太阳能发电技术论文范文

太阳能发电技术论文范文第1篇

关键词：太阳能发电绿色照明一体化

太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solarcells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑(照明)一体化"技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

1太阳能发电原理

太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。

1.1太阳能电源系统

太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。

(1)电池单元：

由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件(阵列)。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，就有"光生电流"流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。

理论研究表明，太阳能电池组件的峰值功率Pk，由当地的太阳平均辐射强度与末端的用电负荷(需电量)决定。

(2)电能储存单元：

太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间(发电时间)的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。

1.2控制器

控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式，使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。放电控制主要是指当电池缺电、系统故障，如电池开路或接反时切断开关。目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm，又能跟踪太阳移动参数的"向日葵"式控制器，将固定电池组件的效率提高了50%左右。

1.3DC-AC逆变器

逆变器按激励方式，可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流

电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照

明负载频率f，额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。

2太阳能发电系统的效率

在太阳能发电系统中，系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲，要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多，而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率，降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来，晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究，主要围绕着加大吸能面，如双面电池，减小反射；运用吸杂技术减小半导体材料的复合；电池超薄型化；改进理论，建立新模型；聚光电池等。几种太阳能电池的转换效率。

充分利用太阳能是绿色照明的重要内容之一。而真正意义上的绿色照明至少还包括：照明系统的高效率，高稳定性，高效节能的绿色光源等。

3.1发电--建筑照明一体化

目前成功地把太阳能组件和建筑构件加以整合，如太阳能屋面(顶)、墙壁及门窗等，实现了"光伏--建筑照明一体化(BIPV)"。1997年6月，美国宣布了以总统命名的"太阳能百万屋顶计划"，在2010年以前为100万座住宅实施太阳能发电系统。日本"新阳光计划"已在2000年以前将光伏建筑组件装机成本降到170～210日元/W，太阳能电池年产量达10MW，电池成本降到25～30日元/W。1999年5月14日，德国仅用一年两个月建成了全球首座零排放太阳能电池组件厂，完全用可再生能源提供电力，生产中不排放CO2。工厂的南墙面为约10m高的PV阵列玻璃幕墙，包括屋顶PV组件，整个工厂建筑装有575m2的太阳能电池组件，仅此可为该建筑提供三分之一以上的电能，其墙面和屋顶PV组件造型、色彩、建筑风格与建筑物的结合，与周围的自然环境的整合达到了十分完美的协调。该建筑另有约45kW容量，由以自然状态的菜子油作燃料的热电厂提供，经设计燃烧菜子油时产生的CO2与油菜生长所需的CO2基本平衡，是一座真正意义上的零排放工厂。BIPV还注重建筑装饰艺术方面的研究，在捷克由德国WIP公司和捷克合作，建成了世界第一面彩色PV幕墙。印度西孟加拉邦为一无电岛117家村民安装了12.5kW的BIPV。国内常州天合铝板幕墙制造有限公司研制成功一种"太阳房"，把发电、节能、环保、增值融于一房，成功地把光电技术与建筑技术结合起来，称为太阳能建筑系统(SPBS)，SPBS已于2000年9月20日通过专家论证。近日在上海浦东建成了国内首座太阳能--照明一体化的公厕，所有用电由屋顶太阳能电池提供。这将有力地推动太阳能建筑节能产业化与市场化的进程。

3.2绿色照明光源研究

绿色照明系统优化设计，要求低能耗下获得高的光效输出，并延长灯的使用寿命。因此DC-AC逆变器设计，应获得合理的灯丝预热时间和激励灯管的电压和电流波形。目前处在研究开发中的太阳能照明光源激励方式有四种典型电路：①自激推挽振荡电路，通过灯丝串联启辉器预热启动。该光源系统的主要参数是：输入电压DC＝12V，输出光效＞495Lm/支，灯管额定效率9W，有效寿命3200h,连续开启次数＞1000次。②自激推挽振荡(简单式)电路，该光源系统的主要参数是：输入电压DC＝12V，灯管功率9W，输出光效315Lm/支，连续启动次数＞1500次。③自激单管振荡电路，灯丝串联继电器预热启动方式。④自激单管振荡(简单式)电路等方式的高效节能绿色光源。

太阳能发电技术论文范文第2篇

关键词：光伏 技术管理 特点 问题 对策

1.引 言

1.1研究背景

进入21世纪以来，在资源有限和环保要求的双重制约下发展经济已成为人类实现可持续发展的一项重大挑战。其中，传统的化石能源所带来的环境污染、温室效应使得全球环境不断恶化。为了解决上述问题，科技的进步使得人类转向清洁能源的研究和应用，太阳能以其独特优势必将在本世纪得到长足发展。

近几年，中国江苏省出台了一系列推进太阳能光电技术研发应用的相关政策，将把无锡建设成世界级太阳能产业基地。如今，无锡的光伏产能产量已居全国首位。据统计，2010年无锡的太阳光伏企业电池产量2600MW左右，占全国产量的28%，全球产量的16%。

为了让使用太阳能发电更具吸引力，自2011年开始，中国政府对生产制造厂商提供保证价格。如今，中国光伏企业，尤其是无锡这一大型太阳能光伏产业基地目前面临美国出口重大压力以及欧洲市场的疲软不振，对转向国内市场的需求更为紧迫，而转战市场最大的挑战就是依靠技术进步来降低成本。因此，太阳能光伏企业的技术管理变得尤为重要。

1.2 研究方法

本研究以中国太阳能光伏企业为研究对象，以中国太阳能光伏企业技术管理为研究重点，基于企业研发管理理论及技术组织管理等理论分析太阳能光伏产业技术管理所存在的问题进行研究。

根据太阳能光伏相关产品生产企业自身特点，结合中国本土及无锡本地情况，并参考有关文献资料、研究报告等理论著作，通过多种途径获取关于有利于太阳能光伏产业发展的理论性资料；利用理论与实际相结合的方法，对国内太阳能光伏企业的技术管理进行讨论。

1.3 研究意义

该研究针对中国，特别是无锡市太阳能光伏企业进行研究，并专门讨论太阳能光伏企业的技术管理相关问题，以适应经济大潮下的新型竞争形势。

无锡市太阳能光伏产业规模大、基础好，为中国太阳能光伏产业的发展提供了夯实的基础。在此基础上，本文意在通过进一步优化企业技术管理结构，使无锡太阳能光伏产业顺利度过艰难时期，完成企业技术管理结构的优化升级，力图使企业占据产业链的上游。

1.4 文献综述

财政部、科技部、国家能源局于2012年5月初公布了2012年金太阳示范项目目录。三部委确定2012年金太阳示范工程总规模为1709MW。

何丰伦、戴劲松等专家呼吁高度警惕新能源发展的五大误区，同时提出太阳能相关企业发展所要注意的问题；却秦在太阳能冬日物语中提出由于太阳能产业的高成本特点，要求企业改变商业模式或调整企业战略。

2009年全球光伏产业发展研究报告总结了2008 年全球光伏产业的总发展态势，同时预测了德国、美国、西班牙、日本以及中国今后的光伏产业发展趋势，并指出中国是潜在的光伏重要市场，2020 年中国太阳能光伏产业装机容量将超过日本。

2012年BP世界能源统计显示：2011年太阳能发电容量增长了73.3%，达到了自1996年的最快增长速度。总容量达到63.4 GW。产能在过去的5年增加近10倍。EuPD Research在《电网平价》一文中指出：若想使光伏行业真正获得竞争力，应将关注点由组件制造商转移至光伏价值链上的其他部分。

2.太阳能光伏技术的特点及其企业管理特点

2.1 太阳能光伏技术的特点

2.1.1 规格标准明确

太阳能光伏发电的关键设备有：太阳电池组件、太阳能储能设备、太阳能控制器、太阳能逆变器等。虽然随着技术进步太阳能光伏发电关键设备的标准将会不断完善，规格将会不断提高，但在当前的技术环境下，太阳能光伏发电关键设备的规格标准是很明确的，不会存在较大的争议。

2.1.2 专业性要求高

太阳能光伏发电组件设备的生产及装机应用涉及到物理、化学、计算机及气象等多领域技术的开发与应用，专业性极强。在太阳能光伏电站的设计中还需运用管理学中PEST环境分析法。因此，太阳能光伏企业既要支持每一领域的技术研究，又要完成各领域技术的有机融合，突破技术瓶颈，为企业赢得更大的经济效益，同时获得更大的社会效益。

2.1.3资源投入大

太阳能光伏发电站的建设需要大量的人力、物力、财力的投入。不论是太阳能光伏发电电站前对技术环境的分析，还是电站施工过程中和日常维护中技术工程的应用，都需要很大的资源投入。从一定程度上来说，太阳能光伏发电电站的建设是一项不可逆的工程，一旦投入各种资源，就必须将整个工程进行下去，否则之前的投入便不能收回。从另一方面来讲，电站设计之前的各项评估工作尤为重要。在技术环境评估中，需要分析国际、国家和地方技术标准和规范，如光伏并网接入规范、光伏系统技术标准等；光伏系统关键设备，如光伏设备满足项目的供给能力以及光伏设备对系统的影响等；具有国际合作基础条件的大型、超大型项目需要分析项目技术、原材料、人才、市场的国际化。

2.1.4 技术应用性强

在国内太阳能光伏发电技术领域中，所追求的是提高转化效率和降低生产成本两大方向。转化率的提高可以使太阳能资源的利用率提高，设备的使用效率提高，降低生产成本则可以为企业直接提供更多的收益。因此，领域内的技术进步可以迅速投入生产和建设进行检验，可行的技术将会创造更多的效益，推广之后将更有利于技术的进一步发展，如此良性循环，可不断推动太阳能光伏发电技术的进步。

2.2 光伏企业技术管理特点

2.2.1 研发环境要求高

太阳能光伏发电企业的技术产品研发属高技术产业研发领域，其产品研发技术提高受多方面因素影响。表2-3为运用空间面板计量模型的研究方法对研发技术影响各因素进行回归分析的结果：

2.2.2技术选择多样化

国外的太阳能光伏行业技术的发展是多样的，有晶体硅技术、非晶硅等其他技术。而在国内，晶体硅技术几乎占据垄断地位，并且各大晶体硅技术的厂家几乎全部是P型晶体硅技术这一分支，因此国内整个产业将来技术进步的方向选择上比较少。

例如，无锡尚德，南京中电等国内最早使用SE 技术的电池厂家，电池转化效率大大领先于行业中其他竞争对手。可以说，如果国内太阳能光伏发电设备生产企业能够拓展其技术发展分支，其竞争力将会大大提高。

2.2.3与企业所在产业链位置联系紧密

太阳能光伏企业的技术管理要与与企业所在的产业链位置相适应。从表2-4可以看出我国太阳能光伏产业的两头在外中间在内的发展模式，根据图2-5光伏产业链各环节资源需求情况，我国太阳能光伏企业的技术管理应向硅材料提纯、硅片生产倾斜。

国内第一大的晶体硅太阳能电池制造商无锡尚德通过并购的方式实现了产业链的垂直整合，这也一定程度上证明了产业链低端企业没有技术外泄的后顾之忧，为提高自身技术水平可以适当向产业链高端攀登。

2.2.4产品市场定位较单一

以当前的技术水平来看，同时基于成本的考虑，太阳能光伏产品只能用于独立光伏电站、风光（柴）互补电站等光伏电站及航空航天领域。随着技术的不断提高，太阳能光伏产品可能还会应用在交通、通信、石油、海洋、气象、汽车、家庭电源等领域。

3.国内光伏企业技术管理存在的问题

3.1人才资源缺乏

3.1.1光伏企业运作风险大对人才发展极其不利

光伏企业投资大，由于市场需求不确定性等一系列经营风险，光伏企业运作的风险、融资等成本会高于一般企业。这使得大部分光伏企业无法提供优厚的薪资福利来吸引人才，更难留住人才。

3.1.2光伏企业大部分处于创业阶段，缺乏留住人才的企业文化

无锡市光伏企业大都处于初创阶段，且科研与管理团队大部分来自海外，包括国际知名科学家、技术开发工程师等组建的精英技术研发团队等，本土优秀光伏人才未必受到重用，不利于留住和培养人才。

3.1.3高端人才缺乏，缺乏相关培养机制

光伏电专业人才紧缺，是无锡光伏产业快速发展的瓶颈问题之一。许多企业除了一名主要创业者（总经理）外，连招聘一个同类专业的帮手都相当困难。另外，在无锡高校普遍没有开设光伏电专业。

3.2 研发周期长

太阳能光伏发电产品属知识、技术和劳动密集型产品，其生产组织形式多样，所需的研发周期较长。而太阳能光伏产品因光伏发电项目类型多、技术要求高、光伏发电项目周期长、以客户需求为驱动、知识继承度低、信息处理方法复杂等特点而使得太阳能光伏发电产品研发周期较长。

3.3 研发环境较差

资金是进行光伏发电产品研发的前提和基础。政府和企业是两个最主要的科技资金来源。一些企业也从收益中抽出一部分投入到自己的研发机构中，但是由于光伏产品研发的高风险， 政府对太阳能光伏产品生产企业研发拨款所占份额较低，这也给企业筹集资金造成很大的困难。

中国在世界光伏发电制造领域占据着极其重要的地位。中国的光伏发电制造企业的规模，如无锡尚德，在世界同行业企业中名列前茅。然而由于国内企业基本采用引进技术、引进设备、引进原材料，产品绝大部分出口国外，属典型的“两头在外"式生产。国际上许多大型企业都会将越来越多的资本投放到这一新能源产业中来，这对我国光伏制造企业来讲既是机遇，也是挑战。行业内大部分企业在没有建立完善的产品开发体系，也没有开展有效的产品开发活动，生产技术严重落后，技术研发环境较差，核心竞争力严重不足。

3.4 技术转化率小

太阳能硅电池的主要原料――多晶硅材料的提纯属于高技术高产业投资环节，而我国的技术能力有限，硅提纯产业门槛相对较高，生产晶体硅的企业属于少数，并且技术落后于国外，差距很大。在技术水平有限的情况下，由于对太阳能光伏发电产品应用的投入非常大，新技术的应用风险很大，新技术转化为生产力的比率非常小，因此只有非常成熟的技术才可能在实际生产得到应用。

4.国内光伏企业技术管理对策

4.1 大力培养太阳能光伏高级人才

4.1.1加强人才引进与培养

充分挖掘国内人才资源，根据产业发展的特点，建立一套行之有效的人才激励机制，大力引进国际顶尖光伏人才，巩固技术带头人和高级管理人才队伍，稳定技术骨干与管理人员以及关键岗位工人。通过职业教育、继续教育和岗位培训等多种形式，多方位培养技术与经营管理人才，为光伏产业发展提供强有力的智力支撑。

4.1.2整合教育资源，打造光伏产业人才培养基地

鼓励高校开设光伏电专业，鼓励大学院所与企业联合培养光伏等新能源高级人才，支持企业建立光伏等新能源教学实习基地和博士后流动站，调整专业结构，构建光伏产业人才培养体系，打造光伏产业人才培养基地，为国内，特别是世界级光伏产业基地――无锡提供源源不断的优秀光伏人才。

4.1.3政策支持光伏高端人才发展

对光伏电企业是否能尽快列入国家和省级高新技术企业，企业的领军人是否能申报列入“国家”和“省”，都需要政府予以适当的政策倾斜。同时，既要为高层次人才提供创新创业环境，也要解决一般人才实际困难，实现人才服务的全覆盖。

4.2 优化产品技术研发环境

国内太阳能光伏企业在研发技术实力较弱的情况下， 应选择产学研合作的创新模式。高校和科研院所可以培养大量学科及综合高级人才， 适合开展基础科学研究和结合产业中关键技术进行攻关。其中， 基础研究是高校的优势所在， 对光伏发电产品的开发有重要的支持和先导作用。而企业拥有对于市场准确的把握， 可以对研发项目的市场前景做出较为准确的评价和判断。其次，通过建立信息沟通渠道， 加快建立光伏产业商情信息网络， 科研单位和企业通过参加贸易展销会、洽谈会、贸易团出访、接待来访等机会获得市场信息。

4.3 鼓励技术创新，提高技术转化率

企业的技术创新可以从企业文化入手。国内光伏企业应建立以技术创新为核心，统一在技术创新指导思想和经营哲学之下的企业文化，为企业管理人员和技术人员提供共同方向的意识精神和日常行为的指导方针。

企业可建立管理技术创新与转化的专门小组，一方面可以有效激励技术创新，另一方面对新技术进行产权保护，并加快新技术进行实际检验后投入产品生产环节。

5.结论

太阳能光伏产业作为一项新兴产业，具有发展其他能源产业所不可比拟的优势，一方面可以解决能源短缺问题并缓解使用化石燃料对环境的污染，另一方面可以促进光伏技术的发展，为产业地来更大的经济效益。因此，本文对我国的光伏产业技术管理特点作了介绍，了解现阶段我国光伏产业发展中技术管理的相关问题，弄清问题所在及应对方法。

我国的光伏产业发展因金融危机爆发受到了很大的冲击，究其原因还是因为技术水平有限，仅靠劳动密集型光伏产品的大量出口而获利。随着国家政策的关注，会有利于新能源发展的举措出台，由国家的政策保障，企业与高校的结合培养高技术人才，资金、技术、人才问题便能够解决，我国太阳能光伏企业一定会通过提高自身技术，优化技术管理而摆脱窘境，获得更大的经济效益。希望本文可以为中国太阳能光伏企业的发展提供参考。

注：本文部分研究成果来源于江南大学大学生创新训练计划项目。（项目编号：20122217）。

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太阳能发电技术论文范文第3篇

关键词：太阳能；光伏发电；课程改革

中图分类号：TM615 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）49-0131-02

面临21世纪能源短缺和环境问题，国家将新能源产业列入国家战略性新兴产业。北京市中长期科学和技术发展规划纲要（2008―2020）科技发展重点任务之一是新能源利用。2012年，财政部、科技部、国家能源局联合下发“金太阳”政策及“金屋顶”政策，两大政策均支持分布式光伏发电示范项目。太阳能是能源领域的新兴重点发展方向，开设太阳能发电技术课程对提高学生的就业机会，增强学生服务社会的能力有非常重要的作用。北京信息科技大学2012级培养计划将电气工程及其自动化专业特色定位于新能源及节能技术应用。新能源特色系列课程主要有《太阳能发电技术》等5门课，其中1门必修课，3门选修课及1门实践课，《太阳能发电技术》是必修课和重要特色课，要发挥特色课程的作用，非常有必要进行课程改革。

一、太阳能光伏发电技术课程改革的意义

目前，国家需要大量的光伏发电相关的技术型人才和研究型人才，人才缺口较大。北京市重视“太阳能”学科点建设和人才培养，建议有条件的院校建立太阳能培训试验中心，以培养一大批能胜任太阳能开发需要的中高级专业技术人才和管理人才。在此形势下，开设《太阳能发电技术》课程，讲述国内外太阳能光伏发电基本理论和基本概念，从实际应用和工程设计角度，分析装置、系统和应用，介绍太阳能光伏发电的最新技术、最新成果，为学生以后从事太阳能电池研究、光伏技术应用、光伏电站建设与管理，打下坚实的基础。加强《太阳能发电技术》课程改革，对培养学生的专业素质，提高学生学习专业课的能力，增强学生的就业机会，提高学生服务于社会的能力具有十分重要的作用。《太阳能光伏发电技术》共计32学时，其中讲课24学时，实验8学时。该课程属于专业课，必修课。本课程教学目的是使学生掌握太阳能光伏发电的基本理论和方法。通过对该门课程的学习，使学生了解太阳能资源的状况，理解太阳能光伏发电的基本原理及系统的构成，掌握光伏电池、蓄电池、充放电控制器、逆变器及相关电力电子变换电路的工作原理及控制方法，熟悉最大功率跟踪的概念及常用算法，最后介绍典型小光伏发电系统的设计。

二、太阳能光伏发电技术课程存在的问题

1.教材问题。太阳能光伏发电技术的实际应用越来越多，需要大量的应用技术型人才和研究型人才，但人才培养需要有针对性的教材和相关的参考书。太阳能光伏发电技术是近年来发展迅速的一门新技术，其知识内容更新速度非常快。目前这方面的书籍很多，但实用教材却很少，有些书针对光伏发电的某一点，过于专业，有些书只是简单的科普，多数不适合作高校教材。

2.实践教学问题。实验教学对工科学生掌握所学课程的内容，灵活运用所学知识去解决实际问题的方法至关重要，太阳能发电技术更是如此。目前太阳能光伏发电实训装置相对匮乏。国内有一两家教学仪器公司开发了太阳能光伏发电实训平台，价格昂贵，能开设的实验很少，且操作性差，对锻炼学生的手动实操能力帮助不大。

3.教学案例太少，教学案例建设薄弱。工程实践部门主要完成工程设计及施工，科研院所专注于技术提升与创新，能用于教学的工程案例资料很难查询，即使能找到少许资料，技术资料也不完备，缺乏演示行和可复制性。

三、太阳能光伏发电技术课程改革的主要内容

1.教材建设。本课程没有固定的教材，参考《太阳能光伏发电及其应用》、《太阳能光伏并网发电及其逆变控制》等章节内容，有些内容借鉴网上资源、科技文献的资源，经过加工整理，形成自编讲义。

2.教学内容更新。本课程内容丰富，涉及面广。涉及到光学、电工学、电力电子学、软件工程、单片机等基础知识，涵盖了供配电技术、自动控制原理等基本理论。既包含太阳能电池、蓄电池、逆变器、控制器等组成部分的基本原理，又有包含系统设计、应用、安装、检查与试验等基本技能；既包含电力电子变换电路及控制电路等硬件内容、也包含最大功率跟踪等软件内容。随着新技术新材料的出现，这些内容会不断更新，并将更新的内容添加到课堂上。

3.实验装置研制及实验内容更新。太阳能光伏发电实验平台主要由太阳能电池板、太阳能控制器、逆变器等组成，测试仪器主要用到万用表、电流表、功率仪、温度计、照度计、辐照计等仪表，能够进行太阳能电池板伏安特性实验、太阳能电池板不同入射角影响特性实验、太阳能电池板输出功率与负载特性实验、最大功率跟踪特性实验四个必做实验。该实验平台上还可以进行太阳能电池板开路电压和短路电流随光强变换实验、太阳能电池板暗特性曲线实验、太阳能电池串并联特性实验、太阳能电池板发电原理实验、太阳能控制器性能实验以及独立光伏发电系统实验凳选作实验。

4.教学方法改革。根据本课程的特点，上课时采用案例式教学、讨论式教学以及太阳能发电系统设计等实战教学。上课过程中，讲到一些基本理论后，举一些相关的、具有一定前沿性和趣味性的例子，加深对基础理论的理解，激发学生的学习兴趣。讲到太阳能最大功率跟踪时，可以找些太阳能最大功率跟踪的图片，视频。图片是单轴跟踪还是双轴跟踪？也可以让学生思考，除了这两种跟踪方式，还有没有别的跟踪方式？结合电力电子技术和单片机等课程，启发学生思考如何设计太阳能最大功率跟踪器。另外，在举例讲解时，也可以适当介绍本研究领域的最新动态和最新发展成果。教科书出版周期长，往往不能及时介绍学科最新、最有价值的学术成果。教师把最前沿技术引入课堂，不仅扩展了学生知识面，吸引学生学习兴趣，培养学生关注本学科发展的习惯，同时也了解学生的发展潜力，以便选拔学生。讨论式教学鼓励学生积极参加课堂讨论，帮助学生建立系统的知识结构，同时也锻炼学生的语言表达能力，将学习过程转变为师生共同学习、共同探索提高的过程。太阳能发电系统设计等实战教学是为某地区设计一套10kw太阳能光伏发电系统，要求列出当地的太阳能资源状况，光伏板的性能参数、连接方式、倾斜角，控制器的主要功能及实现功能的方案，逆变器工作原理及逆变电路，蓄电池容量等，最后给出系统的经济预算及经济效益评价。

5.学生开放实验。开放实验是以学生为主体的创新性实验，能够调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，逐渐掌握思考问题、解决问题的方法，提高其创新实践的能力。每年选拔对太阳能光伏发电技术有浓厚兴趣的学生参加。在兴趣驱动下，在导师指导下完成实验过程，参与计划项目的学生要自主设计实验、自主完成实验、自主管理实验。先后完成太阳能节能洒水控制系统设计、太阳能多功能休闲椅控制系统设计、基于太阳能的教室灯光节能控制系统、太阳能智能温湿度控制器等开放实验项目。

6.教师队伍建设。“教师有一桶水，才能给学生一杯水”，说的是教师要有丰富的知识，练就一身过硬的功夫，才能把课上好。教师要不断学习，提高自身的素质和储备知识，特别是科学知识迅速发展的今天，学生获取知识的途径很多，知识面较宽广，对教师的要求也就越来越高，这就需要老师要不断的扩展自身的业务水平，提高业务素质，才能在讲台上站稳。近年来，电气工程系每年都派老师参加教学能力提高项目、国内访问学者项目，到重点大学进行进修学习、交流，每年参加教学会议。通过与国内高校教师的交流学习，找到了差距，少走了弯路，增强了信心，锻炼了沟通交流能力，更加注重团结协作，主动参与社会活动，勇于承担责任。通过交流与合作能获得心理支持，共同分享成功，分担问题；通过交流与合作获取教学信息和灵感，产生新的想法；教师在合作过程中，潜移默化地影响着学生，用无声的语言告诉学生合作很有益，教师也在身体力行他们所倡导的信念。课程组定期组织教研活动，就教材、实验内容、授课内容、考核方式、教学方法和手段等问题进行探讨。

四、结论

《太阳能光伏发电技术》是近年来发展起来的一门新课程，没有现成的经验可以借鉴，本着多学习多探索的原则，本文从教材建设、教学内容选择及更新、实验装置设计及实验内容更新、教学方法改革、开设开放实验、教师队伍建设等方面进行了改革初探，并将这些改革应用到电气工程教学实践中，收到了良好的效果。

参考文献：

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太阳能发电技术论文范文第4篇

>> 中国太阳能光伏发电产业的现状、问题及对策分析 家用太阳能光伏发电系统的研究 太阳能光伏发电技术的应用现状及应用研究 太阳能光伏发电技术的应用现状与发展趋势 当前我国太阳能光伏发电的应用现状与趋势分析 浦江太阳能光伏产业发展的问题识别与对策研究 太阳能光伏发电技术研究评述 太阳能光伏发电应用现状与发展趋势 太阳能光伏发电发展现状与前景 对太阳能光伏发电系统独立储能单元的设计研究 太阳能光伏发电系统的控制问题研究 基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计 太阳能光伏发电量预报方法的研究与发展 山东太阳能光伏产业发展现状及对策建议 太阳能光伏发电技术应用中的相关问题刍议 太阳能光伏发电技术应用中的相关问题探讨 浅析我国太阳能光伏发电的法律问题 太阳能光伏发电存在的问题及促进措施 探讨太阳能光伏发电在照明系统中的应用问题 新新产业太阳能光伏组件封装设备制造现状研究x 常见问题解答 当前所在位置：.

[3]袁婉玲.危机中见机遇 太阳能光伏产业正和时宜[J].无线电技术,428.

[4]我国太阳能光伏产业的近期进展、挑战和政策建议[J].宏观经济研究,2009,(2).

[5]刘慧芬,史占中.我国发展太阳能产业政策刍议[J].科学技术与工程,2008,8(22).

[6]李晓刚.中国光伏产业发展战略研究[D].吉林大学博士学位论文,2007.

太阳能发电技术论文范文第5篇

【关键词】太阳能；太阳能热发电；太阳能光伏发电

前言

太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的青睐，在人们生活、工作中有广泛的作用， 其中之一就是将太阳能转换为电能，太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸气，然后用来发电。太阳能这种取之不尽、用之不竭的可再生洁净能源越来越受到人类关注。开发利用太阳能，对于节约常规能源、保护自然环境、促进经济可持续发展具有极为重要的意义。随着全球能耗的不断上升及环境污染日益严重，太阳能的利用将成为人类持续生存和发展的重要手段之一，人类对其的探索和研究将更加积极，同时也预示着太阳能发电技术将在社会中扮演越来越重要的角色。我国太阳能资源丰富，太阳能发电产业前景广阔，新疆、、甘肃等地在未来必将成为我国新的能源基地。

一、关于太阳能发电技术概述

目前太阳能发电有两种方法：一种是将太阳能转换为热能，然后按常规方式发电，称为太阳能热发电；另一种是通过光电器件利用光生伏打原理将太阳能直接转换为电能，称为太阳能光伏发电。

1、太阳能热发电。太阳能热发电是将太阳辐射从面积上浓缩产生高温，从而再利用传统方式产生电能，因此该技术用于与热发电机相连来构成发电系统。太阳能热发电系统主要由集热系统、热传输系统、蓄热贮能系统、热机、发电机等组成。集热系统聚集太阳能之后，经过热传输系统将聚集的太阳能传给热机，由热机产生动力，带动发电机发电。 本系统按

太阳能采集方式即集热器类型的不同，可分为槽式系统、塔式系统、烟囱式系统、太阳池和碟式系统。

2、太阳能光伏发电。太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生伏打原理把太阳光能直接转化为电能的发电方式。太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、直流—交流逆变器和交流配电设备等组成。 太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其利用半导体的光伏效应把光能直接转换为电能， 送往蓄电池中存储起来或推动负载工作。 太阳能控制器控制着整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用，在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。蓄电池（组）是太阳能转换成电能后储存电能的装置。如果太阳能发电系统与交流电网并联运行（光伏并网发电）则太阳能光伏发电系统可以省去蓄电池部分，太阳能控制器和直流—交流逆变器合二为一，发电系统的投资最省，成本下降，同时还可以减少蓄电池对环境造成的影响。所以太阳能并网发电系统是今后光伏发电的主要形式。

3、太阳能发电的特点。太阳能发电具有以下优点：①太阳能资源普遍；②太阳能及电能是清洁能源；③太阳能资源丰富。 但也存在缺点：①太阳能能流密度低；②太阳能不稳定；③太阳能发电效率低、成本高。

二、我国太阳能发电技术的未来发展和应用问题分析

1、我国的太阳能资源。我国蕴藏着丰富的太阳能资源， 辐射总量在 3.3×10～8.4×106千焦/ （米2·年）之间。 全国 2/3 以上地区年日照时数大于 2000 小时。 、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均较高，属世界太阳能资源丰富地区之一。

2、我国太阳能发电技术的应用现状。我国在太阳能热发电领域取得了一系列的成果。 “六五”期间，建立了一套功率为 1kW 的太阳能塔式热发电模拟装置和一套功率为1kW 的平板式太阳能低温热发电模拟装置。 此外，我国还与美国合作设计并成功试制出功率为 5kW 的碟式太阳能发电装置样机。我国的光伏电池技术是从 20 世纪 60 年代时发展空间用太阳能电池开始起步的，地面用太阳能电池的生产是从 70 年代初期开始，主要的低成本技术及生产能力则是在 80 年代中期建立起来的，90 年代以来是我国光伏发电产业快速发展的时期，光伏组件生产能力逐年增强，成本不断降低，市场不断扩大，装机容量逐年增加，2006 年累计装机容量达 35MW，约占世界份额的 3%。 目前，我国的太阳能产业规模已位居世界第一，是全球重要的太阳能光伏电池生产国。目前国内大型的太阳能光伏生产企业有：无锡尚德、保定英利、新奥光伏、浙江中意、上海国飞、天津京瓷等。其中，新奥光伏生产的中国首块超大型 5.7m2双结硅基薄膜太阳能电池板， 具有生产成本低、耗能少、采光面积大、转换效率高、弱光发电好等突出特点，其中转换效率已达到 8%，属国际上同类产品中的较高水平。这种产品适用于大型电站、BIPV、车用充电站等多个领域，尤其是在大型电站应用中，5.7m2的超大尺寸可以大幅度降低电池组件的安装成本，进而降低系统发电成本。我国光伏用电的主要形式有以下三种：一是户用光伏系统：户用光伏系统和独立光伏电站是解决我国边远无电地区居民和社会用电问题的重要方式。 在河北保定，“中国光谷”正在蓬勃发展当中，具有代表意义的保定电谷锦江国际酒店，就是一个户用光伏系统的示范性建筑， 整栋大厦被太阳能电池板所覆盖，独立发电，满足大楼内生活、办公用电的需求。二是独立光伏电站：独立光伏电站具有质量稳定、维护方便、安全可靠等优点，适用于人口相对集中的无电县、乡、村。）三是并网光伏发电系统 ：对于联网的光伏发电系统，由于在电网覆盖的地区，光电应用成本太高，目前没有竞争力。 但是作为光伏发电未来应用的重要领域之一，预计并网光伏发电在未来10～20 年内将迅速发展起来。

3、我国太阳能发电产业的发展前景 。随着我国光伏技术产业的不断发展和完善，应用成本会不断下降，光伏市场将发生巨大的变化。我国光伏产业的技术水平有望进入世界先进行列。

三、结语

随着经济社会的不断发展和人们生活水平的日益提高，能源的需求量越来越大。 目前占主导地位的是化石能源，但由于其使用过程中可产生大量污染且具有不可再生性，因而人们一直在探寻新的清洁能源及可再生能源。其中最引人注目，开展研究工作最多，应用最广的就是太阳能。太阳能一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。 广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等；狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。本文在此谈论了一些自己的观点和看法，可供同行参考与借鉴。

参考文献：

[1]中国电工技术学会编. 电工高新技术丛书（第二分册）. 北京： 机械工业出版社. 2004

[2]廖葵， 龙新峰. 塔式太阳能热力发电技术进展. 广东电力. 2007

[3]李斌，李安定.太阳能热力发电技术.电力设备. 2004

太阳能发电技术论文范文第6篇

关键词：太阳能；光伏-光热集热器

Abstract: solar photovoltaic (pv) - solar-thermal technology combining photovoltaic and solar thermal utilization, reduce the operating temperature of the photovoltaic panels on one hand, to improve the efficiency; A certain temperature heat recycling on the other hand, comprehensive improve the solar-thermal conversion efficiency. With separate photovoltaic cells compared to normal solar collector, solar easier to achieve building integrated photovoltaic (pv) - solar-thermal technology, combined with a heat pump technologies such as the system can also realize the cooling, heating, heating water, etc, are potential comprehensive utilization of solar energy technology. Photovoltaic solar - thermal collector performance research were introduced in this paper the theoretical and experimental results, and its energy-saving design and application situation, summarize the technology development trend and problems to be solved recently, in order to further implement the engineering application of the technique and to provide the reference for popularization.

Key words: solar energy; Photovoltaic solar-thermal collectors

中图分类号：TK513文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1．前言

能源是影响各国经济和民生发展的主要因素。随着能源消耗的日益增加，世界日耗油量已达9×107桶[1]。至2025年，该数字预计将增至12.3×107桶[2]。众所周知，大量矿物燃料的消耗是造成环境污染的主要因素。矿物燃料的短缺和环境污染的日益恶化等问题都促使人们更加关注可再生能源的开发和利用，尤其太阳能相关技术的研发备受关注。太阳能的利用技术从能量转换方式可分为两大类：太阳能光热利用和太阳能光伏利用技术。从目前的研究不难看出：两种利用技术的转化效率并不理想，尤其太阳能光伏发电效率相对较低。太阳能光热和光伏技术的结合，即太阳能光伏-光热技术，可以一定程度上提高太阳能综合利用效率。

目前，太阳热能的利用占一次能源的0.5%，而太阳光伏能源仅有0.04%[3]。因此，太阳光热利用和太阳光伏利用技术均具有广泛发展空间。相比于较理想的太阳能光热转换效率，太阳能光伏利用的发电效率普遍较低，通常在15~20%内。为克服这点，研究者提出了太阳能光伏-光热技术，即集太阳能电池与太阳能集热器功能于一体，采用层压或胶粘技术将太阳能电池（或组件）与太阳能集热器结合起来组成太阳能光伏/光热集热器（photovoltaic-thermal collector，即PVT集热器）。PVT集热器一方面通过冷却太阳能光伏板使光伏效率提高，一方面得到一定温度的热量，并由气体或液体回收利用。因此，双功能的PVT集热器与独立的太阳热能或太阳光伏系统相比，具有较高的综合转换效率，其市场潜力有望高于两种单独利用的系统。本文主要介绍PVT集热器性能研究的理论和实验结果，简述该项技术新近发展趋势及亟待解决的问题。

2. PVT集热器的性能研究

有关PVT技术的理论及实验研究始于20世纪70年代中期。Wolf和Florschuetz等人[4]提出了PVT集热器的主要概念。PVT集热器按冷却流体不同分为PVT液体（水、制冷剂）集热器和PVT空气集热器，按介质流动方式分为自然循环和强迫循环；按有无盖板又分为盖板和无盖板；按结构形式不同分为平板型和聚光型P，按与建筑结合形式的不同分为独立式和建筑一体化式。1979年， Florschuetz最早采用修正过的Hottel-Whillier模型对PVT集热器进行了详细的理论分析。随后，Raghuraman和Mbewe等人分别针对平板型、聚光型PVT集热器展开相关研究。在80年代后期，针对各类PVT集热器的性能模拟及实验研究成为热点。研究表明：太阳能热利用介质的冷却效果使光伏电池效率明显改善，且液体冷却效果好于空气冷却。平板型PVT液体集热器系统的理论热效率通常在45-70%，而空气型在优化情况下可达55%。

选择合理的工作温度对设计高效的PVT集热器至关重要。工作温度对不同类型光伏电池的PVT集热器性能影响不同。应选用价格相对较低，发电效率相对较高，并且受工作温度影响较小的光伏电池。一般来说，随着工作温度的升高，光伏电池的发电效率呈线性降低趋势。由于较低的温度系数及其价格优势，在一定工作温度范围内，薄膜光伏电池更适用于PVT集热器。但是由于晶体硅太阳能电池的发电效率普遍高于薄膜电池，所以目前的PVT集热器大多采用晶体硅太阳能电池。然而随着高效薄膜光伏电池的出现，加之较低的温度系数，该类型的电池对PVT集热器将更具吸引力。除了工作温度，集热器部件的光学性能、冷却介质的质量流量、集热器的结构参数等都是影响PVT集热器性能的重要因素[5]。因此，为保障PVT集热器综合工作性能，应根据工作温度区间选择适合的光伏电池类型，准确设计各主要结构参数，同时保证合理的运行参数设置，包括热电输出比例、太阳能百分比等参数。

3. PVT 集热器节能设计及应用

太阳能在建筑上的应用最为有效的方法之一是采用太阳能建筑一体化。现阶段，太阳能建筑一体化主要有两种体现形式：一是光热建筑一体化，在建筑上安装太阳能热水器、采暖器等，将太阳能转化为热能再加以利用。二是光伏建筑一体化，即将太阳能光伏产品集成到建筑上，充分利用建筑外表面，安装多种光伏发电产品，所产生的电能或供自身使用或并网输送。“十二五”规划中指明：太阳能建筑一体化将成为必然趋势，相比于太阳能热利用一体化、太阳能光伏建筑一体化，PVT建筑一体化(即BIPVT)更容易实现。一方面，PVT集热器的安装容易实现建筑立面统一化，相比于分别安装光伏板和集热器的情况，更符合审美要求；一方面，BIPVT可实现多功能：即在满足用户冷、热负荷需求的同时，可明显降低建筑冷负荷。Anderson等人[17]将BIPVT应用于一新建建筑，研究中采用修正过的Hottel-Whillier模型对所建系统进行模拟，并通过实验测量验证其所建模型。研究发现：对系统热电转换效率有显著影响的主要设计参数包括：翅片效率，光伏板与其支撑结构间的导热性以及层压方法。他们还指出BIPVT若采用价格较低的材料制成，比如彩涂钢板，对其综合效率影响不大。此外，他们发现用PVT取代屋顶材料，比直接在屋顶安装的方式更经济，并且可以利用BIPVT后方建筑阁楼内空气的低速自然对流换热替代专设的隔热层。这种方法在一定程度上降低了BIPVT系统的成本，这对于该系统的推广应用非常重要。Davidsson等人研发了多功能PVT太阳能窗，如图所示。为降低系统的发电成本，设计中采用了倾动式的反射器将太阳辐射聚集到太阳能电池板，该反射器同时可有效控制进入建筑内的辐射总量，同时可明显降低建筑通过窗户的热损失。研究结果表明：与垂直安装的平板光伏模块相比，单位面积光伏板年均产电高出35%。

太阳能PVT窗

综上所述，PVT 集热器技术，尤其是BIPVT技术，是一种具有前景的太阳能利用技术。为进一步实现该技术的工程应用及推广，亟待解决的关键问题有两方面：一方面提高其综合转换效率；另一方面降低其成本。提高PVT 集热器的效率，从设计角度考虑，一方面需要保证其对太阳光谱的吸收性，即在提高太阳电池吸收率的同时, 还应尽量增加PVT集热器对太阳光谱长波辐射的吸收；另一方面是改善PVT 集热器部件的传热问题[5]。原材料选择方面，则趋向于采用温度系数低、价格便宜且高效的薄膜光伏电池。从应用角度考虑，需要根据不同用途选择适合的集热器形式。

4.结论与展望

随着我国工业化和城市化进程的不断加快，人们对居住环境要求的不断提高，能源短缺、环境污染等问题成为人们关注的焦点。中国的能源消耗仍以煤炭为主，约占总耗量的69.5%，全球平均消耗仅为28.6%。众所周知，煤炭消耗过程中释放的二氧化碳远远超过其他能源。因此，相比于其他国家，中国的节能与环境之间具有更直接的关联。

建筑能耗是各行业中的耗能大户，在我国已接近总能耗的30%，其中供热通风空调的能耗已达建筑能耗的65%，因此减少这类系统能耗对建筑节能至关重要。许多专业人士及政策制定者都在这方面做出了很大努力，其中，PVT 集热器的合理应用将成为行之有效的技术措施。如上所述，PVT技术仍是相对较新的技术，目前多数研究仍处于理论分析和实验阶段，实际工程应用中仍存在许多亟待解决的问题。为进一步推进该技术应用及产品商业化，一方面应提高系统综合转换效率，降低系统成本，另一方面，从应用角度出发，根据不同的用户需求选择合适的PVT集热器，对于PVT 集热器复合利用技术其研究重点有以下几方面：PVT集热器与建筑一体化的结构设计与优化问题； PVT复合系统的合理配置，运行模式和控制策略优化问题；PVT技术与其他可再生能源综合利用等问题。因此，PVT技术有待进一步深入研究，使其成为人们普遍接受的实用技术，充分发挥其节约能源和环境保护的作用，为“十二五”规划节能目标的实现提供动力。

参考文献

[1] /roll/20110211/3387588.shtml，2011-02-11.

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[3]“Renewables in global energy supply: an IEA facts sheet”, IEA/OECD; 2007.

太阳能发电技术论文范文第7篇

[关键词]新能源 发电特性 经济型 分析研究

中图分类号：TM619 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0192-01

1.前言

当代，随着社会的发展与人类的进步，生产生活中对高效环保的标准日益增高。而在电力行业，新能源革命正在进行。传统能源依靠资源有限的化石能源为主，最具代表性的有煤、石油、天然气[1]。

新能源l电包括：太阳能光伏发电技术、太阳能热发电技术、风力发电技术、生物质能发电技术、地热发电技术、潮汐能发电技术和燃料电池发电技术等，本文基于新能源发电特性从技术研发、成熟运用、维护保养、经济价值等方面综合论述，与传统发电行业对比分析其经济性。

2.新能源发电技术的现状

传统化石能源的超负荷开采与利用带来了资源枯竭、环境污染问题，严重威胁人类社会发展，违背可持续发展原则，所以新能源发电技术应运而生。

据不完全统计，2000-2015年，世界新能源发电装机容量（除水电外）共增长3.56倍。若包含水电在内，新能源发电共贡献世界发电量的21%;除水电外的新能源贡献了全球发电量的3.8%。其中，2000-2015年风电和太阳能共增长了14倍，为新能源发电量中增长最快。

2015年，全球光伏发电装机量排名第一的是德国，而美国在风电、地热、生物质发电等方面都处于全球领先地位[2]。

本领域中，我国在学习其他国家基础上取得了较大的进步，但与世界先进水平相比仍存在较大差距。2015年，我国电力拨款达3986亿元人民币，其中，新能源投资额比例占77.66%，规模上电力装机总量已经超欧洲先进国家。但与欧盟相比仍然低44.86%。2015年新增装机容量中，非化石燃料装机容量占35.84%，比欧洲国家低37.11%，发电量仅为27.5%，发展上存在区域发展不均衡，发电种类布局不合理等问题。而欧盟国家利用的新能源种类较多，技术较发达，成本得到有效控制所以发展均衡[3]。当前，我国新能源发展极不平衡的为水电，其发展较快，占新能源总量的80.36%。下步我国应及时调整发展结构，在引进欧美技术同时加大对电力远距离输送、储蓄电技术、电力并网与调配技术的发展。为下一阶段的新能源发电大规模运用做足准备[4]。

3.新能源发电特性与并网技术分析

风力发电和太阳能发电受季节、天气等因素影响目前这两种新能源在实际中利用较多，所以应分析这两种新能源发电的动态输出特性并建立相应的输出特性模型，针对不同区域实例分析其全年的出力变化和光伏电站并网后对峰谷差的影响。

风的移动过程中，具有动能与势能的双重变化。在一定时间和空间范围内，风速的变化具有随机性。风力发电机组能量来源于风的动能。不同地区的风速都存在易变性和不可控性，风力发电机组时刻都遭受到较大程度的扰动，这种扰动会影响机组本身和对与之相连的电力系统。而太阳能随着地球运行与太阳距离的变化而变化，加之天气影响与各地日照长度的不同。由统计结果可知，光伏电站每天出力时间集中在6点到19点，冬季出力时间短，夏季出力时间长[5]。

目前风力发电具有独立运行的离网运行电和接入电力系统并网运行两种方式。离网型风力发电与并网型风力发电相比其风力发电规模较小，其通过电能存储装置或者与其他发电技术相结合可以为没有电网的偏远地区供电。并网型风力发电是世界风力发电发展的主要方向，其发电容量较大，通常为几兆瓦到几百兆瓦，由于其与大电网相连，从而可以得到大电网的补偿和支撑，可以使风资源更加充分的开发和利用。随着风力发电技术的不断进步，风力发电的成本也在不断降低，在考虑环境效益等因素的情况下，风力发电在经济上具有很大的吸引力。

太阳能发电可分为太阳能热发电和太阳能光发电两大类。太阳能热发电系统主要由集热部分、传输部分、储热部分构成。根据聚光式系统的不同可以分为塔式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统以及碟式太阳能热发电系统。太阳能光伏发电并网系统主要由光伏电池模拟器、充电控制器、超级电容、蓄电池组、正弦波逆变器和系统监控部分组成。

4.提高光伏发电经济性的技术研究

首先太阳能光伏设备的成本过高。设备价格是影响光伏发电经济性的首要因素。具体表现在：提高技术进步，扩大生产规模降低单位成本，通过市场调查与企业经验增加工作效率提高实现产业链纵向一体化，实现市场准入机制，加大价格竞争杠杆。

太阳能光伏设备成本是影响太阳能光伏产业发展的决定性因素之一。只有有效地降低太阳能光伏发电的设备本才能提高太阳能光伏发电的市场竞争力。因此，国家应该加强太阳能光伏设备方面的技术研发投入，通过技术创新把太阳能光伏设备的成本降下来，这样光伏发电的大规模应用才有基础。另外，发展分布式太阳能系统也是提高太阳能光伏发电竞争力的一个方式。太阳能光伏发电的使用应该让消费者具有选择权。分布式太阳能光伏系统为更广大的电力消费者提供了一种可选择的替代能源，发展这一系统技术及相关网络技术，无疑将使太阳能得到更为广泛地利用[6]。

5.结论

对于风力发电，国家无需长期大量地对风力发电项目进行补贴，为了有效地降低风力发电成本应该进一步加强风力发电配套设施的建设与维护。对于太阳能光伏发电，太阳能光伏设备成本是影响太阳能光伏产业发展的决定性因素之一。只有有效地降低太阳能光伏发电的设备本才能提高太阳能光伏发电的市场竞争力。通过采用分布式太阳能光伏系统为将使太阳能得到更为广泛地利用。

传统化石能源的开采和利用将会带来资源枯竭与气候异常等问题，违背可持续发展原则。寻求可持续的清洁代替方案，成为能源工业的使命。清洁无污染的太阳能、风能等新能源具备可再生的特点，发展前景广阔。但任何技术的发展成本与经济性最为关键，未来只有当新能源与可再生能源在价格上能与传统能源匹敌才能具备住够市场竞争力，这需要能源政策、技术进步的支持。所以经济可行的的能源发展战略才能真正引发能源革命的高潮。

参考文献

[1]李剑平.新能源发电的特性及经济性分析[J].中国科技纵横，2015（21）：9-9.

[2]赵宇思，吴林林，宋玮，等.新能源发电系统运行特性评价分析方法的研究综述[J]. 华北电力技术，2015（3）：18-24.

太阳能发电技术论文范文第8篇

关键词：自动控制 逆变电源 逆变控制

中图分类号：TM464 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0105-01

随着生态环境日益恶化，世界各国都努力寻找无污染并且可以持续利用的能源，不断开发新能源以遏制环境污染的加剧。太阳能作为新型的清洁能源尤其受到人们的重视，在太阳能利用中，一般家用太阳能照明设备或者大型的太阳能厂，都需要将直流电源交流电，因此光伏逆变电源的转化效率和对电网的安全由为重要。在光伏逆变电源中电能的转换分为三种：光热转换、光电转换、光化学转换；光伏逆变就属于其中的一个。光伏逆变电源的最终目的就是能够通过防腐电源将太阳能辐射转化为电能，能够对其操控和储能，光伏逆变电源中最重要的部分就是直交转换装置，光伏逆变电源在通信、农村和边缘地区照明等方面都有广泛的应用。自动化技术在光伏逆变电源的制造、逆变电源的控制、理论应用等方面都取得了长足的发展，本文从以上几个方面阐述自动控制技术在光伏逆变电源中的应用进行比较系统的阐述。

1 逆变电源中的自动控制技术

光伏逆变电源必须具有较高的效率和安全的可靠性，由于太阳光度的大小会随着太阳角度的变化、天气状况的变化而变化，产生的电能大小也会随之发生变化，并且随着电源电池的老化输出终端电压也会发生波动，因此光伏电源处理的电压能力必须具有较宽的适应范围。在这个不断变化和外来影响的情况下需要采用自动控制技术对整个电流、电压实时监测和调整，使得输出的电压能够保证在需求范围内。例如大型的太阳能发电厂发需要实现光伏电源的并网逆变，即将发出的直流电源转化为可以入电网的交流电，电网的运行必须具有安全性和可靠性，由于太阳能输出的不稳定性可能会对整个电网的稳定运行带来致命的冲击，因此我们可以在逆变电源中加装单片机等自动控制方法对电源的整个状态进行监控和调整，达到并网的目的。随着电力电子和自动控制技术的快速发展，光伏逆变电源制造朝着智能化、全数字化、网络化的方向发展，光伏逆变电源的自动控制策略能够实现各种控制功能，不需要变更硬件的电路，只需要修改单片机等相应的软件参数即可，这大大缩短了研发的周期，而且可以应用一些新型的复杂的应用策略，这给光伏逆变电源进一步发展提供了基础，并最终保证可靠性高的大规模光伏逆变电源并联运行。

2 对光伏逆变电源的控制应用

对逆变电源的控制应用是指在已经制造的光伏逆变电源的基础上，应用自动控制技术对光伏逆变进行自动控制操作。随着光伏逆变电源的功能的衰退或者其他原因导致光伏电源本身的控制系统不能很好进行自动控制操作，或者需要对原有的光伏逆变电源进行管理升级，因此就需要在已经运行的光伏逆变电源进行自动化改造或升级，特别大型的太阳能发电厂对的光伏电源的自动化控制更为重要。目前工业控制计算机技术在光伏逆变电源中的应用研究已经被重视，将工业控制的自动化技术引入光伏逆变电源的控制能够对光伏逆变电池进行最大功率点跟踪和控制，是光伏逆变电池能够最大功率的的将太阳能转化为电能。因此采用工业控制计算机技术能够很好的使用光伏逆变并网控制的需要。在光伏逆变电源控制中控制监测系统也充分应用可自动控制技术，监测系统通过工控计算机系统、环境数据监测和相关的数据软件，能够采集并记录相关运行数据，如电性能参数，设备状况和太阳辐射气象资料等，在执行操作中可以进行太阳能光伏逆变电源方阵的输出和跟踪控制。工控计算机还能对光伏逆变电源的故障进行自我保护，记录和保存故障信息发出故障报警信号，还可以实现远程监控功能。

3 自动控制理论在光伏逆变电源中的应用

对于自动控制理论在光伏逆变电源中应用，主要包含控制方法的研究、模糊控制理论等等。首先控制方法研究，在控制方法中随着大规模集成微电子技术的发展，专用的波形产生芯片和智能芯片逐步取代了小规模的元器件，这种方法有利于对波形的参数修改和完善，由此产生一系列的逆变控制方法，其中SPWM技术被广泛的运用。在智能的光伏逆变电源中，一般采用智能控制器和传感器，使光伏逆变电源充电和放电更合理，同时能够延长蓄电池的寿命，在信号处理的算法解决中采用相关的拓补结构，系统效率得以提高，满足电网的要求。其次模糊控制理论在光伏逆变电源中的应用，在光伏逆变电源并网中采用模糊控制理论，能够将参考电流和误差电流作为系统的参考控制量，运用较少的模糊控制参数，减少模糊判断的时间，具备更好是使用性能达到最佳的控制效果。再次是模数控制理论的应用，这种理论是采用模拟电路和数字电路混合的来实现逆变电源电压的同步、跟踪控制，基于这种理论可以选择合适的单片机和数模转换芯片，并应用电路给定电路结构，在大范围内对逆变电源进行细致的调解。这样有利于逆变电源并网的稳定运行，利用功能简单的单片机结合数模控制的方法构成数模控制系统，能够达到并网逆变的控制要求。最后是复合控制理论在光伏逆变电源中的应用。复合控制的方案就是把作用于系统外的动力学模型放入逆变电源的控制器，形成具有高精度反馈的逆变电源，这种控制理论也是基于内模原理的控制策略。在控制思想方面主要是给定一个周期的输出，并且波形发生变化在下一个周期产生影响，控制器通过给定相应的指令对反馈的信号进行修订和校正，并将此信号加载到原来的控制信号上同时对下一个信号进行畸变校正。当输入信号是零，复合控制还能够不断的对输出信号进行累加，保持输入波形的稳定。

参考文献

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[3] 周志敏太阳能光伏发电系统设汁与应用[M].北京：电子工业出版社，2010.

太阳能发电技术论文范文第9篇

关键词：农业建筑环境与能源工程；太阳能工程；课程建设；实践教学；创新实验；课程思政

1引言

农业建筑环境与能源工程作为农业工程领域下辖的七个二级学科之一，是我国发展现代化农业产业、推进乡村振兴的基础学科。由于专业的针对性不强、农业产业发展缓慢以及一些学生对从事农业领域工作的偏见，因此该专业较少有高校开办且均由农业类大学设立。随着传统化石能源危机和全球范围的环境问题、温室效应越发突出，以及“双碳”背景下农业现代化、农村城镇化和现代新农村建设战略的实施，该专业将在低碳化农业及“新能源+新农村”的建设进程中发挥决定性作用[1]。太阳能作为一种清洁环保的可再生能源（5%的太阳能相当于世界能源需求的50倍），将其应用于社会发展的各个领域是缓解甚至解决人类面临的能源危机的根本途径[2]。近年来，结合我国能源产业结构改革，太阳能光伏发电和光热利用得到了广泛推广，从而推动了相关产业的快速发展。因此，农业建筑环境与能源工程作为农业工程领域中与能源利用紧密相关的专业，设立太阳能工程课程对确保整个专业课程体系构建的完整性、合理性和科学性具有重要意义。本文结合农业建筑环境与能源工程专业人才培养目标和河南农业大学（以下简称我校）在农业工程领域的学科特色，对太阳能工程课程的内容设置、课程思政建设、课堂教学改革、课后创新实验建设及考核方式多样化等环节进行探讨，从而实现对现有课程的改造与提升，满足新时代的人才培养需求。

2太阳能工程课程教学存在的问题

（1）教材针对性弱。由于太阳能工程技术涉及学科众多，因此太阳能工程课程的教材选择要具有较强的针对性。目前有关太阳能利用技术的教材较多。根据培养目标的不同，有些教材主要围绕光伏发电技术而展开，有些教材则是针对光热发电技术来阐述，但已有的教材主要集中于太阳能在工业及高端制造业领域的应用，偏离了农业类大学课程建设和人才培养目标，因此缺乏适用于农业建筑环境与能源工程专业的优质教材。（2）课程实验设备匮乏。完善的配套课程实验不仅可以激发学生的学习兴趣，而且能够帮助学生理解并掌握课堂理论知识，培养学生解决实际工程问题的能力[3]。目前尚没有企业开发针对太阳能光热转换和光伏发电的课堂配套实验设备，已有的实验平台存在体积大、可移动性和操作性弱等问题，导致实验教学不能有效融入课堂教学过程。（3）辅助教学资源较少。辅助教学资源是指可以丰富和强化教学过程的各类素材，如工程案例影视介绍、系统运行原理动态解析、复杂仪器的分解等教程。目前缺乏太阳能应用于农业工程领域的教学资源，从线上线下可以查阅搜集到的可用素材非常有限，且大部分素材为企业产品的宣传视频，不适用于课堂教学。教师只能采用文字描述或静态图片加文字注释的模式进行教学，不能有效激发学生的学习兴趣，课堂活跃度较低。（4）考核形式单一。在义务教育阶段，主要采用传统的考试方式，通过试题来考查学生对知识点的掌握程度，偏重于对理论知识的考核。到了大学后亦是如此，考试内容教材化、考试题型标准化、考核方式单一化以及考试前“临时抱佛脚”的现象凸显[4]。特别是大学生在脱离了家长和教师的约束后，容易出现迟到、旷课、逃学等问题，严重者甚至出现大面积挂科、拿不到学位证书的情况。

3太阳能工程的课程建设

培养目标和知识点之间的关系是影响课程内容设置的两个主要因素。在培养目标方面，要满足社会的需求且形成专业特色。我校农业建筑环境与能源工程专业立足于农业大省河南，历经了近四十年的发展，成为部级特色专业，在农村清洁能源利用如农林废弃物资源化利用（制氢/沼气）、粮食干燥和太阳能利用等方面取得了一系列成果，开设的相关课程主要包括工程热力学、传热学、沼气工程、生物质能工程、节能原理、能源与环境、可再生能源、太阳能工程等。太阳能工程课程开设的目的是使学生理解太阳能利用对新农村建设和低碳农业生产的重要意义，用专业的理论和方法处理农村能源相关领域需求要素之间的关系，最终运用所学知识对农业工程领域太阳能利用工程进行合理科学的规划和设计，使学生成为绿色农业工程方面的建设者、低碳农业生产技术的开拓者，为我国新农村建设和“双碳”目标的实现贡献力量。在知识点之间的关系方面，由于太阳能工程课程涉及光学、传热学、热力学、材料学、电子学以及环境学、地理学等多种学科，因此需要科学合理地设计先导课程，使学生循序渐进地学习课程知识，避免教学过程出现知识点错乱穿插及重复讲授等问题。可以参考现有的太阳能利用相关优秀教材、专著以及结合我校农业建筑环境与能源工程专业特色，加工整理自编讲义。教学内容包含五部分：第一部分，对太阳能的概述。使学生了解太阳能的特点、资源分布、利用方式和现状、太阳辐射计算等，掌握太阳常数、大气质量和太阳辐照度等基本概念。第二部分，首先介绍太阳能光热转换原理，通过常见的太阳能集热系统，使学生掌握与太阳能有关的热传导问题如导热、对流换热和辐射换热等，然后介绍常见的集热器如平板式、真空管式、槽式、塔式集热器以及新型的菲涅尔式聚光集热器的结构和原理。第三部分，利用太阳能空调系统使学生掌握太阳能制冷的物理原理和常用方式，包括吸收式制冷、吸附式制冷及喷气压缩式制冷等，并能够通过工程热力学知识对常见的太阳能制冷系统进行优化设计及性能评价。第四部分，通过简单的太阳能光伏发电系统使学生掌握光伏发电系统的构成、原理以及光伏系统评价指标和评价方法，了解光伏发电系统的分类及制造。第五部分，介绍太阳能利用技术的具体应用实例，即太阳能复合系统在农村能源领域的应用，如农村家用太阳能光伏发电、供热与空调集合系统（光伏屋顶），农业建筑（新型太阳能生态农业大棚）一体化太阳能光伏光热技术系统[5]，太阳能光伏/光热耦合生物质的分布式能源系统等。结合具体的农业工程应用案例使学生了解太阳能热电冷联供系统的常用形式、系统设计方法和系统运行控制策略等。

4太阳能工程课程教学改革路径

4.1加强课程思政环节

高等教育是提高我国核心竞争力、实现中华民族伟大复兴的基础，其不仅致力于提高学生的知识水平，还肩负着培育学生的思想品德、引导学生树立正确的政治方向等职责。大学课堂是实施人才培养和落实立德树人的主战场，有效地把课堂知识讲授与思想政治工作有机结合起来是推动课程思政建设的关键[7-8]。太阳能工程作为新兴的可再生能源技术产业，与我国经济建设、社会发展、环境保护和资源可持续利用等息息相关。可以通过介绍行业内有着突出贡献的人物如获得2020年太阳能热利用科学技术杰出贡献奖的葛新石教授以及因发明渐变铝氮/铝太阳能选择性吸收涂层技术而取得太阳能热利用技术重大突破的殷志强教授，从而对学生进行爱国主义教育，培养学生的奉献精神。通过介绍光伏产业发展史上具有代表性的企业如隆基股份、天合光能和晶澳科技等突破国外技术封锁、实现“弯道超车”的故事，培养学生勇于挑战、攻坚克难的品质。合理挖掘各章节知识点所蕴含的思政元素，能够实现课堂知识能力和思政素养的双重培养。

4.2实施教学方法改革

太阳能工程作为一门工程类课程，是在学生掌握工程热力学、传热学、流体力学基本理论以及电工电子技术的基础上开展的。因此，太阳能工程课程不能像上述理论课程一样局限于书本，并过多地关注理论知识的讲解与推导，而应当更多地把多媒体教学和实验教学融入课堂教学中[9]。利用多媒体视频使学生了解国内外有关太阳能利用的工程案例，确保课堂声像俱佳，不仅可以激发学生的学习兴趣，而且可以有效帮助学生理解理论知识[10]。另外，太阳能技术发展迅速，特别是在光伏发电技术领域，因此可以结合最新的科研讲座视频开展相关的教学研究，使学生在习得知识的同时掌握最新的科研动态，从而激发学生的学习兴趣、拓展课堂教学的深度。虽然现有的太阳能工程课程设置了相应的实验环节，但是理论教学和实验教学基本上是分开的，即在学生在完成了相关理论知识的学习后，再进行统一的实验。因此，可以把简易的实验引入课堂教学中，或者把课堂教学搬到实验室进行，实现理论教学和实验教学的有效结合。

4.3更新实验装置及实验内容

实验教学是帮助学生将理论知识转化为实际应用的重要环节，对激发学生的学习兴趣、启发学生思考及解决实际应用问题、提高学生的创新实践能力具有重要意义[11]。一方面，可结合我校农业建筑环境与能源工程专业特色，搭建太阳能光伏光热耦合干燥器实验平台，通过光伏发电为整个干燥系统提供强制对流动力，提升干燥效率；另一方面，通过换热器对光伏板进行冷却，提升光伏发电效率，同时对进入干燥系统的冷风进行预热。通过该平台了解太阳入射角影响、太阳能电池板伏安特性、电池板温度与输出功率间的关系等[12]，并且可以实验探究太阳能电池板冷却特性如冷却介质、换热工况及换热器形式等因素的影响。筛选出对太阳能利用技术有浓厚兴趣的学生，指导其完成诸如新型太阳能生态农业大棚的设计、太阳能干燥系统与吸收式制冷系统耦合的限氧干燥装置设计、利用热管和相变储热技术的太阳能沼气发酵加热系统设计等农业工程领域的创新实验，鼓励学生参加全国大学生节能减排大赛、全国大学生农业建筑环境与能源工程相关专业创新创业竞赛，形成以研促学、以赛促学的创新教学模式。

4.4考核方式多样化

太阳能发电技术论文范文第10篇

关键词：建筑环境与能源应用工程；建筑节能；太阳能利用；课程建设

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）19-0222-02

随着能源与环境问题的日益严峻，“节能减排”已经成为国家发展战略的重要组成部分。“建筑环境与能源应用工程”专业在未来社会发展与建设中肩负历史使命，即要从可持续发展的观念出发，利用能源为人类提供生存和发展所必需的建筑环境，一方面要尽可能节约不可再生能源，另一方面要积极开发利用可再生的新能源。

一、课程开设的意义

目前建筑节能是公认的最有潜力和最有效的节能途径，建筑节能的本质是指在保证和提高建筑环境舒适性的前提下，通过合理的建筑用能规划和设计，推进科学用能、提高能源利用效率、降低用能成本。而各类建筑是利用太阳能等可再生能源的良好载体，如太阳能能够为建筑提供供暖、热水、自然采光、强化通风以及空调制冷和部分电力供应等[1]。太阳能作为清洁环保的可再生能源，已经成为我国节能减排目标的主力军，也是建筑环境可持续发展的重要内容。近年来，政府部门在太阳能技术应用方面给予了大力支持，同时由于巨大的市场需求，使太阳能行业目前以30%的速度扩张，这也导致相关专业人才需求量剧增[2]，而建环专业毕业学生在太阳能利用技术方面知识匮乏，已难以满足太阳能建筑规模利用的社会需求。在这样的社会背景下，建筑环境与能源应用工程专业必须肩负起历史的重任，抓住机遇，迎接挑战，引领本领域的创新。国内有多所高等院校的本科教学开设了太阳能利用技术方面的课程，如南京理工大学开设的公共选修课《太阳能的利用》，上海交通大学在热动专业和建环专业开设的《建筑节能与太阳能利用》课程，北方工业大学在建环专业开设的《太阳能利用》课程，安徽工业大学在热动专业开设的《太阳能基础与应用》课程，江苏大学在热动专业开设的《太阳能应用技术》课程，淮海工学院在新能源专业开设的《太阳能热利用技术》、《太阳能光伏发电》、《太阳能建筑一体化》等课程。上述院校中大多数是在热能与动力工程专业或新能源科学与工程专业开设的，而在建筑环境与能源应用工程专业开设的比较少，并且各个院校开设课程的内容及侧重点有较大差异。建筑环境与能源应用工程专业开设《太阳能利用与建筑节能》课程要根据专业特点，明确教学目标，优化教学内容，采用合理的教学方法。

二、课程目标

该课程教学目标遵循本专业人才培养定位原则来确定。首先，要满足社会的需求。太阳能作为近年来快速发展的行业，已经出现人才供应的严重短缺[3]。其次，适应学科发展。太阳能作为实现建筑能源结构可持续发展的重要内容，已经被多个专业关注，而且各个学科之间交叉、融合发展趋向越来越明显。最后，要具有专业特色。各院校要结合自己的地域特点及研究方向，具备自己的特色，以专业特色争取地位和影响。建筑环境与能源应用工程专业开设《太阳能利用与建筑节能》课程，目的是培养学生树立太阳能利用与建筑节能的基本思想，用正确的理论和方法处理气候、资源环境、建筑结构、用能设备以及室内环境需求要素间的关系，最终运用所学知识对特定的建筑太阳能系统进行综合设计和评价，使学生步入社会成为绿色建筑技术方面的倡导者，良好室内环境与健康生活技术的实现者，为国家可持续发展目标的实现做出应有的贡献。

三、教学内容与教学要求

《太阳能利用与建筑节能》课程针对太阳能及其在建筑中的利用方式，其教学内容主要包括三部分：第一部分，太阳能转换利用原理与方法。学生在了解太阳能利用优缺点的基础上，认识我国太阳能资源分布情况，掌握太阳能转换利用基本原理，了解太阳能转换技术途径和方法。掌握太阳辐射能、高度角、方位角等基本概念。学习太阳能光电转换和光化学转换的技术途径和常用设备，理解各类建筑是太阳能利用的良好载体，太阳能结合建筑规模化利用是实现建筑节能的重要手段。第二部分，太阳能光热利用技术。首先，“与建筑结合的太阳能热水系统”要求学生掌握太阳能集热器工作原理和常用集热循环系统方式，学习太阳能热水系统设计计算方法，了解太阳能集热系统性能监测和评估的原则。另外，“太阳能供热与空调系统”要求学生掌握利用太阳能集热器实现供热和空调过程的原理和常用太阳能供热、空调系统方式，包括主动式和被动式。学习太阳能采暖和空调评估以及设计方法，了解太阳能空调、供暖系统的具体应用实例。第三部分，建筑一体化太阳能发电与光伏光热技术。首先，要求学生掌握太阳能光伏发电常用建筑结合应用方式，学习太阳能光伏系统设计计算方法，了解太阳能光伏系统性能监测和评估的原则。另外，建筑一体化光伏光热技术（即BIPV/T）是一种具有广泛应用前景的太阳能综合利用技术与建筑节能方式。这一部分内容要求学生掌握太阳能热电联供系统的常用形式、系统设计方法，了解系统运行控制策略等。当然，太阳能在建筑中的应用还有自然采光、遮阳、通风、储能应用等技术，教学过程中可根据学时安排及学生掌握情况灵活处理。

四、教学方法

该课程采用理论教学与实践教学相结合的教学方法，教学全程加强节能减排理念的渗透与贯彻。首先，学生通过理论学习，初步掌握太阳能利用建筑系统的基本原理、一般设计方法及设备结构等知识。然后，开展实验及参观实习等实践教学环节，深入学习太阳能建筑供能系统的工作性能及运行操作等知识。另外，开设太阳能复合系统工程设计环节，使学生在实际解决工程问题过程中加强独立思考能力与实践能力。最后，鼓励学生参与国内外太阳能相关竞赛及教师所承担的科研项目，了解太阳能利用方向的科学前沿动态，勇于探索创新太阳能利用的新技术与新方法。通过上述系列教学过程及产学研相结合的方法，使学生掌握太阳能利用与建筑节能的基础知识，增强学生科学用能、提高能源利用效率、降低用能成本的节能环保意识，具备太阳能利用建筑节能系统设计、运行、维护管理的综合能力。

针对建环专业开设《太阳能利用与建筑节能》课程进行了探讨。结合专业发展简述了课程开设的意义与目标，介绍了课程教学内容与教学要求，探讨了教学方法。该课程将弥补本校建环专业在“太阳能利用与建筑节能”领域理论与实践教学的空白，也是对应用型创新人才培养体系的一个重要补充。

参考文献：

[1]仲敏波，吉恒松，宋新南.《太阳能利用》课程教学探讨[J].科技创新导报，2011，（28）：171.

太阳能发电技术论文范文第11篇

关键词 光伏专业；应用型本科；人才培养模式；校企合作

中图分类号 G648.2 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2012）26-0031-04

随着全球性常规能源（煤炭、石油、天然气等）供给的日益紧缺以及环境污染和气候变暖问题的日益严峻，开发新型替代能源已刻不容缓。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生新能源，太阳能光伏发电则是一种零排放且能够规模应用（独立发电及并网发电）的能源技术，其开发与利用越来越引起人们的重视。据欧盟联合研究中心预测[1]，太阳能光伏发电在21世纪将替代常规能源，而且将成为世界未来主要能源供应的主体，到本世纪末太阳能发电量将占全世界发电总量的70%。

近年来，我国光伏产业发展迅猛，自2007年起就一直位列世界光伏制造大国的首位。然而，与之不相适应的是光伏专业人才紧缺，尤其是从事实际光伏产品制造、光伏系统的使用和维护检修等生产应用领域的技能型人才非常匮乏。相关资料显示，2010年我国光伏产业产值超过3000亿元，从业人数超过30万人。预计未来3～5年，我国光伏产业年产能的增速有望超过35%。由此推算，国内光伏企业人才需求量巨大。

一、光伏专业及其人才培养现状

由于太阳能光伏发电是在2000年以后才得到世界各国的重视，太阳能光伏产业作为一个新兴产业在我国也是近几年才得到快速发展。因此，无论在国内还是国外，太阳能光伏专业都是一个全新的专业。目前，国外仅有澳大利亚的新南威尔士大学设立了专门的光伏与可再生能源工程学院，并开设了光伏与太阳能本科专业。国内少数重点大学（如上海交通大学、浙江大学、中山大学等）虽然成立了与光伏材料研究相关的研究所，但主要培养博士与硕士层次研究型人才。国内其他大学一般是在原有专业基础上设立太阳能光伏方向，如山东建筑大学在建筑学专业下设立太阳能建筑一体化方向，河北科技大学在应用物理专业下设立太阳能光伏方向，南昌大学在材料物理专业下设立光伏发电技术方向，江西科技学院在材料科学与工程专业下设立太阳能光伏工程方向，江西新余学院则专门开设了专科层次的光伏材料加工与应用技术专业。

与传统专业相比，目前我国应用型光伏专业开办时间比较短（普遍仅有2～3年时间），人才培养还处于摸索阶段。

二、“两平台+能力模块”人才培养模式概况

“两平台”是指在课程体系中设置通识教育课程和学科基础课程两个平台。“两平台”内设置的课程相对稳定，其作用主要是对学生进行基础知识教育、基本技能训练和基本应用能力培养。其中，通识教育课程平台由学校层面统一协调管理，注重科学教育与人文教育的融合，为学生奠定素质基础；而学科基础课程平台以专业所属院（系）管理为主，强调与专业交叉、融合，拓宽专业口径，以满足多个专业方向的需要。

“能力模块”是指在课程体系或实践教学环节中设置多个课程组合或实践教学环节组合，形成多个教学模块，其作用主要是对学生进行专业知识教育、专业技能训练和应用能力的培养。“能力模块”强调学生创新精神和实践能力的培养，以工程应用能力培养为主线，以加强实践教学环节为核心，注意与毕业设计紧密结合，设置系列专业方向课程或实践教学环节，注重解决实际问题的方法训练，提高学生的就业能力。“能力模块”属于专业教育内容，由专业所属院（系）设置并管理，以利于各院（系）根据自身的学科优势与专业特点设置“模块”并组织教学，其课程设置具有一定的灵活性与针对性，可以随社会需求进行相应调整。

三、基于“两平台+能力模块”的光伏专业应用型本科人才培养模式特色

以江西科技学院材料科学与工程（太阳能光伏工程方向）本科专业建设为例。

（一）人才培养目标定位

应用型本科院校培养的高级应用型人才既不同于综合性研究型大学所培养的理论型人才，也不同于职业性院校所培养的实用性技能人才。其不仅要掌握现代社会生产、建设与服务一线从事管理和直接操作的各种高级技能，还应具有将高新科技转化为生产力的能力，即具有设计和开发能力[2]。基于此，学校将光伏专业应用型本科人才培养目标定位为：立足于区域经济的行业发展，培养具备太阳能光伏工程方面知识和设计能力，具有创新精神和实践能力的一线高级应用型工程技术人才。

（二）课程体系设计

基于“两平台+能力模块”人才培养模式的要求，对光伏专业课程体系进行构建，如图1所示。

光伏专业应用型人才的能力包括社会能力、专业理论能力和专业技术能力三个方面。

社会能力的培养依托文化基础课程，包括英语、数学、计算机基础、物理、人文等课程，主要培养学生团队协作能力、良性竞争能力、职业道德能力、健康心理能力以及人际交往协调能力等。社会能力培养一般安排在第一学年。

专业理论能力的培养依托专业理论课程，包括概率论与数理统计、机械设计基础、工程力学及工程材料、电工电子基础及实习等课程，主要培养学生数据分析能力、机械加工设计能力以及电子电工基本操作能力，使学生具备良好的工程理论素养，为后续光伏专业技术能力的培养打好基础。专业理论能力培养一般安排在第二学年。

专业技术能力的培养依托专业技术课程，包括太阳能电池材料、硅片加工技术、材料物理导论、半导体物理学以及光伏发电系统的设计、施工及应用等课程，主要培养光伏材料制备能力、光伏电池加工能力、光伏电池性能检测能力和光伏系统设计及应用能力，具备这四大能力的光伏专业人才，可以在生产一线从事生产制造、设计、质量控制、产品检测及产品服务等工作。专业技术能力培养一般安排在第三、第四学年。

应用型本科课程教学强调将基础理论与专业理论有机结合，使学生“精专”与“博通”并举。因此，在理论课程知识方面强调“实基础”。所谓“实”，是指实在、实用，即基础理论知识以“必需、够用”为原则[3]。在课程内容上，从光伏产业需要的知识能力出发，对课程进行适当整合、精简处理。例如，可以对《材料物理导论》和《半导体物理学》中内容接近的部分进行整合，对教材中出现的大量不易理解的公式推导过程进行简化。创新教学手段，综合利用各种方法进行引导，以“用”导“学”，以“用”促“学”。如利用多媒体将光伏材料的制备、太阳电池的加工、光伏系统的设计及应用等知识点以图片和视频的案例形式展示给学生，以加深学生对相关知识的理解。

太阳能光伏专业作为新兴特色专业，目前缺乏现成的、公开出版的、具有针对性的教材。为避免课程内容与社会需求脱节，光伏专业教材开发可以从两方面入手：一是聘请在光伏企业有工作经历的工程师授课，把企业所需要的知识、信息及时反映到课程中来；二是专业教师根据太阳能光伏产业的特点，编写教材。

（三）实践教学资源建设

从江西科技学院材料科学与工程（太阳能光伏工程方向）本科专业培养方案的课程构成及学分比例（如表1所示）可以看出，其实践教学课时占总教学课时的比例达33.2%，其中，集中实践环节的学分占总学分的比例达到17.22%。实践教学主要在校内实验实训基地和校外实习基地完成。

在光伏专业学科基础实践课程中，主要是电子电工实训和数控加工实训。电子电工实训的目的是让学生掌握常用电子元器件的识别选用、常用电子仪器仪表的使用、常用接线与电工线路布线、印制电路板设计与制作及电子产品的装配与调试等电工电路基本技能。数控加工实训的目的是让学生掌握金工实训、数控工艺及加工程序的编制、计算机辅助设计与制造实训、数控加工仿真实训及加工中心实训等机械加工基本技能。电子电工实训和数控加工实训主要是为后续太阳能光伏发电系统的设计施工及光伏电池加工封装实习打下基础。

在光伏专业技术能力模块实践课程中，校内实验实训包括三个方面：一是在太阳能电池工艺及性能实验室完成太阳能电池串焊、太阳能电池电特性（如太阳电池的开路电压、短路电流、填充因子、转换效率等）检测等训练；二是在太阳能光伏系统实验室，完成太阳能光伏发电系统的组装以及各部分（如蓄电池、控制器、逆变器等）的使用、维护训练；三是在光伏发电模拟系统实验室完成LED光伏照明系统、光伏物联网气象站、光伏充电器、光伏屋顶系统、新能源汽车系统等应用实验。条件允许的学校甚至可以组建达到一定发电规模的光伏太阳能发电站，不但为实验室提供能源，还可以作为实训基地来使用，让学生参与一些管理、维护和检修工作。

建立校外实习基地对于光伏专业应用型本科人才培养十分必要。首先，可以解决学校实验室建设经费不足的问题。因为一条光伏生产线（尤其是偏中上游的晶体硅太阳电池材料生产线）的投入成本巨大（均在亿元以上），学校不可能建设一条完整的生产线供学生实训。建立校外实习基地可以满足学生认识实习（如硅材料的提纯、硅棒的拉制等）和生产实习（如硅棒及硅锭的切片、PN结的形成、减反射膜的蒸镀、金属电极的制作、太阳电池片的层压封装等）的需要，从而使学校可以集中精力建设投资相对较小的太阳能电池性能测试实验室及光伏系统应用实验室。其次，学校可以定期派送校内专任教师到合作企业锻炼，促进学校“双师型”队伍的建设。最后，可以解决学生的就业问题。因为光伏专业的就业面窄，毕业生的就业选择相对较少，校企合作可以很好地解决学生就业问题。如江西科技学院在江西赛维LDK太阳能高科技有限公司及江西晶科能源有限公司建立了校外实习基地，双方开展订单式人才培养，学生在订单企业顶岗实习和就业。

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Analysis on Talents Cultivation Mode of Photovoltaic Specialty of Applied Undergraduate

GUO Lian-gui，ZHANG Hong-tao，ZHOU Qing，ZENG Yu

（Jiangxi College of Science and Technology，Nanchang Jiangxi 330098，China）

太阳能发电技术论文范文第12篇

关键字：太阳能 建筑设计 应用研究

中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：

进入21世纪以来，全球性能源危机越来越凸显，资源逐步走向枯竭，因此对于新能源的需求越来越迫切。作为取之不尽，用之不竭的能源。太阳能建筑将在调整住宅能耗结构、保障建筑能源安全，降低温室气体排放保护大气环境，同时解决农村和偏远地区用能、提高国民生活质量等诸多方面将会产生积极地影响。作为我国能源消耗的大户建筑能耗，能源问题同环境问题一起，已经成为影响我国经济和谐发展最重要的因素。传统意义上的太阳能建筑是直接利用太阳能进行采暖或空调的建筑。但是，随着时代的发展这样的太阳能建筑不能适应目前的技术水平和社会现状，现在生态建筑、绿色建筑、节能建筑、低能耗建筑、健康建筑等，都十分重视对太阳能的利用。

节能建筑将是建筑发展的必然趋势。与传统的常规能源相比，太阳能资源具有数量巨大的、时间长久、分布广泛、洁净安全等优点。从这个角度讲太阳能技术在建筑设计中的应用将是最佳选择。

1太阳能建筑技术的发展现状

1.1太阳能建筑的定义

目前学术界对于太阳能建筑的定义是通过对太阳能的光热利用使建筑物达到节能的效果。大体主要分为主动式和被动式两类，随着太阳能利用科技水平的不断攀升，太阳能建筑已经从太阳能采暖建筑发展到可以集成太阳能光电、太阳能通风降温、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、可控自然采光等新技术的建筑。目前在我国太阳能建筑领域中技术最成熟、应用最广泛、产业化发展最为兴旺的是家用太阳能热水器、被动式采暖和被动通风技术。

太阳能建筑最为明显的特征是建筑物本身就是能源系统地关键部件。建筑能量系统的构主要是建筑被动功能系统和主动功能系统组成。建筑的被动集能指标表征了建筑的被动功能能力好建筑环境的热度和舒服成度。

1.2太阳能建筑技术的发展现状

关于太阳能建筑的综合利用，国外的理论与实践发展较早。早在20世纪80年代中期美国就开始对太阳能光热发电、光伏发电、太阳能建材化、太阳能建筑一体化等方面就进行了大量深入细致的研究，在1997年就实施了“百万太阳能屋顶计划”，每年可减少二氧化碳排放量约351万吨；日本从1997年也开始积极推进“太阳能房屋计划”，到2003年时已约有5万户居民安装了太阳能电池板，从2010年对于所有新建的房屋都强制性的要求利用太阳能供电，缓解能源紧张的问题。

相比于国外，我国的太阳能建筑应用研究起步较晚，从上个世纪70年代末开始，在80年代才重点发展了被动式的太阳能采暖技术，同时建成数百座太阳能采暖示范建筑。直到90年代末期，太阳能技术综合应用才开始有了长足发展，建成了多座包含太阳能光热、广电转换技术的公共建筑和住宅。当前我国对太阳能采暖和太阳能热水器的研究比较深入，应用也相当广泛。但是，发电和制冷因为技术过于复杂，造价较高，推广和应用受到一定的限制。

1.3当前我国发展太阳能建筑技术的优势

我国处于温带地区，四季分明，拥有稳定的太阳能资源，地域广泛，尤其是在西部地区有十分丰富的太阳能资源。我们借助太阳能资源丰富的优势条件，我国在太阳能建筑领域已经进行了长期的研究和实践活动。各地政府、研究机构、设计院以及包含太阳能发热、光伏设备厂家在内的开发企业，都在不同层面、不同领域、不同建筑商做了大量精细的研究、开发、设计以及建设工作。

1.4在太阳能建筑技术推广中我国面临的问题

伴随着科技的进步，社会的经济发展。以往简单的被动式太阳能采暖技术已经不能满足生活的需要，先进的太阳能技术造价过高，以及我国太阳能资源最丰富的西部地区经济却无法满足先进技术使用所需要的资金，这些都为太阳能技术的推广带来困难。此外，抛去成本、技术、市场等因素的制约外管理体系的分散、激励政策体系不够完善、全民教育与理念传播不够等都制约着太阳能建筑的发展。

2太阳能在节能建筑研究中的理论基础

2.1太阳能建筑技术的理论基础

在建筑中进行太阳能热利用的基本原理就是通过集热器吸收太阳能光热转化成热能或者是机械能，利用热能使空气加热进行采暖或者是通风。

因为太阳能具有不稳定性、间歇性、分散性、利用率相对较低，因此在设计时应当从本地区太阳能资源的实际出发，因地制宜的将太阳能技术应用到建筑中去，寻求和发展使用不同地区的太阳能供应技术，这样就可使太阳能更加充分的发挥自己的作用。

2.2太阳能建筑技术的设计方法

在建筑中应用太阳能技术，不仅仅需要做到节能，还要实现太阳能建筑的一体化。一则是因为考虑太阳能在建筑上的应用对建筑物 的影响，包括建筑物的使用功能、立面结构、围护结构的特性、建筑体型。另一方面则是考虑太阳能利用的系统选择,以及太阳能产品与建筑形体的有机结合。正如前所述太阳能采暖设计总体上可以分为两大类：被动式和主动式，每一类都包含多种形式。为达到设计的合理以及最优化，在设计时往往采用不同形式相结合。

2.2.1被动式太阳能建筑

被动式太阳能建筑的概念业界对其的定义是通过建筑朝向和周围环境的合理布局,建筑内部空间和外部空间形体的巧妙处理,以及建筑材料和结构、构造的恰当选择,窗、墙、屋顶等建筑物本身构件的相互配合,完全自然方式,配合季节调节室内温室,使室内取得冬暖夏凉的效果。它的设计原则就是，同归建筑设计，使得建筑在冬季充分利用太阳辐射热取暖，尽量减少通过维护结构及通风渗透而造成热量的损失。在夏季尽量减少因为太阳辐射及室内人员设备散热造成的热量。被动式太阳能建筑采集太阳能主要包括集热蓄热式、附加阳光间式、直接受益式等几种类型。此种类型的太阳房最基本的工作机理就是我们经常见到的“温室效应”。

2.2.2主动式太阳能建筑

主动死太阳能建筑是在建筑中设置蓄热器、管道、集热器、风机及泵等设备来收集、蓄存和配输太阳能的系统，系统中的各部分均可控制而达到需要的温度。太阳能在太阳能建筑中的应用主要包括两方面：其一是太阳能的应用系统，即就是使用太阳辐射加热水，来供给建筑生活热水，取热以及制冷等功能。其二是太阳能光电（pv）系统，将太阳能辐射直接转化为电能，利用太阳能光伏发电，为建筑提供清洁能源。

3太阳能的在当前的综合利用

我国夏热冬冷的地区，尤其是在能源需求相对较大的城市，可以充分利用房屋屋顶，使用高效的太阳能采集转换设备，使太阳能可以转化为日常生活所需要的热水，生活用电等，积少成多，使得不可再生能源可以得到节约。随着人们生活水平的提高对于居住的舒适度的要求也在不断提高，在条件允许的地方，采取多种措施进行全年的室内调温，譬如：夏天的光照比较充足，将多余的电能储存在电池中或者转换成氢储存起来，将在夜晚或者寒冷的冬天用来采暖。总之，充分利用太阳能将会成为建筑节能设计中越来越受到重视的一环。

4太阳能在节能建筑设计中前景的瞻望

太阳能作为一种高效清洁的能源，在面临资源日益枯竭的今天无疑是当代社会发展的最理想的可再生资源，大力发展太阳能技术在建筑设计中应用一方面是适应当下科技发展，另一方面也为未来建筑行业在可持续发展的开创了道路。但是，因为太阳能的采集受到天气的影响较大，只有在有太阳时方可采集，而当阴天或者夜晚时采集不到热量，所以可以采集到的热量也是有限的，但是阴雨天或者夜间往往是最需要热量时间，因此这将会影响到太阳能建筑的长远发展。同时我们应集中一部分科研力量将研究如何让可以使太阳能资源可以的长时间存储，以及如何在建筑行业更好的应用。

同时，虽然在国家大力倡导节能设计下建成了部分示范工程, 但是推广力度不大。所以，今后政府部门在加强宣传的同时,也应当发展多层次、全方位的太阳能技术,同时与建筑全面结合;在国家政策的引导和孤立下，加强太阳能建筑技术的产业化发展、市场运作即重视社会效益，又重视经济效益，这样才能更加快速推广、稳定发展。相信随着太阳能技术的大力发展，我国房屋的舒适度将会逐步提高、建筑物的总能耗也将会持续下降。

参考文献

[1] 高松鹤,郭朝福. 太阳能在建筑节能中的应用[J]. 建筑节能,2007(1)

太阳能发电技术论文范文第13篇

关键词：分布式发电 电力系统 光伏 风能

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0011-01

1 分布式发电对电力系统主要影响

1.1 DG对电力系统规划影响

运行中电网随机投入或者退出大量DG设备，将给整个电力系统负荷预测带来更多的不确定性，增加配电系统规划者在预测负荷增长情况上的难度。在实际工作中，配电网规划属于动态规划过程，配电网的很多动态属性都与具体维数有着非常紧密的联系。加之配电网其自身结构特性，网络中存在大量节点，如果在系统中额外增加较大数量的分布式发电机节点，势必会给设计最优网络布置方案增加巨大难度。所以，电力系统规划设计方一定要全面可靠的评估DG系统出现之后给整体造成的影响程度，根据负荷预测方法和优化理论，准确设计DG切入位置以及DG系统容量，进而保证DG系统接入配电网络之后，不会对其安全性和经济型造成过大影响。

1.2 DG对系统潮流、电能质量的影响

DG接入配电系统之后会对其单向潮流结构造成一定的影响，甚至于改变以往结构形式，使得系统潮流大小及方向难以分析预测。DG在电力系统中的接入位置不同，也会产生不同效果，既有可能是馈线段潮流增加，同时也有可能使之减少。一旦馈线上DG的输出功率大于负荷需求时，就会导致馈线某段线路或者整个线路潮流完全逆向，进而使得原有电压调整设备无法正常工作。此外，DG系统的接入随机性较大，而且通常情况下是由很多可再生能源的存在，这些发电机每一次启停操作均会引起系统电压波动和闪变。

1.3 DG对系统运行可靠安全性的影响

DG接入电力系统之后极有可能导致整个系统运行可靠性和安全性的下降，特别是典型放射状配电系统，DG的接入将直接改变原有电力系统结构，使得短路电流等关键参数均发生不同程度的变化。甚至于会促使原有网络设计的保护装置出现误动作情况，严重破坏了保护设备相互之间的协调运行，降低自动重合闸的保护性能。如要要进行DG并网运行时，一定要保证系统可靠接地，以防止单相接地短路时非故障相出现过电压，给工作人员的人身安全造成危害。在DG系统与主网分离之后，就会有孤岛的出现，而且很多情况下这种孤岛的出现是难以避免的。

2 基于可再生能源的分布式发电技术

2.1 太阳能发电技术

太阳能是目前使用最为广泛同时也是技术相对较为成熟的可再生能源，它不需要燃料费用，而且取用方式较为简单。太阳能发电技术有两种，一种是光伏发电，另一种是太阳热发电。光伏发电是基于光伏效应理论研发而成的，太阳光照射在太阳能电池硅板上产生直流电；太阳热发电基于能量转换理论，通过集热器将太阳照射所产生的热能，进而把水转化为水蒸气推动汽轮机转动，由发电机输出工频交流电。太阳能电池发电技术是当前使用更为广泛的一种，它的系统示意图如图1所示，普通太阳能电池片只有1 m2大小，经过太阳照射后能够产生0.5 V左右电压，其输出功率非常有限，一般是在1W以内。所以我们在日常生活中往往会看到由很多电池板组成的大型太阳能电池组件，目的就在于增大电池板与太阳光的接触面积，进而获得更大的输出功率。

太阳能电池生产成本较高，更为重要的一点是，太阳能电池的发电时间受到日照时间的严格限制，必须要配备相应的高性能蓄电池或者其他发电设备来辅助跟踪系统负荷变化，这无疑会给太阳能发电站的建设和运行增加额外成本。就目前情况来看，光伏发电是DG技术应用较为广泛的一种，但受限于其高昂的安装费用、电力供应随机性、较低的发电效率等因素，太阳能电池全面推广还有较大的难度。

2.2 风能发电技术

现阶段风能利用主要有两种形式，一种是独立的少量风力发电机，这种通常情况下是由个人投资商所拥有，供其个人电力需求；另一种是大数目的风力发电机，也就是我们通常所指的风力发电场。在风电场中可以安装数目众多的风机，发电容量可以达到1500 kW左右。

风力发电和水力发电都是一次能源开发和建设同时完工的项目，它不需要消耗燃料，而且初期投资很成本均较低。风力发电之所以受到广泛关注，主要原因就是分能蕴藏量大，可再生无污染，而且建设周期短，投资灵活。

3 结语

分布式发电虽然是未来电力系统的一个发展趋势，但目前还有很多关键技术和重点问题没有得到解决。笔者目前的研究内容之一就是分布式发电的并网，在今后的工作中，将继续致力于该领域的深入研究，以期能够得到更多有价值的成果。

太阳能发电技术论文范文第14篇

关键词：节能减排；太阳能发电；城市建筑

中图分类号：S214 文献标识码：A

引言

节能减排是城市可持续性发展的必由之路。发展可再生能源不仅能直接减少碳排放，降低对不可再生的化石能源的依存度，而且能改善我们的生活环境，建设资源节约型、环境友好型的现代化城市。随着城市化的快速发展，越来越多的人集中到城市来生活和工作，导致城市生产、交通及建筑碳排放的增加，据不完全统计建筑碳排放已占据社会总碳排放的28%以上。本文重点谈论在城市化发展的过程中通过发展可再生能源（太阳能发电）来实现城市的节能减排。

太阳能是地球绿色能源中最重要的清洁能源。大力发展太阳能（即光伏）发电，开发利用太阳能，有利于节约能源、保护环境，推动城市可持续性发展。

1 太阳能发电技术

我国可再生能源法所称的可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。

太阳能源于太阳辐射，太阳能的利用方式包括光热利用（太阳能热水器、太阳能空调、太阳能炉、太阳能温室等）、光电利用（太阳能光伏发电、太阳能热动力发电）以及光化学、光生物利用（太阳能光合成）等。目前规模化利用的主要是光热利用和光电利用。

目前光电利用较成熟的主要是光电直接转换，通过太阳能电池直接将太阳辐射能转换为电能及光伏发电，它利用半导体材料的光伏效应进行光电转换。

太阳能电池发电系统由太阳能单电池组成的电池阵、蓄电池、负载以及控制器等组成，可分为直流系统、交流系统和直/交流混合系统。适用于城市建筑用电主要是交流系统,如下图所示。

2 国外部分城市建筑太阳能发电系统应用现状简介

太阳能光伏发电与建筑结合的系统，简称光伏建筑一体化系统，它不占用土地，而且可减少二氧化碳排放。光伏建筑一体化系统包括：坡屋面光伏建筑一体化系统和太阳能光伏幕墙建筑一体化系统。

太阳能发电技术位居世界前列的德国，从1991到1995年，实施1000光伏屋顶计划；从1995到1998年，提出了10万屋顶计划；2000年，德国政府制定“可再生能源法”，到2003年秋，10万屋顶计划完成，共安装300兆瓦。德国政府为了进一步加快发展光伏发电系统，加强推广，在2004年又修正可再生能源法，制定了更加吸引私人投资光伏发电回收和补贴计划。到2004年底，德国一年就安装600兆瓦光伏发电系统。按德国联邦环境部的计划，到2020年德国总共要安装并网光伏10千兆瓦。

在日本，太阳能发电是非常普及的。家庭购买太阳能发电设备，70%的费用由政府来补贴，同时家庭白天不用电时还可将发的电卖给电力公司或者政府（由政府强制电力企业按照太阳能发电核定价格收购，超出市场普通电力基准价的部分，由政府补贴）。这使日本约20%的家庭在屋顶覆盖了太阳能发电设备。2004年日本太阳能发电已经达到1132兆瓦，原计划到2010年太阳能发电总装机达到4820兆瓦。

2008年，美国总统签署了价值数百亿美元的绿色能源投资补贴制度延长法案，其中，把住宅建成太阳能电厂，可获得30%的财政补贴。2010年，美国刚刚通过的千万太阳能屋顶计划，预计到2021年，美国太阳能发电总量将超过10万兆瓦，将取代德国成为未来太阳能发电市场的发动机。

3 我国城市建筑太阳能发电系统应用现状简介

我国城市建筑太阳能发电起步较晚，且由于单幢建筑配套的太阳能发电设备建设费用高（假设一户普通家庭，一套功率为3千瓦的太阳能发电系统，年发电约3000千瓦时，投资需要9~15万元左右，使用寿命10~20年，折算为每千瓦时成本约1.5~3元），因此，只在一些公共建筑工程上做示范（如：国家体育馆、上海世博会、深圳园博会、厦门BRT穆厝站等）。

当前我国太阳能光电建筑补助条件及标准：“对单项工程装机容量50KWP以上的项目，给予20元/WP的补助”。这一标准有利于于大型建筑或住宅小区的太阳能发电系统建设。

4 城市建筑太阳能发电系统的试点

4.1 收集城市太阳能资源的条件

主要是收集平均年日照小时数、辐射强度、最佳朝向和角度、已建屋面可利用面积、规划未建住宅屋面可利用面积、规划未建公建屋面或立面可利用面积等。

4.2 太阳能发电系统设计

建议在设计容量达到50KWP的项目上进行试点（可获得政府补贴）。太阳能发电后经逆变器送至10千伏/0.4千伏配电室的低压母线段（该母线段所带负载容量与太阳能发电容量相当）；为了便于用户用电低谷时太阳能发的电能送至公共电网，还需将剩余的太阳能发电功率经逆变器后升压送至10千伏城市公共电网；还需采用智能微电网控制系统对太阳能发电系统与城市公共电网进行管理。

4.3 智能微电网控制系统

该系统主要功能是监测太阳能发电功率与用户用电功率的关系，当太阳能发电功率大于等于用户用电功率时，断开公共电网供用户变压器的开关，并合上太阳能发电升压系统送至公共电网的开关；当太阳能发电功率小于用户用电功率时，合上公共电网供用户变压器的开关，并断开太阳能发电升压系统送至公共电网的开关。

5 城市建筑太阳能发电系统推广的若干建议

5.1 相关补贴政策的保障

由于太阳能发电折合每千瓦时的成本基本上是目前城市公共电网电价的2倍左右，导致个人或企业建设不积极。若国家金太阳示范工程的补贴政策能长期保持，并能尽快通过个人家庭太阳能发电系统补贴和上网电价补贴，同时提高国民的节能减排意识，确实加快太阳能发电系统的建设。

5.2 相关技术的研发

加快太阳能电池技术、逆变器技术、微电网控制技术的研发，提高太阳能利用率和发电效率、降低太阳能发电系统单位功率的成本。

5.3 城市管理的配套

国家和地方政府需明确太阳能上网的收购价格，鼓励太阳能发电系统的建设。城市规划、建设管理部门应制定相关的管理条例来保障太阳能发电系统与城市建筑的结合。如：规定城市公共建筑-图书馆、体育馆、火车站等，大型商业、办公建筑-购物广场、企业总部办公楼、政府大楼等建筑的屋顶和外墙建设太阳能发电系统；低层和多层住宅小区的屋顶建设太阳能发电系统。

结语

太阳能是地球上取之不尽、用之不绝的绿色能源，太阳能发电是我国城市发展低碳型城市十分重要的技术。通过相关政策的扶持及国民节能减排意识的提高，不断增加城市建筑太阳能发电系统试点范围，使太阳能发电占我国能源的比重进一步提高。

参考文献

太阳能发电技术论文范文第15篇

关键词：建筑能耗；节能空调；太阳能；评价

中图分类号： TU201.5 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-06-0306-1

0 前言

建筑能耗一般指建筑在正常使用条件下的采暖、通风、空气调节和照明所消耗的总能量，不包括生产和经营性的能量消耗。随着经济的快速发展，常规能源日益匮乏，节能环保已成为世界公认的主题，各国都在推行全方位降低能耗，因此零能耗建筑在全球范围内应用而生。在建筑零能耗风靡全球的时刻，也想谈谈自己的一些想法。

1 建筑能耗现状分析

我国约占全社会总耗能的46.7%，欧洲和美国约占全部能源消耗的40% ，如何全面提高能源效率，减少对日渐枯竭的传统一次性“矿物化石”能源依赖性已成为当务之急。其核心特点除了强调被动式节能设计外，将建筑能源需求转向太阳能、风能、地热能等可再生能源，为人们的建筑行为，为建筑与环境和谐共生寻找到最佳的解决方案。

建筑发展至今，建筑能源消耗从零走到了高潮。随着常规能源的匮乏，我们需要在不改变现在建筑室内舒适环境的情况下，使常规能源的消耗从高潮回归到零。

我们知道，创建绿色建筑，在建筑设计中要重点抓好自然通风、建筑遮阳、天然采光、门窗隔热、墙体保温、节能空调、太阳能利用、水循环使用、“3R”材料利用等“绿色技术”的推广应用，以实现建筑本身不消耗或少消耗常规能源、不产生或少产生废水废物、不无故浪费自然资源、不恶化自然环境的目标。

其中自然通风、建筑遮阳、天然采光、门窗隔热、墙体保温这些建筑节能技术已经很成熟了。在这些节能技术之上，如果想要保持一个舒适的室内环境，在室内外环境相差较大的情况下，我们必须要付出一些能量，这些能量除了正常的损耗外，其余供给室内，来达到我们要求的室内环境。因此，要想保持最终的目的不变，我们依然要付出能量，只是现在的能量消耗，要用太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源来代替煤、石油等常规能源。下面分别就太阳能的利用和节能空调进行阐述，分析其对建筑零能耗的巨大作用及现实中利用的弊端以及我们该努力的方向。

2 太阳能的利用

太阳存在我们最普遍利用的两个方面：集热和光伏发电。国内的集热器已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。在中国，太阳能发电的成本是常规发电成本的6～8倍。无论对于企业还是百姓，如此高昂的电价谁都承受不起。

中国虽然是全球最大的太阳能电池制造基地，但目前用来生产太阳能电池的重要原料――高纯度硅材料，95%以上靠从国外进口，而且加工过程中的高精度、高耗能、高污染，使晶体太阳能电池的成本居高不下。另外，中国的太阳能蓄电池的使用寿命及使用条件的限制，使太阳能路灯的造价要比消耗普通电能多10倍以上，这还不包括更换蓄电池的费用。因此，在太阳能光伏发电的使用，配套设备的研究要跟上来，否则，“太阳能电厂”仍是都市里的“能源孤岛”，没有人敢效仿，因为一个自主发电、不消耗社会资源的企业，反而要为之承受消耗社会资源的成本。

3 节能空调

节能空调顾名思义，消耗掉少量的能源，获得最大能量的空调，那么在现实中，节能空调从哪些方面来改进呢，我个人认为从以下几个方面：

3.1 中国自主研制制冷新产品

这类产品要具有一定的技术创新和先进性，符合低碳、绿色、环保的原则，能实现无级调速的多样化控制，根据室内负荷变化自动调整电机转速，达到最佳节能效果，比一般的风盘系统节能65%以上，这样的制冷末端新产品可以直接来应用。

3.2 太阳能空调系统

太阳能吸收式空调系统主要由太阳集热器和吸收式制冷机这两部分组成的。制得的冷量就是利用了太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水来提供的。但就使用过程中也存在一些问题：

（1）太阳能空调已初步进入实用阶段 使用太阳能空调的用户依然在不断的增加，目前产品多是大型的溴化锂制冷机，只适合中央型空调。因此，研制小型的溴化锂或氨―水吸收式制冷机与太阳集热器配套实用并逐步进入家庭中使用。

（2）太阳能空调使用集热器的采光面积与空调建筑面积的配比受到限制，仅能适用于多层建筑。对此，目前正在研制可以产生水蒸气的真空管集热器，以便与蒸气型吸收式制冷机结合，来解决集热器与空调建筑面积的配比问题。

（3）太阳能空调系统的初投资依然偏高，仅适用于部分的富裕用户。为此，我们正在降低现有集热器的成本，使得更多的家庭具有使用太阳能空调的经济承受能力。只要克服以上的缺陷，就更大限度地发挥太阳能空调的作用。

4 结论

总之，建筑零能耗要从建筑节能开始，我们要细分最终用户的需要， 针对不同区域的气候条件需求，研究先进的节能技术和配套设备，这需要一个曲折而漫长的过程，我们需要踏实的寻求和研究，而不是盲目的追求所谓的“新技术”却比使用常规能源承担更多的资源和资金浪费。从而真正的由“低能耗”走向“微能耗”最终达到“零能耗”。

参考文献

[1] 张子馨.浅谈建筑节能和可持续发展[A].江苏省能源研究会第八届学术年会论文集[C],2000.

[2] 赵敏荣,胡希杰.太阳能建筑实现“零能耗”的可行性探讨――太阳能光伏发电技术在建筑上的应用[A].长三角清洁能源论坛论文专辑[C],2005.

[3] 赵玉文.我国太阳能利用技术的发展概况和趋势[J].农村电气化,2004(6):52-53.

[4] 陈文章,荣士壮.我国新能源和可再生能源现状、问题及对策的探讨[J].辽宁农业技术学院学报,2008,10(1):34-35.