(duì)太陽(yáng)能光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)的普遍認(rèn)識(shí)，這不但對(duì)調(diào)整太陽(yáng)能建筑一體化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有益，對(duì)整個(gè)吉林乃至全國(guó)的能源結(jié)構(gòu)有益，而且還對(duì)改善環(huán)境，對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)，對(duì)加速實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排等政策將起到積極促進(jìn)作用，意義深遠(yuǎn)。光伏發(fā)電是比較有前景的新能源發(fā)電技術(shù)，自身很難起到主導(dǎo)作用，但與能源大戶結(jié)合起來(lái)，能造福子孫后代，緩解能源壓力，前景意義深遠(yuǎn)。最后，希望本論文對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)別墅住宅屋面與多晶硅太陽(yáng)能光伏電池板適配性的相關(guān)研究與設(shè)計(jì)詳圖能夠提高大家對(duì)光伏建筑設(shè)計(jì)的關(guān)注度，激發(fā)多面性的思考，提供一些思路，達(dá)到拋磚引玉、投石問(wèn)路的效果。

作者:趙暉 郭格靜 謝偉雙 單位:長(zhǎng)春工程學(xué)院建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院

篇（6）

風(fēng)能、太陽(yáng)能作為可利用的自然可再生能源，二者在轉(zhuǎn)換過(guò)程中都是受季節(jié)、地理和天氣氣候等多種因素制約，但是，兩者的變化趨勢(shì)基本相反，揚(yáng)其兩能各自之長(zhǎng)，補(bǔ)其兩能各自之短，相互配合利用，因地制宜，能發(fā)揮出最大的作用。特別是在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的地區(qū)，獨(dú)立供電系統(tǒng)成為人們最需要的動(dòng)力源。結(jié)合風(fēng)能、太陽(yáng)能

的特點(diǎn)，綜合利用風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)而建立的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)無(wú)疑是解決這一重要問(wèn)題的最佳方案。

風(fēng)光互補(bǔ)路燈即是有效的利用風(fēng)能及太陽(yáng)能之間在能量及時(shí)間上的互補(bǔ)特性，通過(guò)兩者各自的發(fā)電裝置，共同向蓄電池進(jìn)行充電，為路燈提供獨(dú)立供電電源的獨(dú)立供電系統(tǒng)。路燈在我們?nèi)粘Ｉ钪泻艹Ｒ娗覍?shí)用，它給我們夜晚的生活和交通帶來(lái)光明和便利，然而人們往往忽視了路燈的耗電能力，其實(shí)常規(guī)的路燈尤其是高速公路上的路燈也是一個(gè)“耗電大戶”，由于路燈的低壓輸電線路長(zhǎng)，不僅路燈耗電，輸電線路上的耗電也很大，而且常規(guī)路燈必須用埋地電纜供電，在離電源點(diǎn)超過(guò)三公里的公路就要建一個(gè)供電線路，隨著公里的延伸，還需要設(shè)升壓系統(tǒng)。因此大部分遠(yuǎn)離電源點(diǎn)的市郊公路和高速公路都沒有安裝路燈，這實(shí)際上給道路交通帶來(lái)了許多安全問(wèn)題,也給人們的夜晚出行帶來(lái)不便。然而，風(fēng)光互補(bǔ)路燈的出現(xiàn)正規(guī)避了這些弊端。美觀獨(dú)特的風(fēng)光互補(bǔ)路燈既能把城市的夜晚裝點(diǎn)得多姿多彩，又為城市增添了一道靚麗的風(fēng)景。

風(fēng)光混合供電系是由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)電池陣列、蓄電池組、充電控制器、逆變器、系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)等組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)及太陽(yáng)能電池發(fā)出的電通過(guò)控制器貯存在蓄電池中，當(dāng)負(fù)載為直流時(shí)，通過(guò)控制器直接輸送給負(fù)載；當(dāng)負(fù)載為交流時(shí)則需經(jīng)逆變器將直流轉(zhuǎn)化為交流再輸送給負(fù)載。整個(gè)系統(tǒng)由能量產(chǎn)生環(huán)節(jié)、能量存儲(chǔ)環(huán)節(jié)、能量消耗環(huán)節(jié)三部分組成。能量的產(chǎn)生環(huán)節(jié)又分為風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電部分，分別將風(fēng)力、日照資源轉(zhuǎn)化為高品位的電力能源；能量的存儲(chǔ)環(huán)節(jié)由蓄電池來(lái)承擔(dān)，引入蓄電池的主要作用就是為了盡量消除由于天氣等原因引起能量供應(yīng)和需求的不平衡，在整個(gè)系統(tǒng)中起到能量調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載的作用；能量消耗環(huán)節(jié)在本文中主要是指路燈的能量消耗。

本文以山東省煙臺(tái)市的風(fēng)能太陽(yáng)能資源條件為例，來(lái)分析風(fēng)能太陽(yáng)能混合發(fā)電的實(shí)用價(jià)值。以典型氣象年數(shù)據(jù)為參考，下圖是各月的風(fēng)能太陽(yáng)能能量分布情況，

圖1風(fēng)能太陽(yáng)能的各月能量分布圖

盡管風(fēng)光互補(bǔ)路燈初投資較高，但是該系統(tǒng)不需要輸電線路，也不需要開挖路面做埋管工程，不消耗電能，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看該系統(tǒng)有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益。而且風(fēng)光互補(bǔ)路燈利用天然能源發(fā)電來(lái)工作，不消耗化石燃料，無(wú)二氧化碳、二氧化硫等有害氣體的排放，清潔干凈，環(huán)境效益良好。目前，在歐洲、日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家正在普及風(fēng)光互補(bǔ)路燈，用在沿海公路、偏遠(yuǎn)山路，特別是對(duì)已建成的道路增設(shè)路燈非常方便。目前我國(guó)已經(jīng)有部分城市試驗(yàn)性將風(fēng)光路燈系統(tǒng)用作城市道路景觀照明, 并取得了一定成效。隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電的成本越來(lái)越低，風(fēng)光復(fù)合發(fā)電方式必將在解決遠(yuǎn)離城市的高速公路，海洋上的孤島，偏遠(yuǎn)的山區(qū)用電問(wèn)題上發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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篇（7）

Abstract：In recent years，The photovoltaic power generation has become an important form of distributed generation，Step-by-step into the civilian。In order to meet the family，F(xiàn)ocuses on the use of photovoltaic power generation system，Lithium energy storage systems，Discharge management system，User side of the power situation，City of electrical intervention and control management system integrated the run design content。By Photovoltaic power、The friendly intervention of electrical，storage of energy storage systems and home power grid，To achieve the photovoltaic and Mains complementary support load， Effectively play the energy-saving effect。

Keywords：photovoltaic power generation；lithium energy storage；a mixed supply management；bidirectional inverter

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

0引言

太陽(yáng)能具有資源豐富、開發(fā)方便、清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，光伏發(fā)電作為太陽(yáng)能發(fā)電的主要應(yīng)用形式，已成為一種重要的分布式發(fā)電技術(shù)。隨著光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，分布式發(fā)電日漸成為滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求、提高能源綜合利用效率、提高供電可靠性的一種有效途徑，并在配電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。

但分布式發(fā)電的大規(guī)模滲透也產(chǎn)生了一些負(fù)面影響，如單機(jī)接入成本較高、控制復(fù)雜、對(duì)大系統(tǒng)的電壓和頻率存在沖擊等。這限制了分布式發(fā)電的運(yùn)行方式，削弱了其優(yōu)勢(shì)和潛能。混合動(dòng)力型系統(tǒng)設(shè)計(jì)為發(fā)電技術(shù)及可再生能源發(fā)電技術(shù)的整合和利用提供了靈活、高效的平臺(tái)。

光伏發(fā)電受光照和溫度等外界條件的影響較大，其功率輸出具有較強(qiáng)的波動(dòng)性與間歇性，給電能質(zhì)量和電網(wǎng)調(diào)度帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)，因此在家庭應(yīng)用中配備一定的儲(chǔ)能裝置組成光伏-蓄電池混合發(fā)電系統(tǒng)，改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性特性。

本文首先介紹含鋰電池儲(chǔ)能的光伏發(fā)電和市電混合供電設(shè)計(jì)系統(tǒng)的詳細(xì)方案，其特征是：

集光伏、市電和錳酸鋰電池供電為一體；具有邏輯控制功能；逆變輸出純正的正弦波；同時(shí)具有電壓調(diào)整功能，輸出電壓穩(wěn)定可靠。通過(guò)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和市電控制管理系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)，完成獨(dú)立光伏儲(chǔ)能發(fā)電接入工程總體技術(shù)方案，為實(shí)現(xiàn)綠色光伏電源無(wú)障礙介入提供技術(shù)指導(dǎo)。

1總體方案設(shè)計(jì)

光伏發(fā)電陣列通過(guò)充電控制連接鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)，鋰電儲(chǔ)能經(jīng)由一個(gè)雙向DC/DC 換流器通過(guò)充放電系統(tǒng)接入逆變單元，同時(shí)連接市電。市電輸出控制電路和隔離逆變都連接AC輸出接口。該系統(tǒng)以光伏發(fā)電用電為主，光伏發(fā)電不足時(shí)由市電介入，在沒有市電和光伏發(fā)電不足時(shí)采用蓄電逆變支持負(fù)載工作的先后順序。

2光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 光伏電池陣列設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的光伏組件選用功率為195 Wp 的單晶硅太陽(yáng)電池組件，工作電壓約為36.5 V，開路電壓約為41 V。根據(jù)家庭用電情況滿足室內(nèi)照明、冰箱、電視、電腦等用電設(shè)備。系統(tǒng)電壓DC48V，雙向逆變器功率為2KW，光伏方陣為4塊195Wp組件，采用2串2并方式連接。

光伏電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)中最基本的電能產(chǎn)生單元，單體電池的輸出功率較小，需經(jīng)串并聯(lián)形成光伏陣列以獲得較高的輸出電壓和較大的輸出功率。

太陽(yáng)電池的輸出特性

光伏性能圖

3蓄電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 儲(chǔ)能裝置選擇

綜合比較各種儲(chǔ)能技術(shù)在新能源發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，鋰電池作為新型綠色儲(chǔ)能產(chǎn)品，具有壽命長(zhǎng)、體積小、容量大等特點(diǎn)，在該項(xiàng)目中我們選用錳酸鋰電池，在功率配比、循環(huán)使用壽命、使用費(fèi)用等各個(gè)方面，均比較適合本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。

3.2 儲(chǔ)能裝置充放電系統(tǒng)

對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)，設(shè)計(jì)采用雙向逆變器實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電、鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與市電的能量交互。雙向逆變器采用逆變/充電一體機(jī)可以實(shí)現(xiàn)純正弦波輸出交流電壓，以及在交流逆變器中集合了蓄電池充電功能、交流自動(dòng)切換開關(guān)等。該儲(chǔ)能系統(tǒng)配置的監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍覆蓋充電電流、蓄電池容量等各方面。充、放電電流實(shí)時(shí)測(cè)量，系統(tǒng)同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控電壓值，以保證系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)下，延長(zhǎng)系統(tǒng)使用時(shí)間。

4市電接入及控制管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1市電介入工作模式

該工作模式為當(dāng)光伏不處于發(fā)電狀態(tài)或光伏發(fā)電不能滿足負(fù)載用電時(shí)，由市電（交流）輸入經(jīng)隔離變壓器隔離降壓后，經(jīng)整流器進(jìn)行整流濾波，由逆變器逆變后給負(fù)載提供純正弦波電能。同時(shí)市電通過(guò)整流后可以為蓄電進(jìn)行充電。

4.2整體控制管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

具體工作原理如下：

1）、當(dāng)日照充足，系統(tǒng)光伏輸入功率大于負(fù)載功率時(shí)，保持長(zhǎng)期由光伏輸入經(jīng)逆變DC-AC轉(zhuǎn)換，輸出交流電向負(fù)載提供電能，同時(shí)對(duì)逆變器后備鋰電電池進(jìn)行充電，直至鋰電電池組電壓充到設(shè)定的過(guò)高壓保護(hù)點(diǎn)Vch值。

2）、當(dāng)日照不充足或光伏輸入功率小于負(fù)載功率時(shí)，當(dāng)鋰電電池組電壓降低到設(shè)定點(diǎn)Vb時(shí)，由蓄電逆變轉(zhuǎn)為市電交流供電，并且交流電經(jīng)由逆變控制單元和光伏發(fā)電同時(shí)向鋰電電池組進(jìn)行充電。當(dāng)逆變器后備電池組電壓恢復(fù)到Vch時(shí)，斷開交流供電，重新由光伏輸入或逆變器后備電池組對(duì)負(fù)載提供電能。

3）、當(dāng)光伏電池處于不發(fā)電狀態(tài)時(shí)，該系統(tǒng)將處于交流市電供電模式，同時(shí)由交流供電經(jīng)由雙向逆變單元向后備鋰電電池組進(jìn)行充電。只有當(dāng)具有光伏發(fā)電時(shí)轉(zhuǎn)至1和2狀態(tài)。

4）、該系統(tǒng)供電由三路供電組成，分別為市電供電模式，后備鋰電電池提供供電模式以及光伏發(fā)電供電模式。根據(jù)工作環(huán)境按1）、2）、3）的邏輯模式工作。

系統(tǒng)原理圖

5結(jié)論

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有真正包含光伏發(fā)電、蓄電儲(chǔ)能和市電接入的實(shí)際運(yùn)行能力，能夠真正實(shí)現(xiàn)分布式光伏發(fā)電、蓄電儲(chǔ)能和市電供電之間的混合式供電。通過(guò)光伏發(fā)電和市電接入有效的保證系統(tǒng)供電的穩(wěn)定可靠，可體現(xiàn)分布式光伏發(fā)電、市電接入及儲(chǔ)能系統(tǒng)智能協(xié)調(diào)工作，有利于光伏分布式發(fā)展和提高光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益。

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篇（8）

1、研究意義

近幾十年來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了跨躍式的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源的支撐，世界能源的消耗量不斷增長(zhǎng)，地球上有限的能源儲(chǔ)藏量和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的矛盾越來(lái)越受到世界各國(guó)政府的關(guān)注。1990年到2010年，全世界的生產(chǎn)總值年平均增長(zhǎng)3%左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過(guò)去的這30多年里，全球一次能源的消費(fèi)量每年平均增長(zhǎng)1.8%左右。按照現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗的速度，地球上的化石能源在百年左右將會(huì)枯竭。按國(guó)內(nèi)專家計(jì)算，中國(guó)現(xiàn)有的石油資源只夠開采約15年，天然氣約40年，煤炭約80年。按照現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗的速度，地球上的化石能源在百年左右將會(huì)枯竭。

伴隨著石油、煤炭等一次能源的大量消耗，全球的環(huán)境問(wèn)題日趨惡化。以煤炭為主要燃料的火電，造成了嚴(yán)重的粉塵污染，大型火電廠排放的燃煤污染物可以污染方圓幾百公里的范圍，在北京、上海出現(xiàn)的沙塵暴中都含有大量的煤炭污染物；另外火電的耗水量接近我國(guó)工業(yè)耗水量的一半，嚴(yán)重污染了水資源，其排放的二氧化硫污染物是形成酸雨的主要物質(zhì)之一。石油、天然氣等其他一次能源的大量使用造成了嚴(yán)重的空氣污染，燃燒產(chǎn)生的二氧化碳直接造成全球的溫室效應(yīng)。但是由于電力需求的增加，近年來(lái)我國(guó)的火力發(fā)電量還在逐年提高。人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展需要穩(wěn)定持續(xù)、清潔環(huán)保的能源，然而目前主要使用的化石能源的儲(chǔ)藏量并不能支撐人類社會(huì)長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展。與傳統(tǒng)的化石能源相對(duì)，水電、風(fēng)能、太陽(yáng)能，以及生物質(zhì)能這些可再生的清潔能源應(yīng)該成為未來(lái)支撐人類社會(huì)和全球發(fā)展的主要能源。我國(guó)的能源目前80%依靠煤炭，而全世界的平均水平不到30%。隨著能源需求的快速增長(zhǎng)，地下的煤礦被過(guò)度的開采，地下和地表的水資源遭到污染和破壞，尤其在我國(guó)的西北地區(qū)，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，土地沙漠化和空氣污染問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，為了解決這個(gè)問(wèn)題，我國(guó)應(yīng)積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，走經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展道路。

據(jù)目前權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，每天達(dá)到地面的太陽(yáng)輻射能約為2.5億桶石油，而且太陽(yáng)能是一種綠色無(wú)污染能源，基本上不會(huì)造成任何環(huán)境問(wèn)題。因此，自上世紀(jì)70年代開始，各國(guó)都將開發(fā)利用太陽(yáng)能視為一個(gè)重大電力項(xiàng)目，作為本國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重大舉措。當(dāng)前，對(duì)太陽(yáng)能的利用主要有太陽(yáng)能光化利用、太陽(yáng)能發(fā)電利用、太陽(yáng)能動(dòng)力利用等，其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電被看作是最具潛力的一種。進(jìn)入21世紀(jì)，光伏發(fā)電發(fā)展迅猛，尤其是近幾年，由于光伏技術(shù)的迅猛發(fā)展，太陽(yáng)能電池及配套組件年增長(zhǎng)率達(dá)到驚人的33%。太陽(yáng)能光伏發(fā)電進(jìn)入了一個(gè)發(fā)展期，為了激勵(lì)光伏發(fā)電市場(chǎng)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家制定了符合本國(guó)國(guó)情的措施；其中在眾多國(guó)家中德國(guó)提出的“上網(wǎng)電價(jià)政策”及“10萬(wàn)屋頂計(jì)劃”，在太陽(yáng)能利用率和裝機(jī)容量方面多處于領(lǐng)先地位，為世界各國(guó)多方位的發(fā)展光伏發(fā)電系統(tǒng)提供了樣例，大大的促進(jìn)了光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用。

2、光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀

在過(guò)去的40多年里，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，從小變大，隨著光伏發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，光伏發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電已成為現(xiàn)在世界電力工業(yè)的不可或缺的重要組成部分，在最近的10年里光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，表1展示了近10年的全球光伏裝機(jī)容量的增長(zhǎng)趨勢(shì)。并且這種強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭將繼續(xù)保持下去。歐洲光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（EPIA）日前的數(shù)據(jù)顯示，截至2012年底，全球光伏發(fā)電累積裝機(jī)容量達(dá)到10.2萬(wàn)MW，比上一年增加44%。在截至2012年底的全球累積裝機(jī)容量中，歐洲占7成，德國(guó)（31%）和意大利（16%）加在一起占全球的接近一半，其次是中國(guó)（8%）、美國(guó)（7%）和日本（7%）。

截止 2012 年底，全年在全世界范圍內(nèi)的光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝容量已達(dá)到大約30GW，其中之前占據(jù)全球六成光伏市場(chǎng)的德意兩國(guó)在今年增長(zhǎng)緩慢，只占據(jù)了40%左右，其中德國(guó)占26%，意大利占10%；中國(guó)的市場(chǎng)份額僅次于德國(guó)，占據(jù)16%；美國(guó)排在第三位，占據(jù)13%，但是美國(guó)的實(shí)際裝機(jī)容量低于預(yù)期，日本占據(jù)全球市場(chǎng)的7%；東歐和印度市場(chǎng)增長(zhǎng)較快，高于預(yù)期。

目前，我國(guó)的光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，但是與世界先進(jìn)水平相比，在技術(shù)層面還是落后于世界先進(jìn)水平的，主要因?yàn)槲覈?guó)的太陽(yáng)能發(fā)電研究起步較晚。隨著我國(guó)與光伏產(chǎn)業(yè)水平先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家（德國(guó)、日本等）之間光伏項(xiàng)目合作的深入和國(guó)家對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的扶持補(bǔ)貼制度，有力的刺激了我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在“十一五”期間，兆瓦級(jí)別光伏并網(wǎng)發(fā)電電廠的成功試點(diǎn)給國(guó)內(nèi)大容量光伏并網(wǎng)電廠的研究和建設(shè)開辟了道路。除了財(cái)政補(bǔ)貼和技術(shù)支持，國(guó)家出臺(tái)的支持新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)法律和通知，如《可再生能源法》、《關(guān)于加快推進(jìn)太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用的實(shí)施意見》、《太陽(yáng)能光電建設(shè)應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理辦法暫行辦法》和《關(guān)于實(shí)施金太陽(yáng)示范工程的通知》、《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》、《太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》和《太陽(yáng)能發(fā)電“十二五”規(guī)劃》都為我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的保障和支持。預(yù)計(jì)在未來(lái)的10年內(nèi)光伏發(fā)電的電價(jià)將會(huì)進(jìn)一步降低。目前，我國(guó)已經(jīng)有大量的成規(guī)模的光伏發(fā)電工程建設(shè)完成并投入運(yùn)行。2012年10月，國(guó)家電網(wǎng)公司《關(guān)于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》，在提高分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)服務(wù)效率、免收相關(guān)費(fèi)用等方面做出15條承諾，各級(jí)電網(wǎng)企業(yè)認(rèn)真履行各項(xiàng)承諾，確保并網(wǎng)服務(wù)工作實(shí)施有序、服務(wù)暢通[10]。這為小型光伏電站的并網(wǎng)敞開了大門。在2012年全國(guó)的并網(wǎng)太陽(yáng)能裝機(jī)容量為3.28GW，同比增長(zhǎng)47.8%，發(fā)電量3500GW時(shí)，比上年增長(zhǎng)4.1倍，在過(guò)去的2013年里也建成了大約3GW的光伏并網(wǎng)裝機(jī)容量，基本實(shí)現(xiàn)了年底全國(guó)累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到6GW的目標(biāo)。根據(jù)我國(guó)國(guó)家能源局公布了《2014年上半年光伏發(fā)電簡(jiǎn)況》（以下簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)況》）。《簡(jiǎn)況》顯示，2014年上半年，我國(guó)新增光伏發(fā)電并網(wǎng)容量3.30GW，比去年同期增長(zhǎng)約100%。其中，新增光伏電站并網(wǎng)容量2.30GW，新增分布式光伏并網(wǎng)容量1GW。

3、光伏發(fā)電并網(wǎng)控制策略的研究

要實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，不僅要使逆變器側(cè)的輸出電流在頻率和相位上與電網(wǎng)電壓保持同步，并能夠很好地跟蹤電網(wǎng)電壓參數(shù)變化，且電流總畸變率 THD 要很小，這樣可將對(duì)電網(wǎng)諧波的影響降到最低，而且還要使逆變器側(cè)輸出有功功率達(dá)到最大值，即功率因數(shù)接近 1。因此，控制并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，選用何種逆變器控制策略也會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出不具有同步發(fā)電機(jī)那樣的外特性曲線，為了使光伏并網(wǎng)逆變器輸出設(shè)定要求的電壓、頻率、相位的電能，需要對(duì)光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的控制，一般是對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的輸出電流進(jìn)行控制。并網(wǎng)逆變器的電流控制方法其實(shí)就是從采用來(lái)的電網(wǎng)電壓中分析有無(wú)變化和何種變化，然后輸出反映了該變化的指令信號(hào)，使得逆變器的輸出電流實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓的跟蹤。逆變器依據(jù)控制對(duì)象的不同，可以將逆變器分為電流源型與電壓源型兩類。直接電流控制與間接電流控制是兩種常用的逆變器控制策略。間接電流控制無(wú)需電流反饋，控制算法相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但是間接電流控制對(duì)系統(tǒng)參數(shù)敏感，電流動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。而直接電流控制需要電流反饋，且電流的響應(yīng)速度快，輸出電流的質(zhì)量較好，適合進(jìn)行精密控制。本文中對(duì)常用的瞬時(shí)值滯環(huán)比較控制、定時(shí)比較控制、三角波比較控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、無(wú)差拍控制等是較常用的電流控制方式進(jìn)行了分析比較，重點(diǎn)分析PI控制和重復(fù)控制，PI控制的參數(shù)較少，簡(jiǎn)單可靠，易于實(shí)現(xiàn)，減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但是并不能完全消除穩(wěn)態(tài)誤差，PI控制的抗干擾能力也較差。重復(fù)控制則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行無(wú)差跟蹤，實(shí)時(shí)控制效果較差。

近年來(lái)，隨著數(shù)字控制技術(shù)的快速發(fā)展，已漸漸取代了模擬控制技術(shù)。數(shù)字化 PWM 控制算法因其算法簡(jiǎn)單、控制效果好、硬件調(diào)試電路比較簡(jiǎn)單，這樣使得硬件成本下降不少，因而得到了不斷發(fā)展，應(yīng)用前景廣闊。為了使并網(wǎng)逆變器側(cè)輸出單位功率因數(shù)且無(wú)諧波的正弦電流，世界各國(guó)的研究人員經(jīng)過(guò)不斷的摸索與實(shí)驗(yàn)，提出了多種有效的數(shù)字控制方案。針對(duì)并網(wǎng)電流控制，僅僅采用常見的控制策略有重復(fù)控制、滯環(huán)控制、無(wú)差拍控制、PI 控制等實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行是不夠的，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同情況下的不同控制目標(biāo)，來(lái)采取多種控制策略的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)。

為了改善逆變器輸出波形，針對(duì)以上的一系列并網(wǎng)控制策略，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者進(jìn)行了一些改進(jìn)。文獻(xiàn)（1）提到，將擾動(dòng)觀測(cè)器加入無(wú)差拍控制中去，通過(guò)觀測(cè)器發(fā)出擾動(dòng)可以實(shí)時(shí)觀測(cè)負(fù)載電流，增強(qiáng)了負(fù)載適應(yīng)性。滑膜變結(jié)構(gòu)控制是一種非線性控制方法，魯棒性較強(qiáng)，因?yàn)榫哂泄逃械拈_關(guān)特性非常適合應(yīng)用到逆變器的控制中去。文獻(xiàn)（2）利用重復(fù)控制技術(shù)對(duì)逆變器輸出波形進(jìn)行諧波抑制。重復(fù)控制技術(shù)的特點(diǎn)是輸出特性相對(duì)穩(wěn)定，諧波含量較少，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，但是對(duì)誤差的跟蹤性能較差，會(huì)延遲一定時(shí)間。文獻(xiàn)（3）等人在控制系統(tǒng)中加入PID控制方法，可以對(duì)開關(guān)周期進(jìn)行追蹤通過(guò)較為精密的參數(shù)設(shè)置可以是系統(tǒng)獲得良好的性能，彌補(bǔ)波形輸出質(zhì)量不高這一缺點(diǎn)。彭傳彪等人提出滯環(huán)電流控制是一種優(yōu)越的非線性控制，控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但是因?yàn)榄h(huán)寬的局限性導(dǎo)致開關(guān)頻率不穩(wěn)定，諧波種類較多。針對(duì)這一問(wèn)題提出了自適應(yīng)滯環(huán)電流控制策略，采用基于滯環(huán)電流控制的的復(fù)合控制策略，通過(guò)改變環(huán)寬來(lái)實(shí)現(xiàn)開關(guān)頻率的固定，減少輸出波形的畸變率，抑制諧波。文獻(xiàn)（4）引入頻率反饋環(huán)節(jié)，考慮開關(guān)頻率的周期性變化，通過(guò)PI控制器調(diào)整滯環(huán)控制器的環(huán)寬值，使用模糊推理在線整定比例參數(shù)，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。文獻(xiàn)（5）通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)正弦脈寬調(diào)制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用方法，在此基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)方法―反相載波交點(diǎn)式采樣法，該方法的調(diào)制效果接近自然采樣法而優(yōu)于不對(duì)稱規(guī)則采樣法，因此利用該調(diào)制方法產(chǎn)生的SPWM波更接近正弦波，控制點(diǎn)時(shí)刻的計(jì)算只需求解簡(jiǎn)單的直線交點(diǎn)方程，控制算法簡(jiǎn)單，節(jié)省了微處理器的儲(chǔ)存空間，易于在DSP系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。

針對(duì)光伏系統(tǒng)直流注入的研究，文獻(xiàn)（6）提出采用半橋拓?fù)淠孀兤鞯姆椒▉?lái)抑制直流分量流入電網(wǎng)。文獻(xiàn)（7）提出一種基于直流分量檢測(cè)及校正方法，采用高精度檢測(cè)電路和檢測(cè)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)較為理想的直流抑制效果，但是，這樣成本較高。文獻(xiàn)（8）同時(shí)提出在逆變器輸出側(cè)串聯(lián)隔直流電容器的方法，為了避免基波的壓降過(guò)大，要采用較大的電容，但在實(shí)際應(yīng)用中理想電容并不存在，并且電容元件對(duì)電路的影響很大，一旦損毀，就會(huì)引發(fā)斷路，會(huì)導(dǎo)致過(guò)電壓的現(xiàn)象。文獻(xiàn)（9）將虛擬電容的思想引入直流抑制中，通過(guò)改變控制方法來(lái)代替隔直電容，使并網(wǎng)逆變器的輸出中不含直流分量，但是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的LCL濾波電路工作時(shí)，采用電容隔直的方法可能失效。文獻(xiàn)（10）提出了一種基于PR與PI聯(lián)合控制的直流抑制技術(shù)，利用PR控制器的無(wú)靜差跟蹤交流參考量、PI控制的無(wú)靜差跟蹤直流參考量的特性，這種方法無(wú)需增加硬件電路，且只占用很少的控制芯片資源。

4、總結(jié)

全球經(jīng)濟(jì)在過(guò)去的幾十年里突飛猛進(jìn)的發(fā)展，伴隨著生活水平的節(jié)節(jié)攀升，人類對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴也越來(lái)越強(qiáng)，但是傳統(tǒng)的化石能源總會(huì)枯竭，世界各國(guó)在能源上的爭(zhēng)奪愈發(fā)激烈，加上傳統(tǒng)化石能源的大量使用對(duì)環(huán)境的破壞又大大影響了人們的日常生活質(zhì)量。因此，世界各國(guó)都將目光轉(zhuǎn)向了綠色清潔的可再生能源，太陽(yáng)能發(fā)電就是眾多可再生能源利用方式中一種，日益成為各國(guó)在新能源利用方面的研究熱點(diǎn)。而光伏并網(wǎng)發(fā)電是大規(guī)模利用太陽(yáng)能資源的必由之路，光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中扮演著越來(lái)越重要的角色，加強(qiáng)對(duì)并網(wǎng)控制策略的研究也至關(guān)重要。

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篇（9）

當(dāng)今人類面臨著能源短缺和環(huán)境污染的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣等化石燃料資源的有限性與社會(huì)的巨大需求形成了尖銳的矛盾，同時(shí)受開采條件和資源枯竭等因素影響，人類將會(huì)面臨資源危機(jī)，而且化石類能源所排出的廢氣給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)很大影響，社會(huì)影響巨大。因此研究開發(fā)無(wú)污染的、可持續(xù)的可再生能源與能源轉(zhuǎn)換技術(shù)成了當(dāng)前科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的重要研究方向，也是工程技術(shù)應(yīng)用中的熱點(diǎn)問(wèn)題，而且已經(jīng)上升到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和戰(zhàn)略安全的范疇。工科高校擔(dān)負(fù)培養(yǎng)合格的工程技術(shù)人員的重任，因此，為了適應(yīng)科技和社會(huì)的發(fā)展，滿足工程實(shí)際對(duì)人才的要求，可再生能源發(fā)電方面的人才培養(yǎng)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急和重中之重的工作。[1，2]因此在新的能源形勢(shì)及人才需求下，上海電力學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我校”）在高年級(jí)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)（熱力發(fā)電方向）開設(shè)了“可再生能源發(fā)電技術(shù)”的課程，讓學(xué)生在全面掌握常規(guī)火力發(fā)電的基礎(chǔ)上，掌握可再生能源利用基礎(chǔ)知識(shí)、能源利用形式及其相關(guān)技術(shù)，了解可再生能源發(fā)電的前沿技術(shù)，從而擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，適應(yīng)社會(huì)需求。[3，4]

本文通過(guò)分析“可再生能源發(fā)電技術(shù)”的課程特點(diǎn)和存在的問(wèn)題，探討了該課程的教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革，內(nèi)容包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等，從而達(dá)到激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意愿，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神，孕育學(xué)生科學(xué)的素養(yǎng)，提高學(xué)生分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程的全面了解。

一、“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)的特點(diǎn)

1.教學(xué)內(nèi)容多學(xué)科交叉

“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程主要包括水力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電和海洋能發(fā)電等內(nèi)容，課程的主體是分別對(duì)上述發(fā)電形式進(jìn)行較為系統(tǒng)的解析，重點(diǎn)介紹各種可再生能源發(fā)電技術(shù)的基本原理和開發(fā)利用的基本方式，以及目前國(guó)內(nèi)外該發(fā)電形式利用的現(xiàn)狀和最新進(jìn)展。所有以上內(nèi)容涉及工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、半導(dǎo)體物理、空氣動(dòng)力學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)理論和相關(guān)知識(shí)，因此教學(xué)內(nèi)容涉及領(lǐng)域廣、研究對(duì)象較多，知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣、學(xué)科交叉非常突出、知識(shí)點(diǎn)集成度高等特點(diǎn)，這將給講授帶來(lái)挑戰(zhàn)，即如何將這些知識(shí)點(diǎn)，尤其是跨學(xué)科的內(nèi)容傳授給學(xué)生，并讓學(xué)生能夠較容易地掌握是該課程需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一。

2.教學(xué)方式亟待改革

由于“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程的多學(xué)科交叉，一般而言，在短時(shí)間內(nèi)掌握非本專業(yè)理論知識(shí)較困難，因?yàn)闆]有該專業(yè)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，經(jīng)常會(huì)很難理解有關(guān)知識(shí)點(diǎn)，這將嚴(yán)重影響學(xué)生的積極性，甚至部分學(xué)生會(huì)產(chǎn)生抵觸情緒。因此，以教師講授為主的教學(xué)方式，學(xué)生沒有參與進(jìn)來(lái)，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，可能導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法理解所講授的內(nèi)容；同時(shí)該教學(xué)方式忽略了學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。因此如何將教師的“教”轉(zhuǎn)化為學(xué)生的“學(xué)”，將多學(xué)科交叉課程的課堂組織好是該課程教學(xué)需要解決的問(wèn)題之一。

二、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

可再生能源發(fā)電技術(shù)的研究屬于當(dāng)今研究的前沿問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新技術(shù)、新方法和新工藝等不斷涌現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新，現(xiàn)有的教材顯然不能很快地響應(yīng)這樣的變化，以教材為教學(xué)內(nèi)容難以滿足教學(xué)要求。在筆者的教學(xué)實(shí)踐中，教學(xué)內(nèi)容上通過(guò)參考權(quán)威書籍、資料和自身的研究成果，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)外期刊文章、學(xué)術(shù)專著及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，掌握當(dāng)前研究的動(dòng)向，并整合所有材料作為課堂教學(xué)內(nèi)容及課外拓展閱讀資料。廣泛獲取信息，動(dòng)態(tài)更新與拓展教學(xué)內(nèi)容，把握最新的專業(yè)前沿，有助于引導(dǎo)學(xué)生去探索新知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。另一方面，由于課程涉及多學(xué)科的交叉，在有些學(xué)科領(lǐng)域上，學(xué)生缺乏知識(shí)儲(chǔ)備，課堂教學(xué)較難獲取有效的效果，因此，摒棄一些晦澀難懂的理論知識(shí)是非常必要的。[5，6]以太陽(yáng)能熱發(fā)電為例，太陽(yáng)能熱發(fā)電涉及流體力學(xué)、傳熱學(xué)、自動(dòng)控制等多學(xué)科，當(dāng)整合最新的科技發(fā)展成果作為案例講解時(shí)，主要向?qū)W生闡述太陽(yáng)能熱發(fā)電的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì)及政策激勵(lì)等，讓學(xué)生充分接觸各種知識(shí)，拓寬視野，了解科技前沿的最新動(dòng)態(tài)，目的是給學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的形成提供一個(gè)有利、有效的平臺(tái)。課程內(nèi)容應(yīng)深入淺出、科普性與前沿性并重，當(dāng)學(xué)生的興趣被調(diào)動(dòng)起來(lái)后，再進(jìn)行該學(xué)科的基本理論的講授或?qū)W生自學(xué)就非常容易切入，這樣就可達(dá)到較為理想的教學(xué)效果。

三、新型的教學(xué)模式

根據(jù)“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程的特點(diǎn)，本文提出新型教學(xué)模式的設(shè)計(jì)，使得教師成為課堂的組織者，通過(guò)設(shè)定教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)任務(wù)，課堂教學(xué)以學(xué)生為本，體現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知主體作用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行積極思考，自主學(xué)習(xí)，從而在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和增強(qiáng)其科學(xué)素養(yǎng)等方面發(fā)揮作用。

1.專題講授

可再生能源利用形式多樣，涉及本學(xué)科各個(gè)分支學(xué)科，具有多學(xué)科交叉與耦合的特點(diǎn)。為了避免各分支學(xué)科相互之間影響導(dǎo)致學(xué)生難以理解的問(wèn)題，提出采用專題講座的授課形式，集中時(shí)間講授某一類型的可再生能源發(fā)電形式。此外，爭(zhēng)取請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家或工程技術(shù)人員每學(xué)期做1～2次課堂報(bào)告，將工程中碰到的問(wèn)題簡(jiǎn)化并整合成案例，在教學(xué)中根據(jù)需要選擇案例進(jìn)行剖析，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)。

2.互動(dòng)教學(xué)

在教學(xué)過(guò)程中，教師做幾次完整的典型研究報(bào)告，包括幾種可再生能源的發(fā)電原理、設(shè)備組成、科研前沿等，目的是讓學(xué)生掌握宏觀現(xiàn)狀背景和如何從微觀把握問(wèn)題與分析問(wèn)題；引導(dǎo)學(xué)生充分利用圖書館資源，掌握歸納分析的方法；指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行撰寫科技或科普論文，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，在此基礎(chǔ)上安排學(xué)生參與課堂中來(lái)。具體做法是學(xué)生以小組為單位，各小組自主選擇相關(guān)研討課題，通過(guò)查閱文獻(xiàn)和小組研討，形成專題研究報(bào)告，并由小組成員在課堂進(jìn)行匯報(bào)，根據(jù)其匯報(bào)內(nèi)容，接受老師和同學(xué)的提問(wèn)，并進(jìn)行解答，教師及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)并對(duì)其評(píng)分。形成教師指導(dǎo)，學(xué)生主講，教師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生互動(dòng)討論的方法，教學(xué)實(shí)踐表明，該方法大大提高了學(xué)生的主動(dòng)性。學(xué)生經(jīng)歷查閱文獻(xiàn)、分析問(wèn)題、報(bào)告寫作和報(bào)告陳述的全過(guò)程，顯著增強(qiáng)了創(chuàng)新能力、科研精神和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。利用對(duì)多個(gè)相關(guān)課題的討論，學(xué)生對(duì)可再生能源特點(diǎn)、可再生能源發(fā)電的前沿技術(shù)等有了更深入的認(rèn)識(shí)。

3.虛實(shí)結(jié)合

在學(xué)科平臺(tái)及自建教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)物參觀、模型演示，多媒體教學(xué)等虛實(shí)結(jié)合、多位一體的教學(xué)模式，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。

（1）可再生能源發(fā)電技術(shù)模型的利用。熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生以往大部分接觸的是火力發(fā)電方面的知識(shí)內(nèi)容，對(duì)可再生能源發(fā)電技術(shù)認(rèn)知較少，特別缺乏針對(duì)可再生能源發(fā)電原理和發(fā)電設(shè)備等進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，如果直接進(jìn)行理論的學(xué)習(xí)，學(xué)生會(huì)感到很枯燥，對(duì)一些基礎(chǔ)理論知識(shí)和發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)很難理解。為了提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，筆者所在課程組建立了可再生能源發(fā)電技術(shù)教學(xué)平臺(tái)。在學(xué)習(xí)課程的理論知識(shí)之前，學(xué)生首先了解小型模型的實(shí)物結(jié)構(gòu)，內(nèi)部構(gòu)成，基本組成和基本原理，使得學(xué)生具有整體的感性認(rèn)識(shí)，然后再學(xué)習(xí)本課程，同時(shí)結(jié)合模型進(jìn)行講解。

（2）健全的多媒體素材。“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程內(nèi)容較多，課時(shí)有限。相比較傳統(tǒng)的教學(xué)方式，多媒體信息量大，采用靈活的圖形、視頻和動(dòng)畫等表現(xiàn)形式，能夠直觀、形象地再現(xiàn)客觀事物。筆者在教學(xué)實(shí)踐中采用多種多媒體教學(xué)手段。例如：選用《國(guó)家地理》節(jié)目里的《偉大工程巡禮——太陽(yáng)引擎》視頻作為太陽(yáng)能熱發(fā)電原理及形式的教學(xué)內(nèi)容，直觀地介紹了槽式、塔式、菲涅爾等形式的太陽(yáng)能熱發(fā)電原理，以及聚光器的制造工藝等。選用GE的水輪機(jī)設(shè)備，采用Flash方式制作水力發(fā)電中反擊式水輪機(jī)設(shè)備的教學(xué)內(nèi)容，直觀且易于理解。通過(guò)多媒體的應(yīng)用，展示現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備，簡(jiǎn)化教學(xué)中的難點(diǎn)，增加了課程的信息量。

四、小組式考核方式

“可再生能源發(fā)電技術(shù)”作為高年級(jí)的課程，課時(shí)有限，知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容模塊化強(qiáng)，科普性和專業(yè)性并存，采用常規(guī)的卷面考試方式難以準(zhǔn)確考核。筆者在該課程教學(xué)實(shí)踐中，進(jìn)行了小組式考核機(jī)制的嘗試，即以小組為單位，制作課程學(xué)習(xí)的整體報(bào)告，選派一名代表在課堂上進(jìn)行答辯，匯報(bào)內(nèi)容結(jié)束后，其他組成員和教師針對(duì)報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)，組內(nèi)成員均可就相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行回答。其他組同學(xué)根據(jù)該小組的匯報(bào)情況進(jìn)行打分，打分表如表1所示。除此以外，在考核中增加動(dòng)態(tài)考核，每個(gè)小組選出組內(nèi)最佳貢獻(xiàn)成員，給予動(dòng)態(tài)加分；同時(shí)為了增加考核上互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生思考問(wèn)題，對(duì)于提問(wèn)積極的學(xué)生在成績(jī)上給予加分。該考核方式，對(duì)課程的教學(xué)實(shí)行了動(dòng)態(tài)的考查與過(guò)程管理，實(shí)現(xiàn)了以考核促學(xué)習(xí)，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，推進(jìn)學(xué)生協(xié)作能力培養(yǎng)，增強(qiáng)了“教師與學(xué)生”、“學(xué)生與學(xué)生”的互動(dòng)，提高較整體的教學(xué)效果。

表1 考核打分表

小組名稱 選題創(chuàng)新性（共20分） 查閱文獻(xiàn)情況（共20分） 分析問(wèn)題能力（共20分） 報(bào)告質(zhì)量 （共20分） 表達(dá)能力 （共20分） 總分

（100分）

五、結(jié)語(yǔ)

隨著可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，“可再生能源發(fā)電技術(shù)”已經(jīng)成為熱能與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)科重要的專業(yè)課程。本課程具有典型的多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，同時(shí)該領(lǐng)域的研究成果日新月異，因此無(wú)論是在教學(xué)內(nèi)容還是在教學(xué)方法都需要進(jìn)行改革和創(chuàng)新。本文通過(guò)緊跟前沿的研究熱點(diǎn)，設(shè)計(jì)深入淺出的教學(xué)內(nèi)容；采取以學(xué)生為主體，通過(guò)引入工程案例，專題研究與課堂討論等模式，并輔以教學(xué)模型與多媒體動(dòng)畫演示等多種靈活多樣教學(xué)手段的改革，讓學(xué)生在了解可再生能源發(fā)電技術(shù)的理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)了學(xué)生挖掘問(wèn)題，解決問(wèn)題，理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，鍛煉了學(xué)生查閱文獻(xiàn)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的技能，提高了學(xué)生的科研素養(yǎng)與工程實(shí)踐本領(lǐng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫欣，黃永紅.“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2012，（35）：95-96.

[2]劉忠，鄒淑云.專業(yè)選修課《新能源發(fā)電技術(shù)》的教學(xué)研究與實(shí)踐[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010，20（1）：185-186.

[3]張力，楊仲卿，鄭泓.“能源、環(huán)境與社會(huì)”全校性新生研討課教學(xué)模式探討[J].中國(guó)電力教育，2012，（24）：54-55，69.

篇（10）

中圖分類號(hào)：F240；G645

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4914（2016）05-177-02

引言

近十幾年來(lái)，我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展，在風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光熱發(fā)電、生物質(zhì)能源利用、氫能開發(fā)等方面處于世界領(lǐng)先地位{1}。但與這種情況相悖的是，無(wú)論在新能源利用技術(shù)方面還是相關(guān)的裝備制造業(yè)，新能源產(chǎn)業(yè)的人才明顯滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，存在著嚴(yán)重的人才缺失現(xiàn)象。這種現(xiàn)實(shí)狀況制約了我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，對(duì)于為社會(huì)培養(yǎng)高級(jí)技術(shù)人才的高等院校來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)新能源方面人才已成為迫切任務(wù){(diào)2}。

大學(xué)生創(chuàng)業(yè)教育理念是強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練，增強(qiáng)高校學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)家建設(shè)需要的高水平人才{4}。在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式下培養(yǎng)新能源領(lǐng)域緊缺人才，能夠極大地促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

一、風(fēng)力發(fā)電

筆者所在專業(yè)為農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化專業(yè)，主要培養(yǎng)電氣工程類專業(yè)技術(shù)人才。目前，小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，已達(dá)到商品化程度，風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電已初步形成產(chǎn)業(yè)。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)為本專業(yè)的一門專業(yè)選修課，風(fēng)力發(fā)電原理是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問(wèn)題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染，是一種特別好的發(fā)電方式。

近年來(lái)，筆者所在的佳木斯大學(xué)大力支持大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的開展，學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下申請(qǐng)一些風(fēng)力發(fā)電方面的項(xiàng)目。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)課程涉及到直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)、異步交流發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)組的控制、充電器及逆變器方面的知識(shí)，這些知識(shí)大多抽象，學(xué)生只會(huì)理論計(jì)算，對(duì)工程實(shí)際應(yīng)用及運(yùn)行情況不了解，使項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中遇到很多阻礙。為此，本專業(yè)帶學(xué)生到學(xué)校附近的大唐依蘭風(fēng)電公司進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)，使學(xué)生了解風(fēng)力發(fā)電實(shí)際運(yùn)行情況，在實(shí)踐與創(chuàng)新理論的指導(dǎo)下完成課題。

二、太陽(yáng)能光熱發(fā)電

1.太陽(yáng)能光伏發(fā)電。太陽(yáng)能是石油和煤炭等常規(guī)能源最理想的替代能源，太陽(yáng)能光伏發(fā)電是各種新能源中應(yīng)用前景最廣闊的一種{4}。鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)光伏裝置設(shè)計(jì)方面的課題，通過(guò)裝置搭建過(guò)程中掌握太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工作的原理，在實(shí)際操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后通過(guò)交流學(xué)習(xí)解決問(wèn)題，掌握逆變技術(shù)、最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)的原理和方法。此外，還通過(guò)太陽(yáng)能光伏板完成太陽(yáng)能充電器、太陽(yáng)能滅蟲等設(shè)計(jì)，使學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力得到了極大的提高。

2.太陽(yáng)能熱電發(fā)電。太陽(yáng)能熱利用技術(shù)按終端使用溫度范圍大致分為低溫、中溫、高溫：低溫范圍在100℃以下，主要用于生活用水、采暖、干燥、蒸餾、農(nóng)用溫室等；中溫100～300℃之間，用于工業(yè)用熱、制冷空調(diào)、烹調(diào)等；高溫則為300℃以上，用于熱發(fā)電、材料高溫處理和有毒物料的去毒處理等。太陽(yáng)能利用技術(shù)也是農(nóng)村新能源利用的核心，在社會(huì)主義新農(nóng)村的新能源建設(shè)中起到至關(guān)重要的作用。

太陽(yáng)能熱電發(fā)電有兩種形式，一種是利用太陽(yáng)熱能產(chǎn)生高溫蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，另一種是將太陽(yáng)熱能耦合到熱電材料，利用熱電材料的賽貝克效應(yīng)進(jìn)行發(fā)電。其中，第二種太陽(yáng)能發(fā)電形式被稱為太陽(yáng)能溫差發(fā)電，這種發(fā)電方式更適合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。作為本項(xiàng)目的前期鋪墊，目前已經(jīng)指導(dǎo)學(xué)生完成2015年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，智能半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置設(shè)計(jì)（201510222017），目前發(fā)表學(xué)術(shù)論文2篇，申請(qǐng)專利1項(xiàng)（ZL201520418516.8）。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生從對(duì)溫差發(fā)電一知半解，最后通過(guò)學(xué)習(xí)、研討、反復(fù)實(shí)驗(yàn)解決各種問(wèn)題，提高理論與科學(xué)技能的同時(shí)，創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)合作能力都得到了極大的鍛煉，此外，項(xiàng)目申請(qǐng)與答辯過(guò)程中都需要項(xiàng)目組成員自已完成PPT制作與解說(shuō)，使學(xué)生得到了專業(yè)鍛煉，為今后工作中遇到同樣問(wèn)題打下良好基礎(chǔ)。下個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)是完成太陽(yáng)能溫差發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)，使學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中掌握更多太陽(yáng)能利用的理論與技術(shù)。

三、水力發(fā)電

水力發(fā)電雖然不是新能源發(fā)電，但也是節(jié)能環(huán)保的可再生能源發(fā)電。水力發(fā)電是利用河流、湖泊等位于高處具有勢(shì)能的水流至低處，將其中所含勢(shì)能轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)之動(dòng)能，再借水輪機(jī)為原動(dòng)力，推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能{5}。在水力發(fā)電中，主要培養(yǎng)學(xué)生控制方面的技能，目前已經(jīng)完成“基于PLC的水電站閘門監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”。學(xué)生采用上位機(jī)與下位機(jī)協(xié)同工作的控制方式，RS485通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，以PLC為系統(tǒng)的控制核心，完成對(duì)水電站閘門的全程監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)功能主要包括：通過(guò)人機(jī)交互界面―觸摸屏，實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門的啟動(dòng)上升、停止、下降的控制；實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門開放度信息的采集、顯示及處理功能；在緊急情況下緊急落門和緊急抱閘剎車的功能；報(bào)警信息的顯示以及通過(guò)觸摸屏可以監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；控制閘門上升或下降到指定開度。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生的組態(tài)軟件編程能力、PLC控制能力、上位機(jī)與下位機(jī)的通訊能力都得到了很大的提高。

總結(jié)

1.新能源發(fā)電領(lǐng)域的人才除了需要具備多學(xué)科理論知識(shí)，涉及機(jī)械、電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論等學(xué)科，主要還要求具備一定的實(shí)踐技能。在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模式下，結(jié)合項(xiàng)目研發(fā)，使學(xué)生具備了更多新能源發(fā)電方面的理論知識(shí)與實(shí)踐技能，符合新能源產(chǎn)業(yè)對(duì)人才多方位的、多層次的要求。新能源產(chǎn)業(yè)不僅需要技術(shù)領(lǐng)域的人才，還有相關(guān)的工程管理、項(xiàng)目規(guī)劃、金融、財(cái)務(wù)等方面的人才。這些能力在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中都能得到極大的提高。

2.在認(rèn)識(shí)到新能源產(chǎn)業(yè)人才的缺失如此嚴(yán)重的同時(shí)，也促進(jìn)本專業(yè)的課程調(diào)整。考慮培養(yǎng)多層次的學(xué)生，既培養(yǎng)有從事科研、開發(fā)的領(lǐng)域的人才，也培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的技能人才，增強(qiáng)專業(yè)的活力。同時(shí)，新能源產(chǎn)業(yè)日新月異，新產(chǎn)品、新技能層出不窮，也要求專業(yè)教師們時(shí)刻更新自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，跟上變化的步伐，打造更加專業(yè)的教師隊(duì)伍。

3.目前高校都面臨巨大的就業(yè)壓力問(wèn)題，社會(huì)上還缺少創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才，通過(guò)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目培養(yǎng)出的學(xué)生，在專業(yè)技能、創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)能力、管理能力、商務(wù)能力等多方面得到鍛煉和提高。即使學(xué)生不進(jìn)入到新能源產(chǎn)業(yè)工作，也可選其他領(lǐng)域的工作，這在一定程度上增加了本專業(yè)的就業(yè)渠道，緩解就業(yè)壓力大的社會(huì)問(wèn)題。

注釋：

{1}李春曦，王佳，葉學(xué)民等.我國(guó)新能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].電力科學(xué)與工程，2012（28）4：1-8.

{2}王偉東，艾建軍，楊坤.新能源產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)問(wèn)題與對(duì)策[J].中國(guó)電力教育，2011（12）：5-6.

{3}鄧淇中，周志強(qiáng).大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系的問(wèn)題與對(duì)策[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2014，5（1）：33-35.

{4}諶權(quán)章.我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)及其發(fā)展對(duì)策初探[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（社科版）.2011，11（3）： 20-23.

{5}張春友，趙華洋.新能源教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，29（4）：405-406.

篇（11）

Abstract: with the development of society, people in addition to high besides beautiful requirements of building energy efficiency requirements of more and more is also high. At present, as a kind of aesthetic feeling novel exterior maintenance form of glass walls highlights the feature of modern architecture, it throughout the world to more and more get extensive application. But according to the figures, the global energy consumption of building the whole society has 27.6% of the total energy consumption, of which about half is related with the Windows and doors curtain wall. In view of this, this paper studies some foreign and domestic to energy conservation and environmental protection has an important meaning of the new material, and the curtain wall technology are discussed.

Keywords: the construction curtain wall; Energy saving; technology

中圖分類號(hào)： TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

一、幕墻節(jié)能材料的選用

（一）玻璃的選用

在目前建筑設(shè)計(jì)中，針對(duì)建筑物外窗和玻璃幕墻，玻璃占的面積是絕大部分的，因?yàn)樗梢詤⑴c的熱交換的面積較大，這樣使之成為了幕墻和窗節(jié)能的關(guān)鍵部分。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型節(jié)能的玻璃材料不斷地被研究出來(lái)，并得到廣泛運(yùn)用，下面針對(duì)一些應(yīng)用較多的材料進(jìn)行剖析：

（1）陽(yáng)光輻射控制玻璃

這類玻璃材料主要是采用改變玻璃的光學(xué)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能輻射進(jìn)行選擇的技術(shù)，該技術(shù)能夠進(jìn)行選擇性屏蔽一些輻射，從而能夠達(dá)到異性環(huán)保節(jié)能效果，主要有光譜選擇透過(guò)性玻璃和透過(guò)率可調(diào)玻璃：①光譜選擇性透過(guò)玻璃，它實(shí)際上是Low-E玻璃和熱反射玻璃技術(shù)的延伸，即通過(guò)在玻璃表層覆蓋一層特殊性質(zhì)的材料涂層，這種玻璃材料能夠選擇不同波長(zhǎng)的太陽(yáng)輻射和熱輻射。②透過(guò)率可調(diào)玻璃，這種類型的玻璃能夠伴隨環(huán)境的變化來(lái)改變自身的透過(guò)特性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽(yáng)輻射能量的控制，進(jìn)而達(dá)到滿足節(jié)能的要求。這種玻璃根據(jù)其改變特性的機(jī)理可以分為熱致變色玻璃、電致變色玻璃和光致變色玻璃。這三種類型的玻璃中，光和電致變色玻璃已經(jīng)引起了幕墻行業(yè)相關(guān)人士的廣泛關(guān)注，并且得到了一定的應(yīng)用。在實(shí)際生活中，光致變色玻璃的可見光透過(guò)率能夠是現(xiàn)在75%-25%范圍內(nèi)變化，太陽(yáng)能輻射的透過(guò)率變動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)53%-23%范圍內(nèi)變化，電致變色玻璃在短短的五分鐘內(nèi)可以時(shí)間可見光透過(guò)率67%-10%以及太陽(yáng)輻射66%-10%的變化。

（2）隔熱玻璃

隨著技術(shù)的發(fā)展，一些新型隔熱玻璃在中控技術(shù)上不斷被研發(fā)出來(lái)，主要有以下幾種：①惰性氣體隔熱玻璃，這種玻璃是通過(guò)往中空玻璃的空腔內(nèi)注入惰性氣體得到的。如今，國(guó)外市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了充氯氣的4mm-8mm-4mm-8mm-4mm三層中空玻璃，該種玻璃是結(jié)合Low-E技術(shù)形成，它的傳熱系數(shù)達(dá)到了0.7W/(m2·K)。②氣凝膠隔熱玻璃，氣凝膠是一種多孔性的硅酸鹽凝膠，其體積的95%為空氣，這種氣凝膠中的氣泡比較小，一般小于20mm，因此，具有較好的隔熱性能，而且還不會(huì)阻擋和折射光線，因?yàn)槠漕w粒遠(yuǎn)小于可見光波長(zhǎng)。然而這種氣凝膠物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，這也是目前限制其大范圍商業(yè)化應(yīng)用的主要原因。

（二）鋁合金型材選用

在選用窗框材料時(shí)，需要考慮不同材料的玻璃幕墻和采光頂?shù)韧獯暗膫鳠嵯禂?shù)影響，這個(gè)因素是選擇材料時(shí)不可缺少的條件。目前，一些塑料窗框和木窗框由于本身的傳熱系數(shù)很小，加上其對(duì)外窗的傳熱系數(shù)影響也很小，因此在選用作為節(jié)能窗框時(shí)，很少考慮。相對(duì)而言，鋁合金和鋼窗框等材料本身的導(dǎo)熱系數(shù)大，加上其對(duì)外窗的傳熱系數(shù)影響較大，需要采用斷橋處理。這種斷橋處理針對(duì)鋁合金材料來(lái)說(shuō)有很多種，比如，聚酷膠（PA)斷熱條和聚氨酷（PU）等等，對(duì)于一些對(duì)保溫性能要求非常高的外窗應(yīng)考慮選擇斷橋效果較好的鋁型材。

二、幕墻節(jié)能技術(shù)研究

（一）幕墻節(jié)能體系的選用

（1）雙層幕墻技術(shù)

近些年來(lái)幕墻行業(yè)在開發(fā)新型的幕墻結(jié)構(gòu)方面取得不少進(jìn)展，尤其是雙層幕墻技術(shù)引人關(guān)注，它的節(jié)能原理可以總結(jié)為循環(huán)幕墻由一層玻璃幕墻和一層普通開窗墻體或者雙層的玻璃幕墻組成，雙層都可以進(jìn)行上下通風(fēng)口設(shè)置。在夏季的時(shí)候，可以打開外層的上下通風(fēng)口，這樣在陽(yáng)光的照射下其中間空氣層溫度會(huì)升高而出現(xiàn)上浮，從而逐漸形成自上而下的空氣流，最終可以達(dá)到降低內(nèi)層表面溫度的目的。在冬季時(shí)，把外層的通風(fēng)口關(guān)閉，打開內(nèi)層的通風(fēng)口，這樣夾層中的空氣就會(huì)在陽(yáng)光的照射下不斷升高，從而逐漸形成一個(gè)小溫室，這樣能夠有效地提高內(nèi)層玻璃溫度，造成室內(nèi)氣體循環(huán)，從而慢慢提升室內(nèi)溫度，較少熱負(fù)荷的要求。與單層玻璃幕墻相比，雙層的玻璃幕墻可以節(jié)約42%-52%的能源，同時(shí)制冷時(shí)可以節(jié)約能源38%-60%。

（2）節(jié)能百頁(yè)技術(shù)

相對(duì)于傳統(tǒng)的百葉遮陽(yáng)技術(shù)而言，節(jié)能的百頁(yè)是對(duì)其進(jìn)行的有效地改進(jìn)，傳統(tǒng)的建筑中百頁(yè)要么懸掛在室內(nèi)要么懸于室外，室內(nèi)的百頁(yè)不能夠高效的控制室內(nèi)的熱量，室外的百頁(yè)不能達(dá)到循環(huán)通風(fēng)效果，這樣對(duì)節(jié)能效果有非常大的影響。我們知道太陽(yáng)直射能夠?qū)ㄖ睦錈嶝?fù)荷產(chǎn)生影響，夏季遮陽(yáng)能夠?qū)ω?fù)荷總價(jià)值進(jìn)行有效地控制，冬季的陽(yáng)光能夠進(jìn)入室內(nèi)，這樣節(jié)能百頁(yè)能夠高效的利用這一特征。使用節(jié)能百葉是幕墻改革的一個(gè)非常好的方案，它能夠適度調(diào)節(jié)角度，以最佳狀態(tài)來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。

（二）幕墻節(jié)能新技術(shù)

（1）太陽(yáng)光變向照明技術(shù)

太陽(yáng)光變向照明技術(shù)取代了傳統(tǒng)的遮陽(yáng)機(jī)構(gòu)，它利用幕墻上的光線反射裝置把室外的日光反射到室內(nèi)的天花板上，再由天花板反射到工作或者生活區(qū)域，這樣為人們提拱照明。這種形勢(shì)下的光照條件與傳統(tǒng)的以“光柱”形式進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)光相比，會(huì)更為柔和和均勻，從而消除了由直接入射的強(qiáng)烈陽(yáng)光在電腦或者電視屏幕上造成的眩光，同時(shí)還能夠改善日光在整個(gè)房間甚至建筑物的分布，從而減少照明費(fèi)用。

（2）光電幕墻

光電幕墻是一種集發(fā)電、隔音、隔熱和裝飾等功能于一身的新型建筑幕墻，此種類型的幕墻集合了太陽(yáng)能光電技術(shù)與幕墻技術(shù)，把以前被當(dāng)作有害因素而屏蔽掉的太陽(yáng)光，轉(zhuǎn)化為能被人們利用的電能。光電幕墻的意義還體現(xiàn)在它把太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)集成到建筑幕墻產(chǎn)品中，不占用專門的土地，而且太陽(yáng)能光電板也可以替代傳統(tǒng)的玻璃等幕墻面板材料，無(wú)需重復(fù)投資。

三、總結(jié)

長(zhǎng)期以來(lái)，人們總是認(rèn)為幕墻建筑不節(jié)能，但是從分析中可以看到，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，幕墻節(jié)能材料和節(jié)能系統(tǒng)的不斷完善，玻璃幕墻也可以做出符合節(jié)能要求的建筑物。幕墻節(jié)能，并不是人們想象中的存在技術(shù)上的問(wèn)題，更多的是我們對(duì)它的重新認(rèn)識(shí)與合理運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)