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【關鍵詞】太陽能；光伏發電；能源

隨著社會的不斷發展，人口、資源和經濟之間存在著越來越大的矛盾，太陽能光伏技術的應用和開發為解決能源緊缺問題起到了非常重要的作用。目前在對太陽能利用上，主要還是取暖和發電這兩個方面，特別是在利用太陽能發電上，其可以完全取代水能和火能的技術，成為新型、綠色的發電技術，確保了能源的可持續利用和發展。

1 光伏發電的基本工作原理

光伏發電技術是充分的利用光生伏特效原理實現的，其通過太陽能電池來將太陽光轉化為電能。光伏發電技術可以獨立使用進行發電，也可以并網進行發電，其主要由太陽能電池板、控制器和逆變器等部分組成，其組成元器件都為電子元器件，因此發電設備不僅精煉，而且較為穩定，壽命較長，更易于安裝和維護。而且在任何電源場合中都可以利用光伏發電技術進行發電。在進行光伏發電時，其以太陽能電池為其最基本的元件，而且電池種類較多，目前以單晶和多晶用量最為常見，只有在一些小系統和計算器輔助電源中都會采用非晶電池。而光伏組件多是由一個或是多個太陽能電池片組成的太陽能電池板。

2 太陽能光伏發電的優缺點

太陽能光伏發電與常規的發電系統相比具有較為明顯的優點，由于其是利用太陽能來進行發電，不僅安全可靠，而且無污染，沒有噪音產生，同時太陽能資源也不會存在枯竭的危險。利用太陽能進行發電不用受到資源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同時也不需要架設輸電線路，能源質量較高，而且易于建設，可以在較短時間內即可獲取到能源，使用者對太陽能光伏發電更易于接受。

但利用太陽能光伏發電也有其自身的缺點，由于太陽能會受到四季變化及天氣等氣象條件的影響，而且由于太陽照射能源分布密度較小，所以利用太陽能進行發電時還需要占用較大的空間面積。

3太陽能光伏發電技術的應用

太陽能光伏發電的應用方式有多種，包括獨立、并網、混合光伏發電系統，光伏與建筑集成系統以及大規模光伏電站領域；在偏遠農村電氣化、荒漠、軍事、通信及野外檢測等領域得到廣泛應用，并且隨著技術的發展，其應用領域還在不斷地延伸和發展。下面筆者僅針對獨立、并網、混合光伏發電等三種技術應用方式進行闡述。

3.1 獨立光伏發電系統

獨立光伏發電系統是不與公共電網系統相聯接而孤立運行的發電系統，通常建設在遠離電網的偏遠地區或作為野外移動式便攜電源，比如公共電網難以覆蓋的邊遠農村、海島、邊防哨所、移動通訊基站等等。由于太陽能發電的特點是白天發電，而負荷用電特性往往是全天候的，因此在獨立光伏發電系統中儲能元件必不可少。盡管其供電可靠性受氣象環境等因素影響很大，供電穩定性也相對較差，但它是偏遠無電地區居民和社會用電問題的重要解決方式。

3.2 并網光伏發電系統

并網光伏發電系統與公共電網相聯接，共同承擔供電任務。光伏電池陣列所發的直流電經逆變器變換成與電網相同頻率的交流電，以電壓源或電流源的方式送入電力系統。容量可以視為無窮大的公共電網在這里扮演著儲能環節的角色。因此并網系統不需要額外的蓄電池，降低了系統運行成本，提高了系統運行和供電穩定性，并且光伏并網系統的電能轉換效率要大大高于獨立系統，它是當今世界太陽能光伏發電技術的最合理發展方向。

3.3 混合光伏發電系統

混合光伏發電系統是將一種或幾種發電方式同時引入光伏發電系統中，聯合向負載供電的系統。其目的是為了綜合利用各種發電技術的優點，避免各自的缺點。如光伏系統的優點是維護少，缺點是電能輸出依賴于天氣、不穩定。在冬天日照差，但風力大的地區，采用光伏、風力混合發電系統，可以減少對天氣的依賴性，降低負載缺電率。

4 太陽能光伏發電存在問題分析

4.1 產業水平低級

中國的光伏產業起步晚，發展緩慢，多晶硅制造技術比較不成熟，不僅生產的多晶硅質量相對較差，而且由于制造工藝水平上的差距，中國的多晶硅制造過程中會消耗大量的能源，這些能源直接或間接的通過煤、石油等能源獲取。所以，中國的多晶硅制造多是具有高能耗、高污染、低利潤的特點。另一方面，由于太陽能光伏發電市場多是在歐美等國家，國內市場需求量小，絕大多數的光伏產品都是出口到國外，所以中國的光伏產業僅僅是處于產業鏈的低端，用高資源、高污染的巨大代價獲取與之不符的低回報。

4.2 行業產能過剩

現在，全國各地多個地方都興起了一股新能源熱光伏熱，大批的光伏項目上馬，投產的、在建的、申請批復的項目越來越多，在2010 年之前多晶硅產能就超過了兩萬噸，產量遠遠超過五千萬噸，產能已經嚴重過剩。為了中國光伏產業健康有序的發展，政府開始通過政策、經濟手段對光伏產業進行調節。

4.3 多晶硅制造能耗大

太陽能光伏發電是一種綠色無污染的環保能源，但是太陽能光伏發電所需的原料多晶硅的制造過程卻是一個耗能巨大的生產過程，耗電量甚至高過電解鋁產業。現在國外成熟的多晶硅制造技術多是采用優化后的西門子法，耗電量一般不高于150kw.h/kg，中國多晶硅制造技術相對不成熟，耗電量一般要超出國外30% 甚至100%。

4.4 行業發展無序

中國光伏產業雖然體量巨大，但是由于生產的光伏產品多是出口到國外，所以行業發展混亂，往往單打獨斗。由于中國光伏產業沒有國家層次的行業組織和統一的產業制度，在光伏產業遭遇國外反傾銷的時候往往處于被動地位，不能形成統一的強大的行業凝聚力從而具有光伏產業話語權，所以，在反傾銷的國際案例中，中國光伏企業屢屢敗訴，損失巨大。

5 太陽能光伏發電發展對策

5.1 控制產業規模

中國光伏產業發展要想有序且有競爭力，產業規模一定要嚴格控制。對已生產的企業嚴格把控質量關，對在建的企業加強監管，對正在申請的項目嚴格審批程序。將光伏產業規模控制在一定產量之內，提高行業競爭力。

5.2 促進企業結構調整

耗能高的企業要促進結構優化，加快系統升級，降低生產能耗。促進企業結構調整，加強企業運營管理，提高經營水平。國家應該加大技術研發投入，通過制定相關財稅政策促進核心技術研發，擺脫技術水平長期落后的現狀，將我國光伏產業發展推向更高水平。

5.3 淘汰環保不達標企業

我國多晶硅制造可以說是一個高污染的行業，原因主要是，第一，資金投入不到位，第二，生產工藝水平不達標。政府應該加強監管，提高行業準入門檻，提高行業環保標準，對環保不達標的高污染企業進行整頓，將生產水平和制造工藝達不到環保要求的新申請的項目淘汰出局。

5.4 推進光伏產業聯合

政府應該建立光伏產業聯盟，制定實施相關產業政策，建立更高層次的行業協會。加大科研投入，推進光伏產業技術研發，提高行業整體制造水平，提高競爭力。推進產學研結合，建立大型示范企業，加快技術推廣，降低資源浪費和環境污染。

6 結語

太陽能光伏發電是未來能源發展新途徑，作為新興產業和朝陽產業，光伏產業的發展還需要走很長的路。制造技術和生產工藝的提高能將這一綠色產業推向新的發展高度，政策制定和行業有序的組織聯合是中國光伏產業發展的必經之路。

參考文獻：

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關鍵詞：光伏發電；電池；太陽能

引言

能源是人類發展的物質基礎和社會進步的主要動力。各國專家通過研究發現，全球變暖不是應有的發展規律，而是因為溫室氣體大量被排放的結果。氣候的變化對生態環境造成了很大影響還會造成海平面上升等，危害人類的生存。環境和發展已經成為困擾各國政府的大問題，尤其是我國正處在發展階段，資源嚴重短缺，而且資源的開發更是使環境惡化。

太陽能作為一種新興的能源，是取之不盡用之不竭的。隨著科技的不斷進步，太陽能必將成為促進可持續發展的新能源。太陽能是太陽能內部連續不斷的核聚變反應過程產生的能量。太陽能作為一種可再生的能源，具有如下特點：

1. 儲量豐富：按照現在的輻射量來看，太陽能還能持續使用約100億年，可以無限制的開采，幾乎不存任何的風險。

2. 分布廣泛：雖然不同區域的太陽能的輻射能力不同，但是相對于其它能源來說，可以輻射到地球的每一個角落。不需要燃料和輸電線就可以進行發電。

3. 能量大：太陽能每四十分鐘傳給地球的能量相當于一天全球能量消耗的總和。

4. 清潔性和經濟性：人類可以直接開發利用太陽能，既環保又清潔干凈。

1.光伏發電的優缺點

優點：（1）太陽能資源取之不盡，用之不竭。（2）綠色環保。光伏發電本身不需要燃料，沒有CO＼-2的排放，不污染空氣，不產生噪聲。（3）應用范圍廣。只要是能獲得光照的地方就可以使用太陽能發電系統，它不受地域、海拔等因素制約。（4）無機械轉動部件，操作、維護簡單，運行穩定可靠。一套光伏系統只要有太陽，電池組件就會發電，加之現在均采用自動控制技術，基本不用人工操作。（5）太陽電池生產資料豐富：硅材料儲量豐富，地殼中含量在氧元素之后，列第二位，達到26%之多。（6）使用壽命長。晶體硅太陽能電池壽命可達20～35年。（7）太陽電池組件結構簡單，體積小且輕，便于運輸和安裝，建設周期短。

缺點：（1）能量密度低。盡管太陽投向地球的能量總和極其龐大，但由于地球表面積也很大，使得單位面積上能夠直接獲得的太陽能量缺很小，最高約為1.2kW/m＼+2左右，絕大多數地區和大多數的日照時間內低于1kW/m＼+2。太陽能的利用實際上是低密度能量的收集和利用。（2）占地面積大。由于太陽能能量密度低，這就使得光伏發電系統的占地面積會很大，1MW光伏電站占地約需1萬平方米。（3）間歇性。大多數情況下，光伏發電系統白天發電，晚上用電。（4）隨機性，受氣候影響強。雨雪天、陰天、甚至云層的變化都會嚴重影響光伏發電。（5）地域依賴性強。地理位置不同，氣候不同，使各地區日照資源各異。光伏發電系統只有在太陽能資源豐富的地區應用，效果才好。

2.光伏并網發電系統簡介

（1）光伏并網發電系統的原理

光伏發電系統是將太陽能轉化成電能并儲存到蓄電池中或者直接供給負載的裝置。白天工作的時候給負載供電，當發出的點不足以提供負載時，由電網來提供，多余的部分則回饋給電網。

（2）光伏并網系統的結構及分類

根據光伏系統與電力系統的關系，一般可以分為離網光伏系統和光伏并網系統。離網光伏系統不與電力系統的電網相連接，作為一種移動式電源，主要用于邊遠無電地區供電。光伏并網系統與電網連接，作為電力系統中的一部分，可為電力系統提供有功和無功電能。目前，光伏并網發電是世界光伏發電系統的主流應用方式，即光伏系統通過并網逆變器與當地電網連接，通過電網將光伏系統所發的電能再分配，比如供當地負載或進行電力調峰等。光伏并網系統通常由三部分組成：光伏列陣、逆變器和電網。

其中，光伏列陣主要由光伏組件組成，其應用可以分為單個組件、組件串聯及組件并聯等。逆變器是DC/AC變換器，由于光伏列陣是直流電，一般也可以在前面加DC/DC環節，電網是無窮大的電源。

目前，光伏并網發電系統按照系統的功能可分為兩類：一種是“不可調度式光伏并網發電系統”，該系統沒有蓄電池；另一種是“可調度式光伏并網發電系統”，該系統則含有蓄電池環節。前者是將直流電能直接轉化為交流電能，后者系統增加了儲能環節，首先對蓄電池進行充電，然后根據需要將系統進行并網或者用作獨立源，系統的工作時間和并網的功率大小可以進行設定。前者系統出現故障時，逆變器必須停止工作，使其與電網和負載斷開，后者在功能和性能方便雖然比前者有所提高，但是在全球還是很難與前者相比較。原因有：蓄電池的壽命不長、價格相對還比較昂貴、蓄電池笨重體積大和不可調度式系統集成功能強，本文將采用不可調度式。

光伏并網逆變器按照結構又可分為：單相并網系統以及三相并網系統。實際上光伏并網系統基本上都可以劃分成兩類：單級式光伏并網系統和兩級式光伏并網系統，兩級式的比單級式的多出DC/DC變換。

3.光伏電池的工作原理

在光伏發電系統中，光伏電池利用光伏效應實現光電轉換。光伏效應是指由于光照使不均勻半導體的PN結不同部位之間產生電位差的現象。對于常用的以半導體硅為材料的光伏電池，在光照前也就是說在平衡狀態的時候，PN結形成的耗盡層中形成由N區域指向P區域的電場。當光照射到PN結后，打破之前的平衡狀態，產生空穴電子對，由于壘電場的存在，使得空穴向P區移動，電子向N區移動。結果P區出現多的空穴，N區出現多的電子，從而在PN結處形成光生電動勢，方向與壘電勢方向相反。一部分光生電動勢抵消掉壘電勢，則剩下的光生電勢使得P區帶正電和N區帶負電，這樣在P區和N區之間就有了光伏效應。

上述可知，光伏電池實現光電轉換大致有四個過程：

1. 光伏電池吸收太陽能光子，并且在PN結兩邊產生空穴電子對，一般稱之為“光生載流子”。

2. 光生電子進入空間電荷區。

3. 由于壘電勢的存在，光生載流子被分離，其中電子進入N區，空穴進入P區。

4. 光伏電池收集被分離的空穴和電子，接入負載則產生光生電流，從而獲得電能。

4.結語

隨著全球經濟的快速發展，不可再生能源的不斷消耗造成了今天的能源短缺，伴隨著能源危機的日益加重。人類必須努力尋找能可持續發展的新能源，然而太陽能既是一種可再生能源又是無污染的能源，而且現在太陽能發電新技術不斷被專家提出并開始應用。在當今社會，世界很多國家都很重視光伏發電技術的發展，我國政府也出臺了不少相關政策來鼓勵國內光伏產業的發展。

[參考文獻]

[1]劉炳山.光伏并網發電系統運行控制技術研究[D].河北工業人學，2009.

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關鍵詞太陽能太陽能應用 太陽能空調 太陽能中高溫應用

中圖分類號：TK511文獻標識碼： A 文章編號

太陽能名詞解釋

光電效應

指光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。

太陽能光伏

利用光電效應，將太陽光輻射轉換成電能。

太陽能光熱

太陽能光熱是指太陽能輻照的熱能，利用熱能發電，制冷 ，蒸餾等工業用熱，以及農業。

太陽能空調

利用太陽能轉化成電能，或者直接利用熱能驅動空調，進行制冷或者供熱。屬于太陽能利用開拓的領域，有著巨大發展潛力。

集熱器

利用鏡面反射或吸收方式，對太陽能進行采集處用裝置 。常用的集熱器有平板式、反射式兩大類。

吸收式制冷

吸收式制冷是利用某些具有特殊性質的工質對，通過一種物質對另一種物質的吸收和釋放，產生物質的狀態變化，從而伴隨吸熱和放熱過程。

太陽能利用現狀

目前，太陽能利用主要有兩個途徑，即光熱和光電技術。

光電技術指的是光伏發電，是根據光生伏特效應原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。

光熱技術是指直接利用太陽能輻射的熱量，通過集熱裝置，對載體進行加熱，將太陽能轉化為機械能或者直接進行熱交換。

光熱利用更有應用價值，前景更好，在太陽能利用上將是主流，將成為代表太陽能應用最尖端、最先進、最有潛力的一種應用之一。

太陽能光伏利用

光伏應用項目主要有：

公路設施

光伏發電

各種信號燈電源

與建筑結合的小型屋頂聯網光伏系統

衛星電視接收站及電視差轉臺光伏電源

優點：

常用于小功率場合

低能耗

用于航天

缺點：

轉換功率不大

成本高

國內技術水平低

太陽能光熱利用

太陽能光熱利用按照利用溫度的不同，大致分為低溫利用、中文利用、高溫利用，如圖表所示：

太陽能光伏、光熱技術介紹

太陽能光伏利用

太陽能光伏發電原理

太陽能電池發電的原理主要是半導體的光電效應，即一些半導體材料受到光照時，載流子數量會劇增，導電能力隨之增強。

太陽光伏電池基本性質

光電轉換效率

η% 評估太陽電池好壞的重要因素。

目前：實驗室 η ≈ 24%，產業化：η ≈ 16%。

單體電池電壓

V：0.4V——0.6V由材料物理特性決定。

標準光強與環境溫度地面

AM1.5光強，1000W/m2 ，t = 25℃；

溫度對電池性質的影響

例如：在標準狀況下,AM1.5光強，t=25℃某電池板輸出功率測得為100Wp,如果電池溫度升高至45℃時，則電池板輸出功率就不到100Wp

太陽能光伏電池分類

光伏電池效率比較

光伏系統組成分為四大部分

太陽能光電板：核心部分，將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。

蓄電池（組）：一般為鉛酸電池，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。

太陽能控制器：控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護。

逆變器：太陽能直接輸出12/24/48VDC。需要將直流電轉換成220VAC交流電,需要逆變器。

太陽能光伏發電應用

太陽能光伏發電系統是利用太陽電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統，有獨立運行和并網運行兩種方式。獨立運行的光伏發電系統需要有蓄電池作為儲能裝置，主要用于無電網的邊遠地區和人口分散地區，整個系統造價很高；在有公共電網的地區，光伏發電系統與電網連接并網運行，省去蓄電池，不僅可以大幅度降低造價，而且具有更高的發電效率和更好的環保性能。

太陽能獨立發電系統

太陽能并網式發電系統

太陽能光熱利用之低溫利用——非聚光集熱器

太陽能光熱利用之中高溫利用——聚光集熱器

槽式聚焦：槽式聚焦太陽能集熱器作為中高溫集熱器的一種,能夠獲得較高的集熱溫度,可用于發電、制冷空調、采暖、海水淡化等生產和生活領域。傳統槽式太陽能集熱裝置吸收器采用真空玻璃管結構,即內管采用金屬管,管內走加熱介質,金屬管外涂覆選擇性吸收涂層,再外面為玻璃管,玻璃管與金屬管間抽真空以抑制對流和傳導熱損失。

塔式太陽能聚焦：將吸收到的太陽能射線集中到塔中，對傳熱工作物質加熱進而發電。

碟式光熱：利用拋物面反射鏡，將入射太陽光聚集到集點上，焦點處旋轉的斯特林發電裝置進行發電。

菲涅爾式光熱：工作原理類似槽式光熱，只是采用菲涅耳結構的聚光鏡代替拋面鏡。這使得它的成本相對低。

太陽能光熱集熱器應用性能分析

重點推廣：

槽式集熱器是太陽能光熱應用基礎，太陽能高溫的發展是建立在中溫的基礎上的。

槽式集熱器在本世紀初就有應用。幾十年來進行了許多改進，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，開發高可靠性跟蹤機構等，槽式集熱器能滿足各種中、高溫太陽能利用的要求。

太陽能利用拓展探索——太陽能空調

圖一、太陽能空調分類

綜上所述，太陽能深度開發利用的重點應是利用槽式中高溫太陽能集熱器，收>150℃太陽能，驅動“GARX循環氨吸收式太陽能空調設備”或“溴化鋰吸收式（雙效）太陽能空調設備”。這種太陽能利用的組合方式，開發技術難度較小、能效比較高、市場大面積推廣前景廣闊，定能成為節能環保的重要力量，為人與自然的和諧發展做出巨大貢獻。

參考文獻：

GB50787—2012，民用建筑太陽能空調工程技術規范；

GB50019—2003，采暖、通風與空氣調節設計規范；

GB50243—2002，通風與空調工程施工質量驗收規范；

《奇威特太陽能應用技術指南》

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發展綠色建筑，在我國也逐漸受到了重視，政府就發展綠色建筑不僅確定了戰略目標、發展規劃、技術經濟政策，同時也修改和完善相關法律、法規，保證綠色建筑的構建和推廣。以目前廣州市為例，廣州市白云區、南沙區等區域新建建筑設計項目均最低需滿足國家綠色建筑一星級要求。綠色建筑設計規范中，關于“合理采用可再生能源發電技術，發電量不低于建筑用電量的2%”[2]，而太陽能光伏發電系統作為一種可再生能源首先被列入了考慮范圍。當前，太陽能光伏發電技術與建筑物相結合研究最多的是光伏建筑一體化系統（BIPV 即Building Integrated Photovoltaic），該系統中光伏組件既要滿足光伏發電的功能要求，同時也要兼顧建筑的基本功能及美學要求，光伏組件既被用作系統發電機，又被用作建筑物外墻材料。本文結合工程實例，從建筑電氣設計專業的角度闡述、分析綠色建筑中光伏建筑一體化系統（BIPV）的設計思路及發展前景。

1 光伏建筑一體化系統建筑設計要求

1.1一般規定

光伏建筑一體化系統中光伏組件與建筑的集成結合方式，有光電屋頂、光電幕墻、光電采光頂和光電遮陽板等。系統設計需結合建筑、結構等相關專業要求，共同確定系統各組成部分在建筑中的安裝位置。安裝在建筑物上的光伏組件，滿足建筑的使用功能及節能要求、結構安全及使用要求、以及電氣安全等要求，并配置帶電警告標識及電氣安全防護設施，以免出現不必要的觸電事故。

此外，光伏建筑一體化系統規劃設計需進行太陽能輻射、建筑物、電網等方面的評估。在建筑物上安裝該系統不能降低建筑物本身或者是周圍相鄰建筑物的日照標準；避免周圍環境景觀、綠化種植及建筑自身的構件投影遮擋投射到光伏組件上的陽光；避免光伏組件對建筑本身或者是周圍建筑物群體的二次輻射造成光污染。

1.2建筑專業設計要求

安裝光伏組件的建筑部位在冬至日全天日照應不低于3h；并在安裝光伏組件的部位采取安全防護措施；滿足其所在部位的建筑防水、排水、雨水、隔熱及節能等功能要求。

除了以上技術要素之外，光伏建筑一體化系統設計另一至關重要是滿足建筑的美學要求，介紹如下兩點：（1）建筑物的光影效果，普通光伏組件一般為阻擋視線的布紋超白鋼化玻璃，現代建筑屋頂或外墻幕墻如安裝光伏組件，對采光會有一定的需求，此時可以采用光面超白鋼化玻璃，外加電池板背面的采用普通光面鋼化玻璃制作雙面玻璃組件（節約成本），即可滿足建筑物的功能。（2）光伏組件背面的接線盒及其連接線一般情況下采用明裝，容易破壞建筑物的整體協調感，光伏建筑一體化系統中一般將接線盒省去或隱藏起來，此時需考慮旁路二極管保護，可將旁路二極管和所有連接線隱藏在幕墻結構中，同時需做好防雨水侵蝕和防曬措施。

1.3 結構專業設計要求

根據光伏建筑一體化系統的類型，對光伏組件的安裝結構、支撐光伏系統的主體結構或結構構件及相關連接件進行相應結構設計。結構設計應與工藝和建筑專業相配合，合理確定光伏組成部分在建筑中的位置。光伏建筑結構荷載取值應符合《建筑結構荷載規范》（GB50009-2010）的規定。

2 光伏建筑一體化系統的設計過程

2.1 光伏發電系統的分類

太陽能光伏系統分類如表1所示：

2.2光伏建筑一體化系統設計原則及步驟

光伏建筑一體化系統的設計在收集當地氣候參數的基礎上，根據建筑物的使用功能、電網條件、負荷性質和系統運行方式等因素，確定系統為安裝型、建材型或構件型。 光伏組件的傾角、數量、安裝位置及陰影的設計要和建筑物設計同時進行，因其對光伏建筑一體化的外觀影響校大，應盡量做到相互平衡、協調、一體化的設計。簡單設計步驟如下：

（1）設計之前收集當地的太陽能輻射以及溫度變化等氣象數據，當地氣象部門太陽能輻射量一般只有水平面的數據，需要根據理論計算換算出光伏板表面的實際輻射量。

（2）建筑設計和電力負荷的確定，決定光伏組件的類型、規格、數量、安裝位置、安裝方式和可安裝面積的場地，同時光伏組件規格及安裝面積、安裝位置也決定了光伏系統的最大安裝容量。

（3）系統的直流匯線箱、逆變器、測量和數據采集系統的設計。

3 光伏建筑一體化系統（BIPV）實例分析

以下通過介紹某綠色建筑項目中應用光伏建筑一體化系統的一個案例，從系統原理、主要設備技術要求、設備安裝位置等方面進一步闡述光伏建筑一體化系統在建筑電氣設計中的思路及技術要求。

3.1項目概況

該項目為某住宅項目中的配套會所設施，會所總建筑面積5543.23m2，高16.7m，地下室二層，地上三層，主要功能為SPA房、游泳池、辦公區、模型展示區、娛樂室等。在設計階段中，業主要求該會所需達到國家綠色建筑三星、美國leed認證的設計目標。會所負一層設一臺500kVA專變變壓器，按照綠色建筑優選項要求，發電量不低于建筑用電量的2%，太陽能光伏發電量為10kW設計（基于成本考慮，業主決定按5kW設計），下面光伏建筑一體化系統設計參數均以5kW為設計值。

3.2會所光伏建筑一體化系統圖見圖1所示。

3.3光伏建筑一體化系統概述

該項目所在地為廣東省江門市，地理位置位于東經113.08°，北緯22.58°，年平均氣溫22.3℃，極端氣溫最高36.6℃，最低1.4℃，當地水平面年太陽輻射量約為1427.15kWh/m2。本方案設計選用單晶硅BIPV太陽能電池雙玻組件，規格為1670mm×1100mm×50mm，單晶硅組件每塊功率為235Wp（96片），組件使用壽命不低于20年。組件防護等級不低于IP65，設計安裝總數量為24塊，光伏組件電池板面積為44.1m2，裝機總功率為5640Wp。本系統光伏組件采用可透光型BIPV雙玻組件，根據當地氣象資料安裝角度朝向為南偏西45°，以建筑屋頂結構的方式安裝在室外泳池旁休閑涼亭的結構支架上，平鋪安裝的雙玻組件保證了建筑的美觀和休閑涼亭的采光效果，同時便于后期的運營維護。

會所光伏建筑一體化系統由光伏組件、直流匯線箱、逆變器、交流配電箱、 監控系統、電纜和相關電氣材料等相關附件組成。該系統發電的電力并入會所值班室公共照明箱，在用戶側并網并實現即時發電即時消化，發電提供的電能不足時由市電自行補充。會所光伏建筑一體化系統室內外設備安裝如圖2和圖3所示。

3.4光伏建筑一體化系統中并網逆變器技術要求

光伏建筑一體化系統中并網逆變器為其重要設備。本項目光伏系統采用低壓并網的方式運行，光伏陣列產生的直流電流經并網逆變器逆變變成交流電（系統選用小型組串型并網逆變器，安裝于值班室內），交流電并入值班室內的公共照明配電箱接入點。

并網逆變器需滿足以下主要技術要求：（1）內置電網保護裝置，逆變器需具有同期控制功能：實時采集外部電網的電壓、相位信號，通過閉環控制，使得系統輸出電壓和相位與外部電網同步；（2）防孤島效應功能：外部電網失電后，立即停止供電；電網恢復供電時，并網逆變器并不會立即投入運行，而是需要持續檢測電網信號在一段時間內完全正常（系統延時時間2～90s內可調），才重新投入運行；（3）最大功率跟蹤技術（MPPT），保證轉換效率始終工作在最佳狀態，當日照強度和環境溫度變化時，光伏電池輸出電壓和電流呈非線性關系變化時，其輸出功率也隨之改變，逆變器可以調節光伏組件的發電電流與電壓，通過這種調節，使整個光伏系統始終保持在最大功率輸出等。

3.5光伏建筑一體化系統防雷設計

系統防雷主要分為防直擊雷和防感應雷，防直擊雷設計：光伏組件的金屬支架及其它金屬構件均與避雷帶或防雷引下線可靠連接；防感應雷設計：在直流匯線箱及交流配電柜處安裝防雷保護裝置（直流匯線箱。

3.6光伏建筑一體化監測系統設計

光伏建筑一體化檢測系統主要由逆變器來實現，檢測系統設計包括采集日照、溫度、控制器及風力傳感器等設備的數據，通過數據掌握系統的運行情況，自動檢測系統存在的問題或故障并予以提示，方便維護人員集中管理所有逆變器及系統維護工作。

本項目在會所大門入口顯眼處安裝一個51寸大屏幕顯示器，可將光伏建筑一體化系統發電的相關信息直觀展示出來，諸如實時發電量、直流電流、直流電壓、交流電壓及電流、歷史發電量等，將發電量轉化為節能減排的數據，讓業主真切感受到光伏建筑一體化系統發電的節能減排效果。

4 光伏發電系統（BIPV）的優缺點及應用前景

近年來，隨著中國綠色建筑的不斷發展，光伏建筑一體化系統建筑物不斷的涌現，但更多只是在地標性工程或示范工程的應用比較廣泛，如上海世博會主題館、高鐵上海虹橋站主站樓、深國際園林花卉博覽會等等。

與其它能源技術相比，太陽能光伏發電是一種潔凈、可再生的發電形式，光伏發電的應用將為子孫后代提供可持續發展的空間；此外，太陽能光伏發電系統的組件可在任何地方快速安裝，且無污染，完全干凈（蓄電池除外）。當然，太陽能光伏發電系統也存在一定局限性，如受地理分布、季節變化及晝夜交替的天氣、建筑成本及造價等因素影響；但光伏發電并未市場化原因，筆者認為其主要制約因素還是建筑成本較高而使開發商放棄使用。但隨著國內光伏產業規模逐步擴大、技術逐步提升，光伏發電系統成本也在逐步下降；同時中國政府也就并網、電量收購、補貼、土地政策逐一細化，為分布式光伏項目、電站投資開發提供了多重保障，新能源產業也已上升為國家戰略產業，未來五到十年中國光伏發電有望規模化發展。

篇5

關鍵詞：建筑光伏發電；并網發電；經濟效益估算；綠色建筑；分布式能源

引言

隨著國家大力推進節能減排戰略，綠色建筑的概念日益被人們接受。我國到2020年，綠色建筑占新建建筑比重將超過30%。在綠色建筑評價體系中，對太陽能的利用是重要的一部分。太陽能光伏發電技術目前較為成熟，市場上應用廣泛，市場運營模式健全，經濟效益可觀，而且國家大力扶持，有一系列補貼政策。所以太陽能是目前利用最廣泛的可再生能源，我國太陽能資源豐富，發展潛力巨大。建筑光伏發電較集中式光伏電站，對土地資源的要求更低，且電能可以就地消納，無需長距離傳送，避免了電能的損耗，同時對公共電網的沖擊也較小。建筑屋頂可利用面積大，增長潛力巨大，是可再生能源發展利用的重要方向。

綠色建筑的光伏系統在設計應用時，需要考慮其他方面的要求，如對建筑結構承載能力的考量，對建筑功能和外觀的影響。系統設計會變得更為復雜，根據所在地區的氣候特點，建筑的周邊環境，陰影遮擋，選擇相應的光伏組件，安裝位置和方式，兼顧建筑的外觀，同時考慮發熱對建筑的影響。設計流程為：光伏電量需求分析，確定光伏系統的形式，收集當地日照、氣象、地理等條件，確定建筑可利用光伏發電的區域；光伏組件的選型與布置、確定發電容量，控制器、逆變器的型號容量選擇，組件的支架與安裝方式設計，交流側系統設計，系統防雷、接地與保護的設計與配置，監控和測量系統的設計。

1 光伏發電主要設備選型

1.1 光伏組件的選型及安裝

1.1.1 光伏電池類型及特點分析

光伏組件需滿足下列要求：（1）有足夠的機械強度，能夠承受諸如冰雹等極端天氣的影響；（2）有良好的密封性，可以防風、防水、減少外界對太陽能電池的腐蝕；（3）抗紫外線輻射；（4）絕緣良好；（5）電池單元間的連接可靠且能耗小；（6）有足夠的工作壽命，一般工程上要求有20年以上的使用壽命；（7）組件之間的特性偏差不大，有相同的輸出特性。主流的太陽能組件尺寸規格大約有兩種，1000mm×1600m和1000mm×1900mm，分別由60個和72個電池片組成。整個系統應盡量選擇同一型號的光伏組件，避免出現各支路電流不平衡，各時段效率不同等情況。

1.1.2 光伏設備的組裝要求

光伏電池方陣應選擇朝南安裝，如果有特殊原因限制，方陣面向東或西偏轉的角度不應大于當地地理緯度的角度[1]。在屋頂安裝光伏系統時，應設置避雷裝置及欄桿扶手等保護設施。光伏陣列一般為固定式安裝，安裝傾角可參考文獻[1]附錄B的值，不同于集中式電站，建筑光伏與屋頂面積、周邊環境、屋頂承載力等相關，宜根據實際情況進行綜合考慮。光伏設備支架的承載和防風及屋頂的承重應經過嚴格力學計算的驗證。光伏組件間距的設計原則是在冬至當天9：00～15：00光伏方陣不被阻擋。

光伏陣列的布置需要綜合考慮屋頂面積的利用率和早晚陣列前后遮擋所造成的熱斑效應來選擇橫排或豎排方式。根據理論計算，橫向排布可比縱向排布多5%左右的發電量，增加20%的占地面積，但安裝的工程量和難度會稍大。

1.2 光伏逆變器的選型

光伏逆變器將光伏發出的直流電轉換為民用電壓的交流電或并網點電壓的交流電，是光伏發電系統中關鍵的一個環節。光伏逆變器的選型原則如下：（1）由于光伏逆變器容量越大，單位功率制造成本越低，效率越高，對于綠色建筑，可考慮選用一臺容量可覆蓋發電功率的逆變器；（2）由于一天中光伏發電量變化較大，需要選擇直流輸入電壓范圍寬的逆變器，從而可以最大限度地利用太陽能，增加光伏系統發電時間；（3）需要有抗干擾能力和過載能力；（4）當光伏發電系統發生故障后，逆變器應能將光伏系統從主網中解列，當故障排除后應能重新并網；（5）光伏逆變器必須裝有防止孤島運行的保護措施[2]。

MPPT（Maximum Power Point Tracking最大功率點跟蹤）控制器可以對光伏陣列直流輸出的最大功率點進行跟蹤，光伏電池的輸出特性隨環境溫度和日照強度的變化會呈現不同的功率輸出特性，MPPT控制器及其算法可以通過改變負載特性提高光伏組件的發電效率。典型的MPPT算法有：擾動觀察法、定壓跟蹤法、模糊控制法、導納增量法[3]。這些控制算法各有優缺點，應用于建筑光伏系統時需要根據實際環境情況及項目需求選擇合適的算法。

根據實際的設計經驗，光伏組件的串聯數目一般為18個、20個或22個，依據光伏組件的選型計算出逆變器MPPT電壓最大值和最小值以及最大直流輸入電壓，選擇符合要求的MPPT電壓范圍，并估算整個系統的發電功率和直流側總電流，最后決定逆變器型號和個數。

1.3 匯流箱的選型及安裝

匯流箱的作用是將光伏方陣的多路直流輸出電纜分組并匯集，使得接線有序便于維護，在發生局部故障時，可以局部檢修，不影響整體工作，匯流箱的下一級接入逆變器，建筑光伏系統中常用12串或16串輸入的匯流箱，匯流箱中應由直流故障保護單元、斷路器、熔斷器、防雷、浪涌保護器等元件構成，并配有電量檢測系統和通信單元，可以實時將匯流箱內部的分支電流、電壓和功率等參數上傳到控制中心并可以遠程操作開關。匯流箱的安裝位置應就近安裝在組件串的附近，從而減少電纜鋪設長度和線損。箱體的安裝高度滿足各限制的要求，箱體底部留有足夠空間用來安裝、維修，箱體的防護等級應根據現場環境確定。

2 光伏系統運行方案

2.1 獨立運行系統

獨立光伏系統即離網光伏發電系統，系統所發出的電能提供本建筑物內電器使用，與公共電網隔離。負荷類型可以是直流負荷，交流負荷或者交直流混合的負荷。系統可分為有蓄電池和無蓄電池系統。在有蓄電池系統中，當發電功率大于本地負荷，可以將電能存儲于蓄電池中，在發電低谷時使用。當發電功率低于負荷，并且蓄電池提供的電量仍不滿足要求時，可以使用公共電網提供負荷。系統中需要安裝光伏控制器，在蓄電池充滿電時，光伏系統停止發電，防止蓄電池過充，當蓄電池低電量時，停止蓄電池放電，有效保護蓄電池。

2.2 并網運行系統

并網運行是通過并網逆變器將所發的電能直接并入電網，光伏發電系統可以看做是一個分布式的電源，在建筑的公共電網接入點，電能可以是由電網流入建筑，也可以由建筑流向電網。相比獨立運行系統，并網運行可以不采用蓄電池和光伏控制器，但需要并網逆變器和防孤島運行系統。并網運行可以充分利用光伏電能，不會造成能量浪費，系統的固定成本比獨立運行系統小，使用壽命一般按25年設計，而獨立系統受制于蓄電池的使用壽命一般為10年左右，并網系統的運行維護成本也相對較低，目前并網技術已經成熟，建筑周邊的電網接入點較多，因此，在設計建筑光伏發電系統時，一般重點考慮并網運行方案。并網逆變器配置以太網通訊和RS-485接口，把數據傳輸到計算機上觀察、操作，監控系統應對下列參數進行監測和顯示：光伏陣列直流側的電壓和電流、交流側電壓和電流、當日發電量、實時發電功率、總發電量、太陽輻射量、環境溫度等系統參數、光伏組件溫度，減少的二氧化碳排放量和故障狀態等信息。

2.3 系統接線的設計方法

以并網運行系統為例，并網接入電網的方式有：專線接入和支線接入方式。在設計系統前應先統計光伏組件的總數，選擇串聯個數和總串數，根據串數選擇合適的光伏匯流箱型號和個數，組成光伏系統直流側的接線。為保證系統電壓穩定，每一串組件個數必須相同，而每個匯流箱接入的串數可以不同，要以節省匯流箱個數為原則進行分配。統一連接到室內直流配電柜，直流電壓接入光伏逆變器逆變后連接到公共電網中。并網型建筑光伏發電系統是典型的分布式電源，為保證并網后對公共電網的沖擊影響不超過限值，要求分布式電源的裝機容量不超過上一級變壓器容量的20%。

3 經濟效益分析

在設計建筑光伏系統時，經濟效益是衡量項目是否可行的一個重要指標，需提供經濟效益的評估表，確定投資回收周期和收益。建筑光伏系統輸出功率相對較小，一般而言，一個建筑光伏系統項目的容量在數千千瓦以內，相比集中式電站，免去了土地價格，降低了安裝費用和輸配電費用。建筑光伏系統項目在發電過程中，沒有噪聲，也不會對空氣和水產生污染，環保效益突出，因此，發電系統的外部效益同樣不可忽視。

光伏系統的實際收益為：壽命期內發電量上網的總收入加上政府補貼收入，扣除設備采購安裝費用和維護保養費用。每塊太陽能光伏組件年發電量W1為：

W1=■×？濁1×S×103 （1）

式中：E-安裝地點的年太陽輻射量，MJ/m2，根據氣象資料取值；η1-光伏組件能量轉換效率，%，根據樣本資料取值；S-光伏組件面積，m2。光伏系統年發電量W2為：

W2=W1×N×？濁2×？濁3 （2）

式中：N為系統中光伏組件的總數；η2為逆變器效率，%；η3為計入其他傳輸損耗加上光伏設備維修保養停運損耗的系統效率，%；《關于發揮價格杠桿作用促進光伏產業健康發展的通知》國家光伏上網補貼價為0.42元/kWh，期限為20年，各地還有不同的地方性補貼政策和電價，設計使用壽命內的總收益為：

式中：Pgt：光伏發電上網功率，kWh；Pct：光伏發電自發自用功率，kWh；Pg：國家補貼，元/kWh；Pl：地方性補貼，元/kWh；Pk：工商業或民用電價，元/kWh；Pc：脫硫燃煤電價，元/kWh；t1：國家補貼期內總時數，h；t2：地方性補貼期內總時數，h；t3：設計壽命期內總時數，h；R1：設備的平均損耗率，%；R2：平均供電可靠率，%；Ig：光伏發電系統的初始投資，元；Mei：光伏系統第i年的運行維護費用，元。隨著中國光伏產業鏈的完善和普及，光伏組件和光伏逆變器的價格不斷下降，安裝成本也逐步降低，電能不需要遠距離輸送，降低了網損，因此建筑光伏系統的投資回報率不斷提高，成為綠色建筑的一個重要應用技術。

4 案例

以上海地區一個綠色建筑示范工業園屋頂光伏系統的設計為例，選擇并網運行模式，可利用的屋頂面積約為5000m2，采用1496塊1.6m*1m的光伏組件，最大輸出功率為250W，裝機容量374kWp。22塊組件為一串，共68串，每12串接入同一個匯流箱，不同建筑之間不宜共用匯流箱，所以項目總計使用7個匯流箱。所有直流線路接入園區的配電間的直流配電柜內，采用一個550kVA的三相逆變器，滿載MPPT電壓范圍為450-850V，最大輸入電流為1200A。

光伏組件分別安裝在2個車間、1個辦公樓的屋頂以及停車場頂棚上，組件的安裝傾斜角度為25°。上海地區的年太陽輻射量約在4700MJ/m2[4]，則每塊太陽能光伏組件年發電量為421.2kWh，1496塊光伏組件的年發電量為630115kWh。逆變器平均效率為96%，其他傳輸損耗加上光伏設備維修保養停運的損耗，系統的效率按80%計算，光伏系統的年發電量可以達到500000kWh以上。根據《上海市可再生能源和新能源發展專項資金扶持辦法》，分布式光伏的“度電補貼”金額為工、商業用戶0.25元/kWh，補貼時間為5年，上海市的脫硫燃煤電價為0.4593元/kWh。《關于發揮價格杠桿作用促進光伏產業健康發展的通知》國家補貼為0.42元/kWh，期限為20年。本項目光伏組件設計使用壽命為25年，系統設計使用年限為25年。預計7～8年可收回投資，其余工作年份收入即為收益。

5 結束語

（1）光伏發電系統的設計需要遵循可靠性、合理性、經濟性的原則，既保證可以長期可靠運行，滿足預計的發電量需求，又以經濟合理的方式配置整個系統，以最小的投資達成設計的目標。系統設計可分為兩個階段，第一階段選型和布置光伏組件，確定直流側電能的參數。第二階段完成整個系統的設計，對系統中用到的電力電子設備選型，匹配第一階段設計的參數。

（2）總結了對光伏系統設計中重要設備的選型，在建筑光伏發電系統中，可按照預算投資和發電量需求選擇采用單晶硅或多晶硅光伏材料，計算出最優光伏組件串并聯組合。逆變器的選型需要根據光伏陣列的串并聯數，選擇最大電壓，最大電流和容量，而直流電壓輸入范圍需與MPPT控制器結合，范圍盡量寬。保護系統至少監測到每一串光伏組件的工作狀況，配置過流、過壓、雷電、浪涌等保護單元，并網運行需安裝防孤島運行保護。光伏組件的安裝和布置原則是盡量多地收集太陽能，同時考慮到電壓恒定和遮擋的問題。

（3）采用離網型式的光伏系統時，需要配置蓄電池和光伏控制器，能量利用率較低。而并網系統對并網條件要求較高，需配置相關繼電保護系統，雙向電能表和足夠容量的并網接入點。目前，并網設備已較為成熟，城市電網容量和規模越來越大，為追求更高的發電效率和經濟效益，優先考慮采用并網發電系統。

（4）目前光伏發電可以享受上網電價和政府補貼，一般7～10年可收回投資，其余十多年壽命期內的收入都是利潤，隨著光伏產業技術升級，市場擴大，設備的成本已大幅降低，即使補貼政策今后退出，光伏系統仍然可以盈利。合理地設計建筑光伏系統可以提高發電效率，減少能量損耗，提供更穩定可靠的電能，減少污染排放。

參考文獻

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[3]黃克亞，尤鳳翔，李文石.組合模糊控制技術與擾動觀察法提升光伏發電MPPT性能[J].測控技術，2012，31（7）：130-135.

篇6

關鍵詞：化學提純；　堿酸法；　氫氟酸法；　氯化焙燒法；物理法提純；　高溫法　；超高純石墨

中圖分類號：TQ127 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）01-0064-02

國際業內專家預言：“20世紀是硅的世紀，21世紀將是碳的世紀。”石墨在國民經濟中的地位越來越重要，對石墨的純度要求越來越高。

石墨提純就是采取有效的手段除去其中的雜質。石墨提純包括化學提純和物理法提純，化學提純有堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法；物理法提純有高溫法（又叫熱工法）。

1　化學提純

化學提純是利用強酸、強堿或其他化合物處理浮選石墨精礦，使其中的雜質溶解，然后洗滌，除去雜質。化學提純最終產品的固定碳含量可達99%以上。化學提純包括堿酸法、氫氟酸法和混酸法（氫氟酸-鹽酸-硫酸）、氯化焙燒法。

1.1　堿酸法

堿酸法是利用石墨中的雜質（硅酸鹽等）在500℃以上的高溫下與氫氧化鈉起反應，一部分生成溶于水的反應產物，被水浸出除去，另一些雜質，如鐵的氧化物等，在堿熔后用鹽酸中和，生成溶于水的氯化鐵等，通過洗滌而除去。

1.3　氯化焙燒法

氯化焙燒法是指將石墨在高溫和特定氣氛下焙燒，并通入氯氣，使石墨中雜質進行氯化反應，生成氣相或凝聚物的氯化物及絡合物（熔沸點較低）逸出，從而達到提純的目的。氯化焙燒法雖然具有低的焙燒溫度和較小的氯氣消耗量使石墨的生產成本有較大的降低，但因氯氣有毒，腐蝕性強，對設備操作要求較高，需要嚴格密封，對尾氣必須妥善處理，所以在一定程度上限制了其推廣應用。

2　物理法提純

高溫提純法是在高溫石墨化技術的基礎上發展而成的，高溫法能夠生產99.99%以上的超高純石墨。

該法生產超高純石墨主要受到以下幾點影響：一是石墨坩堝質量的優劣，石墨灰分含量高于石墨坩堝灰分，有利于石墨中灰分氣化逸出，否則石墨坩堝材料中逸出的灰分將會透過坩堝向較低濃度的待提純石墨材料擴散，造成石墨純化效果差；二是石墨化過程的升溫曲線，采用大電流升溫，石墨溫度很快升高，有利于石墨中的灰分氣化逸出；三是原料的粒徑，一般來說，粒徑越小，提純效果越好。由此可知，高溫法生產超高純石墨時，生產規模受到限制，電爐加熱技術要求嚴格，需隔絕空氣，否則石墨在熱空氣中升溫到450℃時就開始被氧化，溫度越高，石墨的損失就越大。

高溫法的最大優點是產品的含碳量極高，可達99.995%以上，缺點是須專門設計建造高溫爐，設備昂貴，一次性投資多，能耗大，高額的電費增加了生產成本。但是隨著國防、航天、超硬材料等行業的迅速發展，對超高純石墨產品的需求量越來越大，也促進了超高純石墨產品的工業化生產。

雞西浩市新能源材料有限公司已建成了年產5000噸超高純石墨生產線一條，實現了工業化生產。經國家級石墨檢驗中心檢測，該產品的主要質量指標固定碳含量達到99.99952%，技術達到國內先進水平。

國內外現有的石墨提純方法各有優缺點，隨著能源和環境問題的加劇，能耗高、污染大的提純方法逐步被取替，國內外高純石墨工藝正朝著節能、環保、高效、廉價的方向發展。未來高純度石墨消費的主要增長領域是高技術產業，如核工業、航空航天、光伏、半導體材料領域、鋰電池、燃料電池等領域。化學法與高溫物理法相結合的提純工藝方法，是高純度石墨提純工藝的發展方向。

參考文獻

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[5]　邱冠周，袁明亮，楊華明，等．礦物材料加工學[M]．長沙：中南大學出版社，2008．

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關鍵詞：企業技術進步 經濟增長方式轉變 相互關系

中圖分類號：F273.1 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2011）08-262-01

一、企業核心競爭力決定企業的發展

企業競爭力，是指企業擁有的知識和技能，通過資源配置生產產品以滿足社會市場需求而獲取超額收益的能力。核心競爭力是能使企業滿足客戶需求或為客戶帶來特殊利益的一種獨有技能或技術。由于企業核心競爭力能為消費者帶來特殊效用，因此，使企業在某一市場上長期具有競爭優勢。企業核心競爭力主要包括企業技術開發能力、戰略決策能力、市場營銷能力、組織協調能力、市場應變能力等。

隨著改革開放的逐步深入，我國企業面臨的市場環境將更加嚴峻。迎接這種挑戰的根本辦法是強化和提高企業核心競爭力。而目前我國多數企業缺乏自主創新的動力與機制，嚴重影響了企業核心競爭力的提升。主要表現：一是對市場反應不迅速，產品更新換代周期長。二是企業與科研院所聯合不緊密。三是企業內部科技創新機制乏力，企業普遍缺乏自主創新的動力與機制。四是提高競爭力的經費不足，企業的投資創新原動力不強，直接影響企業的產品創新能力。五是競爭的手段少，非價格競爭乏力。單靠價格競爭策略來拓展市場空間已不能適應目前的消費者的選擇心理要求，不了解用戶需求的多樣性，在一些淺面層次上開展競爭。六是無戰略經營意識，頻繁更換企業經營者，忙于應付具體的經營事務，不能從長期角度來駕馭企業，捕捉企業發展的增長點。因此，如何深入探討企業發展與企業核心競爭力的關系，技術進步如何影響企業核心競爭力的提升，便成為企業經營管理者必須深入思考的重要問題。

技術創新理論是經濟學家熊波特提出的。從上世紀80年代以來，技術創新理論研究進入了綜合性、實用性階段，促進了技術創新理論對技術創新實踐的指導，增強了技術創新理論的生命力。

技術創新要把握的原則：一是技術創新要以市場為導向。有些科研成果得不到推廣，不能變成現實生產力，不能占領市場，并不一定是科研成果不過硬、不成熟，而是當時當地市場不需要這種成果。二是技術創新的目標是取得市場的競爭力，尤其是國際市場競爭力。科技水平高，不一定市場競爭力強，因為決定競爭力的因素很多。技術創新除產品創新、工藝創新外，還包括與之相適應的組織創新、制度創新、管理創新等。三是技術創新必須依靠企業家，因為創新是生產要素的重新組合。企業家的職能就是組合多種生產要素轉為現實生產力。

二、麥克力公司在技術創新上的三步戰略

1.麥克力科技有限公司在企業技術創新方面邁出三大步：第一步是在低壓電器生產中堅持走產品專業化道路，奉行“質量第一”理念，開展產品質量系列認證。企業先后通過ISO9000質量保證體系認證和產品的3C認證、歐共體產品安全合格標志CE認證、電工產品國際質量標準KEMA認證、歐共體產品符合環境標準ROHS認證。嚴格按7S、六西格瑪、ISO14000要求不斷完善產品質量管理體系。

2.技術創新的第二步是不斷開發科技含量高的市場適銷對路的新產品，這是企業可持續發展的重要條件。因為隨著科技日益發展，產品壽命期大為縮短，不斷開發市場適銷對路的新產品，成為企業保持和增加市場占有率的重要條件。如2010年全年研發產品30項，完成25項，當年推向市場的新產品有3個，改型的有5個。公司還積極按客戶的要求不斷改進產品性能、結構和相關配置，公司以百分之百的努力，盡最大可能去滿足客戶任何一個細小的變動。新產品的增加和老產品的改型，擴大了客戶對產品配置的選擇空間，適應了市場上產品不斷更新的局面，留住了老客戶，吸引了新客戶，為公司發展奠定了更加堅實的基礎。集團公司旗下十多家公司和子公司涉足了高低壓電器的元器件及成套設備、電氣控制設備、消防電器設備、機械成套設備、采礦選礦產品、節能環保產品，集團公司擁有200多個系列1500多種規格產品，廣受客戶歡迎。

3.技術創新第三步是從一般的制造業轉向新興的高科技產業。在傳統能源越來越緊缺，已經威脅到人類生存和發展的現狀下，作為一個傳統產業的電氣產品生產企業，在新能源產業中必須要占有一席之地，只有轉型才能升級。為此，公司投資千萬元和教育部光伏系統研究中心聯合研制太陽能電站并網逆變系統，光伏網逆變器是目前國際領先的新能源應用產品，在低碳經濟、節能減排的大環境中有不可估量的市場前景。該合作項目可提高企業的技術創新能力，有效調動各種創新資源，改變企業的生產發展模式，使企業在產業發展的科技化、國際化和高度專業化的道路上邁出有決定性意義的步伐！

三、進一步健全完善技術創新的構架

1.強化技術創新的市場觀念。技術創新的關鍵是企業不斷開發出適銷對路的新產品，并在市場上實現技術創新的超額利潤，在市場競爭中立于不敗之地。因此，公司必須堅持科技與市場、科技與銷售、科技與生產的結合，技術創新與生產相結合，產學研相結合，長遠和近期開發相結合，從而實現技術創新的市場價值。這是企業開展技術創新必須堅持的重要指導思想。

2.建立有效的技術創新制度。制度是一個影響經濟增長的重要因素，制度是對人際互動的約束。企業要建立具有技術創新內在動力的新型制度，推進知識產權參與分配，對業績突出的技術骨干采用股權、期權等激勵方式；建立有利于技術創新的企業文化，營造崇尚創新、寬容失敗的文化氛圍；要通過技術入股、崗位工資和建立重大獎勵等多種分配形式，充分體現科技人員實現技術創新和技術進步的價值，最大限度地發揮他們的創新潛能和積極性。要形成以企業為主體、高等院校和科研機構廣泛參與、利益共享、風險共擔的產學研一體化創新機制；要明晰產權關系，變革企業治理結構，在企業制度創新與組織創新的同時提升企業的核心競爭力。

3.著力不斷提高技術創新能力。技術直接影響著資源使用效率，技術進步還提高了物質資本和人力資本投資的收益率，如果沒有技術進步，這些資源的收益率都會降為零，資本積累就會停止，所以說全部經濟增長都是以技術進步為基礎的。提高企業的技術創新能力，要建立和完善企業技術創新體系，包括增加科技投入和開展科技研發活動。

4.探索新的技術模式。根據技術創新的方法，人們將技術創新分為三種基本模式：自主創新模式、模仿創新模式和合作創新模式。這三種創新模式各有優缺點，采用這些模式也需要有不同的條件和要求。我國作為一個發展中大國，在選擇技術創新模式上既要尊重技術創新的一般規律，又要考慮我國的國情。在采取模仿創新和合作創新模式的同時，集中一定人力物力和財力有選擇地加強自主技術創新，不僅是占領國際競爭制高點、發展高新技術產業的需要，同時對我國企業增強核心競爭力，加速企業發展有著特殊的意義。

5.健全技術人才支撐體系。技術創新成功與否，從根本上說取決于人才。一是要建立全方位的人才吸引機制，要以體現人才價值、知識產權價值和科技成果價值為原則，鼓勵、吸引科技人員加入中小企業隊伍；二是建立多層次的教育培訓機制，充分利用現有的各種教育資源，開展對企業各層次人員的學歷教育、斷續教育和技術培訓，引導企業在職工教育和培訓中發揮重要作用，把企業辦成學習型企業，足額提供教育培訓經費；三是進一步搞好中小企業專業技術職務評聘工作，充分調動人才的積極性和創造性；四是建立配套完善的人才服務機制，加快失業保險、養老保險、醫療保險等社會保障體系的建立，解決人才的后顧之憂。

篇8

孫勤：福島核事故后，中國核電發展進入了一個調整期，應該說這是有利于核電發展的。

在此期間，我們不斷提高對核電發展的要求，也提高了核電發展技術和核電機組的本質安全性。這使核電能夠不斷適應社會經濟的發展。

這幾年的調整，應叫磨刀不誤砍柴工，對核電的發展還是有好處的。

賀禹：福島核事故后，我們國家沒有在真正意義上開啟核電建設。去年、前年均是在已批的廠址上開工了幾臺以前已核準的機組。

但這不是什么壞事，因為國家和民眾更加重視核安全。

經過福島核事故的經驗反饋，我們核電的安全發展水平會更高。停下來看一看、想一想，我們夠不夠安全，不是壞事兒。我們會按照最高的安全標準發展核電。

《財經》：中國風力發電規模已超過核電，太陽能發電的規模也在不斷增加。既如此，中國為什么還要發展核電？

孫勤：中國的能源從長遠說，煤炭還是主力。中國現在電力裝機70%是火電，在環境壓力下，傳統煤炭必須要向清潔煤發展，此外就是發展可再生能源與核能。

從中國整個能源結構來看，火電要受到限制，水電有一定的環境容量，太陽能、光伏能還受到一定技術制約，真正能夠大規模代替化石能源的，還是靠核電。

核電不排放二氧化碳、二氧化硫等有害氣體，從經濟性和環境友好性上來說，是比較現實的選擇。

2013年，中國非化石能源發電占到9.8%，在國際上這個比例還是比較低的，清潔能源需要進一步發展。未來我們再增加煤電的話，二氧化碳的排放以及霧霾會給環境帶來壓力。

在發展和環保方面進行平衡，核電比較現實。

賀禹：核電單機一般在百萬千瓦以上，運行穩定，利用小時可達每年8000小時，可以作為電網基荷運行，生產過程基本是零排放，改善環境的作用十分顯著。

中國目前已經建成的發電總裝機是12.4億千瓦，核電目前只有1000多萬千瓦，到2020年在建和在運的核電機組一共是8800萬千瓦，占發電總裝機的比例還是非常低。

2013年國內非化石發電僅占22.3%，在國際上這個比例還是比較低，清潔能源需要進一步發展。未來再增加煤電的話，環境壓力太大。綜合平衡看，核電最現實。

《財經》：民眾對于核電安全非常關注，中國的核電安全水平與世界同行相比究竟如何？

孫勤：中國的核電安全，不管從政府監管提出來的標準，還是企業的現實生產實施和保證條件，都在世界先進行列。

現在中核運行的十幾臺機組都加入了世界核電運行者協會。各項指標和措施都對世界開放，也接受社會監督。

我們真正要做到讓民眾放心，其實就是一條，要把核電機組的本質安全做到最高，讓核電站原則上不會發生重大安全事故。

或者說，哪怕萬一發生重大事故，也不會對廠外的公眾產生影響。最近，我們力推的第三代核電站在這方面有一個很大的提升，現在我們的水平，應說已能滿足當前核電安全穩定運行的這個標準。

賀禹：福島核事故后，國家對核安全非常重視，發展核電非常慎重。到現在為止，我們并未真正開啟核電建設，并沒有新的廠址開工。

現在國家核安全局對安全高度重視，在核電技術安全標準方面，確定的標準是最高的。

目前國內在建和在運營核電站的安全水平，在世界上處于領先位置。中廣核加入了世界核電運營者協會，每年的評比中我們有很多數據位居前列，受到了國際同行好評。

《財經》：關于中國的核電體制一直有很多討論，有人認為競爭好，有人認為統一好，何種體制適合中國核電的發展？

孫勤：國內核電企業應在政府的指導下，加強協調合作，建立市場開發秩序。

特別是當我們的競爭對手都是世界核工業巨頭時，“與狼共舞”就需要聯合起來。與其給外國人當伙計，不如我們中國人自己牽頭干。

同時，光靠企業的力量是不夠的。從國家層面應進一步加大組織協調力度。當前面臨的重要問題，是配套政策的“碎片化”。

如果能夠有一個平臺，根據“走出去”項目的需要，打包形成技術輸出、人才培訓、資金支持等方面的政策“集裝箱”和“拉桿箱”，將是對企業的有力支持。

賀禹：競爭和統一，我認為各有優缺點。大一統的體制在國際上有法國、俄羅斯、韓國等國家；把業主放開最好的例子是美國，但美國放開業主，不是說誰都能干核電，運營要交給專業化公司，而且只是放開投資。

我覺得中國核電業主目前的結構還是比較合適的，核電門檻還是要高一些，因為你需要承擔核安全的責任。但投資可以放開，由專業團隊來管理，這個沒有問題。我們大亞灣核電項目實際上就是合資的。香港中華電力參股25%。我們歡迎其他央企和私人來投資。

《財經》：中核和中廣核共同研制了三代核電技術“華龍一號”，此前國核技代表國家也從美國西屋引進了AP1000核電技術，現在這兩種技術之間是什么關系？

孫勤：國內建設以AP1000為主，華龍一號并不是要取代AP1000。AP1000首批四臺機組目前正在建設過程中，在工程得到驗證之后，AP1000可以推廣。

對于華龍一號，我們的定位主要是出口，在國內，華龍一號希望可以小批量建設。中核、中廣核各建兩臺，主要也是為了有利于出口。我們在技術上完成了華龍一號的設計，現在需要政府的認定。

賀禹：中國從美國西屋引進了AP1000核電技術，然后再消化、吸收、創新研發了CAP1400核電技術，這是主線。

目前國內的核電技術我認為是“一主一輔”，輔線就是國內兩家最大的核電集團中廣核和中核共同研制的華龍一號，這是具有完全自主知識產權的技術，安全標準上符合三代核電的要求，經濟性上有競爭力，代表著中國核工業發展30年的成果。

現在，中國的核電技術已經形成，再往下就要大力發展核電了。總理政府工作報告里面，提到“今年要開工一批水電核電項目”這個提法是此前很多年都沒有的，我非常贊成。

《財經》：未來10年至15年，兩大集團將向哪個方向發展？

孫勤：中核更重要的是發揮一個整體的體系優勢。中核更重要的是它的科技能力，我們能夠推出不同的新品牌、系列化品種，不單單有反應堆，還有燃料、環保和服務，發揮我們的整體優勢去占領市場，以科技創新引領核能全產業鏈布局。

未來，我們可能更多地跟“微笑理論”一樣，前端賣技術，后端賣服務，包括后處理、燃料元件，我們不一定去計較每一個廠址上的股權比例。核電當然要有利潤，但是核電標桿電價確定后，利潤可能更多要體現在軟的東西上面，比如技術水平、發電效率、管理和服務水平，所以我們發揮整個產業鏈的優勢來做這個有競爭力。

中核集團區別于其他企業重要的一點是軍民結合，我們要滿足軍的需要，又要滿足民的需求，兩者結合，互相促進。

通過科技創新，我們將推出一系列品牌，包括華龍一號、小堆等等，這是我們的體制優勢所在。

賀禹：中廣核現在將風電、太陽能發電和水電等非核新能源，也明確列為戰略發展方向，目前已經呈現規模效益、均衡發展的良好態勢。預計到明年，中廣核非核新能源在運裝機將達到1500萬千瓦左右，約占全集團在運裝機的41.6%。

不過，我們會始終堅持“以核電為主”的產業定位不動搖。發展核電，是國家賦予中廣核的使命，核電業務將始終是中廣核的核心支柱業務，是重中之重，在中廣核資源配置中處于最優先的地位。

非核新能源，定位為中廣核的新興成長業務，是中廣核產業發展的重要補充。

清潔能源產業的發展不會沖擊中廣核核電的核心支柱業務地位，也不會對核電的安全高效發展帶來影響。

《財經》：出口核電站，對一個國家在國際政治、經濟和國際形象等方面都有著重大影響，中核和中廣核對于核電出口的戰略規劃是什么？

孫勤：中核集團的核電走出去戰略在歐洲、美洲和亞洲都在積極推進，在非洲我們也做了一些工作。在阿根廷，雙方交流也比較深。

但阿方可能也在觀望，中國的華龍一號示范堆開始建設后，他們那邊才會放心一些。所以我們也希望國內盡快開建示范堆。

但不管怎樣，核電出口是一個長期工作，我們現在給目標國家培養人才，幫助他們搞一些小型的研究裝置，這些都屬于前期合作階段。核電走出去需要精耕細作，慢慢培養客戶。

賀禹：去年，在總理見證下，中廣核與羅馬尼亞簽訂了合作意向書，簽完之后我們有半年的談判時間。我們希望成為羅馬尼亞兩座核電站的總包和運營方。

另外在英國，中廣核參股了欣克利角項目，占比是20%，未來我們希望控股一個英國核電項目，這一點去年卡梅倫訪華時，已經做出了肯定的表態。在這個項目上，我們希望把華龍一號技術帶出去，把我們的核電設備帶出去。此外，在南非和土耳其的項目上我們也都在積極爭取。

中國核電發展至今30年，隊伍沒有斷，項目沒有停，這個過程中形成的設計隊伍、設備制造隊伍，從設計、施工到運營都達到了國際一流水平，這一點在國際上是得到認可的，我們是有實力的。

《財經》：通過日本福島核事故，老百姓對核電越來越了解，核電公眾溝通必須被擺在特別重要的位置。去年的江門事件很好地說明了這個問題，對此有何思考？

孫勤：對于江門事件，中核認真進行了反思，第一，今后的工作要做到科學論證，比如對燃料產業園的十大項、200多個指標要請專家論證。

第二，是要做到充分溝通。要做好公共關系工作，要形成長期系列化科普活動，范圍要廣、程度要深，潛移默化影響公眾，為公眾增信釋疑。在今后的社會穩定風險評估中，要考慮除本地區外范圍更廣的群眾影響。

第三，我們要慎重決策。項目征求意見要經過國家政府部門，要通過地方人大。核電的發展要進入到法治的程度，如核電、核設施等的選址等。

賀禹：今后中廣核要加大與媒體和公眾的溝通，以前我們也做了很多工作，去年通過微博和微信，召集網民參觀核電站等很多實踐。我們從組織架構上做了調整，專門成立了一個部門，來做媒體和公眾溝通，我們認為這非常重要。今年跟公眾溝通是我們的戰略焦點之一。

篇9

關鍵詞：智能電網信息工程；教學團隊；實踐改革

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2017）01-0017-02

DOI：10.16657/ki.issn1673-9132.2017.01.008

智能電網信息工程專業是依據國家發展戰略性新興產業而開設的新專業。如何把握該專業的特點來建設專業教學團隊，也是目前擁有該專業的高校迫切需要解決的問題。

一、專業特點與團隊建設思路

智能電網信息工程專業旨在培養具有扎實專業理論和技能，兼具較強電氣工程和信息工程的綜合素質，掌握電力系統通信技術、信息采集和處理的基本理論與技術，熟悉電力系統生產運行的規律與特點、智能電網的發展動態，可以在網絡化、信息化、智能化電氣系統領域從事生產制造、工程設計、系統分析、技術開發等方面工作的高級工程技術人才。其專業的特點在于以強電（電氣工程）為主， 以弱電（信息工程）為輔，強弱電相結合構造一個智能化的電網系統。

南京郵電大學智能電網信息工程專業教學團隊建設以專業特色為基礎，以專業強弱電核心課程及相關專業課為平臺，搭建教學團隊框架結構。目前已組建電力系統及其自動化、計算機控制與信息通信、電力電子與新能源發電三個教學團隊。電力系統及其自動化教學團隊主要完成電力系統分析、智能輸配電技術、電力系統自動化、繼電保護原理、電氣設備、智能電表與用戶需求管理等課程的教學。計算機控制與信息通信教學團隊主要完成通信原理、嵌入式系統及其應用、智能電網信息安全技術、DSP技術及其應用、計算機控制技術、計算機網絡等課程的教學。電力電子與新能源發電教學團隊主要完成電力電子技術、新能源發電技術、電力拖動自動控制系統、電氣控制與可編程控制器等課程的教學。專業三個團隊共擁有專任教師22人，其中教授5人，副教授8人，講師9人，所有專任教師均具有博士學歷，職稱分布也較為合理。

二、團隊建設方案

（一）培育團隊帶頭人，引領團隊前進

教學團隊帶頭人統管團隊的各項事務，在教學模式改革、團隊工作計劃制訂、內部經費使用、考核與評價成員等方面均具有相當的自。

本專業團隊帶頭人的培育采用外部引進和內部培養相結合的方式。外部引進可以快速有效地獲得團隊帶頭人。學校目前對高層次人才的引進大力支持，出臺了非常有吸引力的優惠政策。內部培養雖然速度較慢，但培養出的團隊帶頭人，對我校本專業的現狀更為了解，更容易對現有的不足提出改進措施。目前我校智能電網信息工程專業已擁有“長江學者特聘教授”領銜的，三級教授和四級教授分工合作的，具有國際化視野、教學和科研水平較高的團隊帶頭人隊伍。

（二）加強青年骨干教師培養

青年骨干教師是發揮團隊作用的核心力量。本專業教學團隊中的青年骨干教師采取以下培養措施：（1）新進校的青年教師必須參加學校組織的新教師崗前培訓主要對師德師風、學校教育規章制度、教育教學技巧及PPT制作等方面進行初步培訓。（2）實施助教制度，新進的博士教師雖然不需要經歷助教職稱階段，但必須跟隨資深主講教師聽課學習一年才有資格獨立講課。學院對助教一年的新教師組織試講聽課，試講合格者才允許獨立授課。（3）團隊教師每兩周進行一次教學例會，交流教學及科研方面的心得體會。例會內容形式多樣，如先進經驗報告交流、集體備課、青年教師一對一幫扶等。（4）團隊對青年教師定期進行聽課和評課活動，同時以座談會和問卷調查等方式獲得學生反饋意見，及時掌握青年教師的教學現狀，促進其教學質量的提高。（5）鼓勵青年教師出國進修。團隊支持教師積極申報國家、江蘇省和學校的出國留學基金，去國外著名高校做訪問學者，學習先進教學科研經驗，拓寬教學科研眼界。（6）鼓勵申報各級教改課題，申報精品課程建設、申報優秀教材建設，申報教學名師、教學標兵，積極推動一切與課程相關的關鍵項目改革。

（三）依托專業實驗平臺，進行科研反哺教學

目前智能電網信息工程專業已建成的實驗平臺有：國家級“網絡與控制虛擬仿真實驗教學中心”、 省級“智能電網信息工程綜合訓練中心”和“電機與電氣控制系統實驗室”。另外還有“新能源發電實驗室”等6個校級課程實驗室。

團隊積極引導并鼓勵團隊教師進實驗室，熟悉最新的實驗設備，優化原有實驗內容，適當減少演示性、驗證性實驗項目，增加綜合性、設計性實驗項目，大大提高了學生的動手實踐能力，保證了實踐教學質量和水平。同時結合教師個人研究方向的需要，努力開發新型實用的實驗項目，例如將光伏發電中最大功率點跟蹤控制的科研成果引入實驗，增加了實驗結果的對比性，使學生能清楚地認識到不同控制方法的優缺點。

三、團隊建設成果

經過近5年的團隊建設，團隊教師整體素質得到了明顯提升，教學成果豐碩。兩名教師獲得“江蘇省六大人才高峰計劃”。《學做合一、研創結合，自動化創新人才“閉環”培養模式研究與實踐》和《基于問題設計型引導式教育，構建嵌入式系統實踐創新人才培養體系》兩個項目獲得江蘇省教學成果一等獎，兩名教師獲得校授課大賽一等獎，一名教師獲校教學標兵稱號。電機學和電力電子技術兩門課程獲校精品課程。中國電力出版社出版十三五規劃教材一本“新能源發電與控制技術”。智能電網信息工程專業獲批“江蘇省十二五重點建設專業”，該專業的學士學位授予權也于2015年順利獲批。

四、結語

南京郵電大學智能電網信息工程專業教學團隊的建設是提高該專業教學質量的重要舉措，團隊建設依據智能電網信息工程專業的特點，緊緊圍繞專業培養目標開展實施。經過5年的發展，在師資隊伍、課程建設、實踐教學和教學改革等方面取得了一些成績，積累了一定的經驗，初步形成了自己的特色和優勢，為團隊的進一步發展奠定了良好的基礎。

參考文獻：

[1] 孫莉莉，雷永鋒，幸晉渝. 電氣信息類專業教學團隊建設與實踐[J]. 科技視界，2012（28）：63-64.

[2] 馮林，于麗英. 電氣信息類創新教育系列課程教學團隊的建設與實踐[J]. 中國電力教育，2011（199）：159-160.