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太阳能发电技术论文篇1
论文摘要： 本文讲述了太阳能发电系统的结构和工作原理。太阳能发电系统在广大无电地区或供电严重不足地区应用，可有效地解决居民照明及生活用电的困难。文中提出充分利用太阳能，研究开发推广节能型的绿色光源，是实现建筑绿色照明，实施国家"绿色照明工程"的重要措施。 关键字： 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(Solar cells)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。 1.3 DC-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见表1。
太阳能发电技术论文篇2
1 概述
2013年年初，京津冀地区遭遇严重雾霾天气； 10月份以后，大范围雾霾污染又蔓延至哈尔滨、苏州、上海、甚至三亚等地，全国范围从北到南无一幸免。
据相关部门统计， 2013年的雾霾天数是中国近52年来的最多，创下历史纪录。
环保专家指出，导致空气质量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等。在一些地区，尤其是大城市，工业生产、机动车尾气、建筑施工、冬季取暖烧煤等排放的有害物质难以扩散，导致空气质量显著下降。面对越来越严峻空气污染形势，寻找新能源成为当前面临的迫切课题。照射在地球上的太阳能非常巨大，而且太阳能发电绝对干净，不产生污染。所以太阳能被誉为是理想的能源。随着太阳能光伏发电技术的发展，光伏发电已经不再只是作为偏远无电地区的能源供应，而是向逐渐取代常规能源的方向发展。
本文主要讨论太阳能光伏发电系统中电力电子技术的应用；介绍并网系统的组成特点；根据不同的电路拓扑，讨论太阳能最大功率点跟踪技术的实现方法。
2 太阳能光伏系统的组成
太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。
与独立供电的光伏系统相比，并网系统一般都没有储能环节，直接由并网逆变器接太阳能电池和电网。并网逆变器的基本功能是相同的。那就是，在太阳能电池输出较大范围内变化时，能始终以尽可能高的效率将太阳能电池输出的低压直流电转化成与电网匹配的交流电流送入电网。
3 太阳能光伏系统的最大功率点跟踪技术
实现太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪，实质上是一个自寻优过程。通过对光伏阵列当前时刻输出电压与电流的检测，得到当前时刻光伏阵列输出功率，再与已存储的前一时刻光伏阵列功率值比较，舍小存大，再检测，再相比较，如此不停地周而复始，便可使光伏阵列动态地工作在最大功率点上。
在一定温度时，不同光照强度下太阳能电池的输出特性曲线不同。每条曲线都存在着一个最大功率输出点，并且这个点在当前的光照条件下是唯一的。在太阳能光伏系统中采用较多的一阶MPPT正是利用了最大功率点的dp/dv为零的特性。先对太阳能电池的输出电压和电流进行连续的采样，并将每次采样的一组电压电流数据相乘折合成功率值，然后减掉上一次采样得到的功率值，即为功率差分值。当功率达到最大值时满足式（1），同时还可以推得式（2）。
dP/dU=dUI/dU=UdI/dU+IdU/dI=0 （1）
UdI+IdU=0 （2）
令
ΔI=UdI （3）
ΔU=-IdU （4）
则当ΔU=ΔI时，即可近似认为达到最大功率点，这样就构成了最经典的一阶差分算法。
4 并网供电的太阳能光伏系统中的逆变器
光伏阵列所发的电能为直流电能，然而许多负载需要交流电能，如变压器和电机等。直流供电系统有很大的局限性，不便于变换电压，负载应用范围也有限。除特殊用电负荷外，均需要使用逆变器将直流电变换为交流电。现在常用的逆变器有以下几种。
1）方波逆变器
此逆变器输出的电压波形为方波，逆变器线路简单，价格便宜，实现较为容易。缺点是方波电压中含有大量的高次谐波成分，在负载中会产生附加的损耗，并对通信等设备产生较大的干扰，需要外加额外的滤波器。此类逆变器多见于早期，设计功率不超过几百瓦的小容量逆交器。
2）阶梯波逆变器
阶梯波逆变器输出的电压波形为阶梯波形，阶梯波逆变器的优点是输出波形接近正弦波，比方波有明显的改善，高次谐波含量减少。但此逆变器往往需要多组直流电源供电，需要的功率开关管也较多，给光伏阵列分组和蓄电池分组带来不便。
3）正弦波PWM逆变器
正弦波逆变器的优点是输出波形基本为正弦波，在负载中只有很少的谐波损耗，对通信设备干扰小，整机效率高。缺点是设备复杂、价格高。
5 双模式逆变器
为了方便应用，可以设计一种既可独立运行，又可并网运行的光伏发电系统。该系统中的逆变器可以自由切换并网运行和独立运行，并且保证在切换过程中对负载和逆变器无冲击，实现平滑切换。可以采用了快速检测并网开关和抑制电流突变的过渡算法，以实现三相系统并网/独立的平滑切换。这种系统称为三相双模式逆变器发电系统。此系统中太阳能电池板组成光伏阵列，输出不稳定的直流电。DC/DC 充电控制器连接电池板和蓄电池组，实现最大功率向蓄电池充电。 蓄电池可以在太阳辐照度变化和无太阳光时持续向逆变器供给直流电。三相逆变器的输入级连接到蓄电池的直流母线上， 输出接在带有中心抽头的变压器上。这样可以带三相或单相负载运行。并网开关可以实现电网与负载、 逆变器的连接和断开。当电网无电时，并网开关断开，逆变器给负载供电。当电网有电时，并网开关闭合，负载由电网和逆变器共同供电，逆变器还可以将太阳能电池板发出的多余电能输入到电网中，也可以利用电网给蓄电池充电。
6 结论
本文对太阳能光伏系统中的最大功率点跟踪和逆变技术进行了讨论。通过对并网光伏系统进行系统组成分析，比较其构成特点和电路拓扑，讨论得出了各自适用的控制方法。文章最后介绍了一种可实现独立运行与并网运行实时切换的双模逆变器。从上述分析可以看到：太阳能光伏发电作为新能源的应用技术正在得到迅速发展，而电力电子技术作为其中的关键技术，对太阳能光伏发电应用的发展起着决定性作用。
参考文献
[1] 赵争鸣，刘建政，孙晓瑛等.太阳能光伏发电及其应用.北京：科学出版社，2005.
[2] 郭廷玮.太阳能的利用和前景.北京：科学普及出版社，1984.
太阳能发电技术论文篇3
Key words: solar energy; power generation; power system; the main principle
中图分类号：TM615前言
太阳能作为清洁、无污染、方便易得的可再生建筑能源，越来越受到人们的青睐。太阳能光伏发电系统安全可靠、无噪音、无振动、无污染、无需消耗燃料，无需架设输电线路即可就地发电供电，建设周期短，可靠性高、维护简便，对于换件常规能源的短缺和减少环境污染具有重要的意义。
1、我国太阳能发电的主要方式及其优势 1.1 太阳能热发电。①塔式太阳能热发电系统。塔式太阳能热发电系统也称为集中式太阳能热发电系统。它利用定日镜将太阳光聚焦在中心吸热塔的吸热器上，在那里将聚焦的辐射能转变成热能，然后将热能传递给热力循环的工质，再驱动热机做功发电。 ②槽式太阳能热发电系统。槽式太阳能热发电系统是利用槽式抛物面反射镜聚光的太阳能热发电系统的简称。该聚光镜面从几何上看是将抛物线平移而形成的槽式抛物面，它将太阳光聚在一条线上，在这条焦线上安装有管状集热器，以吸收聚焦后的太阳辐射能，并常常将众多的槽式抛物面串并联成聚光集热器阵列。该系统中机热油回路和动力蒸汽回路分离开来，经过一系列换热器来交换热量。当太阳能供应不足时，利用一个辅助加热器将油回路中的导热油加热，从而实现系统的稳定连续运行。 ③碟式太阳能热发电系统。碟式太阳能热发电系统借助双轴跟踪，利用旋转抛物面反射镜，将入射的太阳辐射进行点聚集，聚光点的温度一般为500—1000℃，吸热器洗手这部分辐射能并将其转换成热能，加热工质以驱动热机（如燃气轮机、斯特林发动机或其他类型透平等），从而将热能转换成电能。该方式的优点是：转化效率最高；可模块化；可以混合发电。
1.2 太阳能光发电。①单晶硅电池。单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的加工处理工艺基础上的。它的转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为23%，而规模生产的单晶硅太阳能电池，其效率为15%。硅电池进展的重要原因之一是表面钝化技术的提高。此外，倒金字塔技术、双层减反射膜技术以及陷光理论的完善也是高晶硅电池发展的主要原因。 ①多晶硅电池。多晶硅电池与单晶硅比较，由于所使用的硅远比单晶硅少，其成本远低于单晶硅电池，具有独特的优势。但是由于它存在着晶粒界面和晶格错位的明显缺陷，造成多晶硅电池光电转换率一直无法突破20%的关口，低于单晶硅电池。 ③薄膜太阳能电池发电是另一种光伏发电方式。由于受到原材料、加工工艺和制造过程的制约，若要再大幅度地降低单晶硅太阳电池成本是非常困难的。作为单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳电池。目前薄膜电池主要有硅基薄膜太阳电池、化合物半导体薄膜电池、燃料敏化TiO2太阳电池等。
太阳能光伏发电系统的主要优势：可以有效利用建筑物屋顶和幕墙，无需占用土地资源；可原地发电，原地使用，减少电力输送的线路损耗；各种彩色光伏组件可取代和节约外饰材料（如玻璃幕墙等）在白天用电高峰期供电，从而舒缓高峰电力需求；配备蓄电池后，还能满足安全用电设施的不断电要求；太阳能发电板阵列直接吸收太阳能，降低墙面及屋顶的温升，减轻建筑空调负荷。
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见表1。
表1几种太阳能电池的转换效率
3、太阳能发电的主要原理分析
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。
3.1 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。
3.2 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。
3.3 DC-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。
4、结束语
总之，绿色能源和可持续发展问题是本世纪人类面临的重大课题，开发新能源，对现有能源的充分合理利用已经得到各国政府的极大重视。太阳能发电作为一种取之不尽，用之不竭的清洁环保能源将得到前所未有的发展。随着太阳能产业化进程和技术开发的深化，它的效率、性价比将得到提高，也将极大地推动中国“绿色照明工程”的快速发展。
参考文献：
太阳能发电技术论文篇4
太阳能光伏发电系统就是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光的能量直接转换为电能的一种发电系统，制约太阳能发电系统发展的关键问题是能量转换效率低和太阳能发电成本过高两个因素。该文在构建光伏电池组件模型的基础上将模糊控制算法应用于simulink仿真中，这样MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大功率点，使太阳能板功率最大化。在一定的范围内，利用电压越高，就可以输出更多的电量，从而提转换效率。理论上讲，使用MPPT控制器的系统会比传统太阳能发电系统的效率提高50%【1】。
2 MPPT原理和控制算法[4-7]
MPPT即为最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，简称MPPT），现在国内外研究MPPT的算法很多，比较成熟的有扰动观测法、恒定电压法、爬山法等。恒定电压法（CVT）就是将光伏电压固定在最大功率点附近，基于恒定电压的追踪器制造简单容易实现，初期投入少，该系统工作电压具有良好的稳定性，但是跟踪精度差，忽略了外界温度对太阳能电池开路电压的影响。扰动观测法（P&O）和爬山法（Hill Climbing）都是通过先确定一个电压值，输出该电压下的功率；然后给一个电压扰动再输出比较功率，来寻找最大功率点的位置。该控制方法的思路简单，效率高，实现比较方便，能提高光伏电池的利用效率，本设计采用的就是扰动观测法。
3 模糊控制器设计
4.2 仿真结果
5 结论
本文将成熟的模糊控制理论应用到太阳能发电系统寻求最大功率点的跟踪控制中，使得太阳能发电系统能快速跟踪光伏阵列的最大功率点，提高了发电系统的效率，发挥了模糊控制的优势。
参考文献：
[l] 周志敏，纪爱华.风光互补发电实用技术[M].北京：电子工业出版社，2011.
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[3] 张立文，张聚伟，田葳，等.太阳能光伏发电技术及其应用[J].应用能源技术.2010（3）. （下转第3209页）
（上接第3205页）
[4] 科瓦稀奇.模糊控制器设计理论与应用[M].北京：机械工业出版社，2010.
[5] 邓鑫.太阳能光伏发电技术至2050年发展趋势[J].中国科技博览，2010（10）.
[6] 王长江.基于MATLAB的光伏电池通用数学模型[J].电力科学与工程，2009，25（4）.
太阳能发电技术论文篇5
1太阳能热发电技术
太阳能热发电技术：将吸收的太阳辐射热能转换成电能，包括两类：一类是利用太阳热能直接发电，如半导体或金属材料的温差发电碱金属热点转换和磁流体发电等；另一类是将太阳热能通过热机带动发电机发电。而根据太阳能热发电系统中所采用的集热器的型式不同，可以分为分散型和集中型两大类。
2 太阳能热发电的基本原理
太阳能热发电系统由聚光集热子系统、蓄热子系统、辅助能源子系统和汽轮发电子系统四部分组成。利用太阳能集热器将太阳能收集起来，加热工质，产生过热蒸汽，驱动热动力装置带动发电机发电，从而将太阳能转换为电能。从热力学上讲，这种太阳能热发电站也是按朗肯循环或布劳顿循环原理工作的，在热力学原理上与常规热力发电厂完全一样。技术上把这种按朗肯循环或布劳顿循环原理工作的太阳能热电转换称为太阳能热发电，以区别于太阳能光伏发电。
3 储热系统的组成及设计
3.1蓄热技术
蓄热储能是太阳能热发电系统中的关键技术。显热蓄热是目前技术最成熟且具有商业可行性的蓄热方式。显热蓄热又分为液体显热蓄热、固体显热蓄热、液-固联合显热蓄热三种。槽式系统蓄热装置通常有两种布置形式：间接蓄热和直接蓄热。塔式系统蓄热装置通常采用熔融盐液作为传热介质/显热蓄热材料的方式。系统设计中采用了双级蓄热流程结构，将太阳能收集到的热量根据品位进行分级存储，高温热量由高温蓄热器存储，中温部分由低温蓄热器存储；蓄存热量释放时，高温蓄热器用于蒸汽的过热过程，而低温蓄热器用于蒸汽的发生过程，相互独立。
3.2储热系统的设计
塔式太阳能热发电热电转换系统主要由换热器、高温蓄热罐、低温蓄热罐、水蒸汽蓄热器、辅助加热器、泵、汽轮机、除氧器、凝汽器等组成。而其储热系统分为高温蓄热系统和低温蓄热系统。
图1 蒸汽蓄热器结构图
1-低压分汽缸； 2-蒸汽蓄热器； 3-锅炉； 4-高压分汽缸； 5-油泵； 6、7-自动调节阀； 8、9-排汽截止阀、止回阀； 10-入孔； 11-滚动支座； 12-固定支座； 13-排水阀； 14-循环筒； 15-蒸汽喷头； 16-水位计； 17、18-进汽截止阀、止回阀
蒸汽蓄热器是最典型的利用液体-汽体相变潜热的蓄热器，其结构如图1。其工作原理：利用水的蓄热能力，将热能以饱和水的形式储存，需要时，以饱和蒸汽的形式释放。蒸汽蓄热器工作时，其罐内充水最多可达几何容积的90%，水面上部为蒸汽空间。当压力升高时，部分蒸汽转化成饱和水，反之，压力下降时，部分饱和水汽化为蒸汽。饱和水和蒸汽随压力变化而变化。换热器出来的过热蒸汽由进气管输送进蒸汽蓄热器，蓄热器内温度随蒸汽的不断输入而上升，蓄热器内的蒸汽压力也随之升高，水位随之上升，称为充热过程。随着排汽管自动控制阀7开度变大，饱和水迅速蒸发，产生二次蒸汽，蓄热器内压力下降，水位降低，即为放热过程。
为了降低风险，可采用导热油作为高温蓄热系统的蓄热、传热介质。根据设计要求，换热器设计参数，进行热力计算，给出导热油及水蒸汽的物性参数，计算出各个项目的相关数据，如最小安全系数、温度校正系数、总传热系数等。
3.3导热油罐的设计
导热油罐的设计思路：根据设计要求，进行相关结构的计算，然后选择合适的材料。本文主要论述高温导热油罐的设计。
设计要求：工作温度：240℃~350℃；工作压力：常压；工作介质：THERMINOL VP-1合成导热油；蓄热能力：≥1 500 kWh ，无太阳能输入时，可维持系统继续运行1小时；结构：高温导热油罐体采用立式圆筒形容器，由顶盖、筒体和罐底三部分组成，通过支座安装在基础或平台上。
结构计算：根据导热油质量m，导热油密度，得出导热油体积：V油=，高温导热油罐容积V需乘以一个比例系数。油罐其他部件参数的计算略。
3.4蒸汽蓄热器的设计
热力计算：根据热平衡原理：蓄热器内原有充热水量等于产生的蒸汽量和剩余热水热量之和。
假设在蓄热器中充有1kg饱和水，其压力为P1，当压力由P1下降到P2时，产生蒸汽g kg。则其热平衡方程为：
（3-4-1）
（3-4-2）
式中： ――在P1，P2压力下饱和蒸汽焓，kJ/kg；――在P1，P2压力下饱和水焓，kJ/kg；g――在P2压力下产生的蒸汽量，kg。
4 结论
储热系统的一个特性是它储存每单位能量所需的容积，容积越小，储热系统越好。设计一个好的储热系统，应将储存时间长、储存单位能量所需的容积小这些指标达到相对比较高的要求。
参考文献
太阳能发电技术论文篇6
引言
青海省地处青藏高原的东北部，纬度低，日照时间长，大气层薄而清洁，透明度好，是我国太阳能开发利用的最佳地区之一。近年来，青海省坚持多元发展、多能互补的方针，实施大力开发太阳能、风能等新能源的政策，鼓励太阳能产业的发展，使得新型的太阳能应用技术走进了千家万户。一个个光伏电站在戈壁摊上的建起，使青海省由太阳能富省逐步变成太阳能大省、强省。随着三江源生态保护工程的实施，牧区定居点、小城镇建设的力度进一步加大，为青海农牧区户用太阳能、风能等清洁能源应用技术的推广和发展，带来了新的机遇和挑战。今后，在大力发展太阳能、风能发电产业的同时，结合牧区定居点、小城镇建设，坚持适用、安全、经济、美观的原则，综合应用太阳能光电、光热技术，切实提高农牧民生活质量，是实现牧区跨越式发展发展的富民之路。
1 青海农牧区太阳能光电、光热技术的应用现状
青海丰富的太阳能资源和独特的地理环境，为太阳能的利用创造了便利条件。资料显示，青海太阳辐射强度高，日照时间长，全省年日照时数在2300～3550h之间，仅次于，居全国第2位，太阳辐射总量在5637～7420MJ/m2之间，年接收太阳能折合标煤为1.623×1015kg，合3.60×1015kW·h的电量，相当于龙羊峡电站年发电量的6万倍[1]。由于太阳能资源具有分散性，而且随处可得，使太阳能光伏发电系统的应用具有适合于作为独立电源使用，可以同其他发电系统组成混合供电系统，与电网相联构成联网发电系统的特点。太阳能光伏发电系统的以上特点有利于解决青藏高原农牧区居民因居住点分散、电力输送困难而存在用户用电难的问题；风能和太阳能的互补发电技术的研发，使户用型独立太阳能发电设备的效率更高，实用性更强。
1.1 太阳能光电、光热利用技术在青海农牧区民居建设中推广的成就
1.1.1 被动式太阳房为主的太阳能光热技术普遍推广
长期以来，我国民房建设以单层的平房为主，经济又实用。而北方地区更注重房屋朝向的向阳性，即是被动式太阳房建筑。随着居民经济条件的提高、住房建设观念的转变以及铝合金等建筑材料的普及，我省农牧区太阳房建设更加趋于合理，目前较流行的民居建筑从原先单一扩大向阳面墙体采光面积的设计，现在又增加了铝合金（或塑钢）+玻璃的“封闭”部分的设计，进一步增加了采光、挡风、保温的功能，提高了太阳能利用率。
1.1.2 太阳能光电、光热技术的选择性应用
相比较而言，青藏高原绝大部分地区年平均温度低、寒冷期长、昼夜温差大，1a中采暖期长达半年（青南地区超过半年），仅采暖消耗的能源和为此而增加的居民的经济负担占每户全年能源类消费的50%以上。因此，关于能源类的新技术，如地膜种植技术、太阳灶、节能灯等，经政府技术部门介绍推广，很快得到普及应用；而太阳房建设、太阳能热水器的使用等，也经居民在实践中遴选而自发推广。
1.2 太阳能光电、光热利用技术在青海农牧区民居建设中存在的问题
1.2.1 太阳能光伏建筑一体化技术的推广应用条件还不够成熟
虽然太阳能光伏建筑一体化将是未来太阳能应用发展的必然趋势，但就目前而言，还存在核心部件—-光伏组件的研发还不够完善、生产成本较高、安装复杂、转化效率较低等问题，制约了其向民用住宅的推广，目前只用在一些公共场馆的建设和部分高档住宅建设中。
1.2.2 太阳房建设普及面广，还有进一步拓展应用的空间
无论是城镇还是农牧区、楼房还是平房，太阳房已是居民首选的建筑形式。全省城镇和东部农业区结合新农村建设政策的实施，加快了民居改造建设步伐，近几年青南地区城镇化建设和牧民定居点的建设，改变了游牧民族长期以来逐水草而居、帐篷为家的生活习惯，牧区一排排漂亮的太阳房建设让广大牧民享受到了实惠。若在推广太阳房建设的同时，根据农牧民生活的需要，增加太阳能温棚、畜棚等，使太阳房建设技术更好地为牧区群众生活、生产服务。
1.2.3 户用型太阳能光伏发电设备功能需逐步完善
独立的太阳能光伏发电产品的推广，为牧民解决了用电难的问题，但也存在购置成本高、蓄电池寿命短的弊端。经过不断改进，太阳能电池板的效率逐步在提高，而风—光能互补性发电技术的应用，为牧民使用更多的用电器提供了保证，在此基础上可考虑由过去单一的照明功能向太阳能发电采暖、小型LED蔬菜温室等新型应用技术发展。
1.2.4 保温墙技术的应用需进一步向农牧区推广
自2002年以来，青海省在房屋建筑中推广保温墙技术，率先在西宁市及周遍城镇楼房建筑中使用，资料显示，增加了保温墙的房屋冬季室内温度平均提升2～3℃，具有“冬暖夏凉”的保温效果，节能效果明显[2]。如果在规范保温材料市场的前提下，逐步向农牧区推广应用，受益面会更大。
1.2.5 太阳能热水器向农牧区推广中的问题
经过近几年不断实践，家用紧凑式热管真空管太阳能热水器以其价格优势、实用性优点逐步被用户接受。目前西宁市周遍地区、海东地区的用户已超过30%，并且由东部农业区逐步向全省推进，太阳能热水器在牧区推广使用，关键是要解决热水器全天候应用和冬季安全性问题，并且使单一的热水功能向热水+供暖的多功能化技术改进。
2 促进太阳能光电、光热技术综合应用的思路和策略
太阳能的利用，基本方式可分为4大类：光热利用、太阳能发电、光化利用和光生物利用，相对而言前两种方式技术发展较为成熟。有专家认为，太阳能科技发展有两大基本趋势：光电与光热结合；太阳能与建筑的结合[3]。就目前而言，如太阳灶、节能灯等产品，单一的一种技术或产品产生的效益是十分有限的，也容易被忽视，若将较成熟的相关技术或产品加以整合，应因地制宜，发展太阳能光电、光热技术的综合利用技术，使太阳能的利用更加科学、高效，为广大的农牧民群众造福。
2.1 太阳能的利用无论技术还是产品，还没形成系统、高效的应用模式
目前正处在研发和探索阶段，所以太阳能的利用应从一点一滴做起，继续向牧区推广太阳灶、节能灯具，鼓励使用LED光源，有条件的城镇、村庄使用太阳能路灯等，减少能耗。太阳灶在农村推广使用接近20a，特别适合于庭院式居民使用，但过于注重低成本化，质量、使用寿命问题较突出，影响了群众使用的积极性。青南地区地广人稀，居住分散，电力输送成本较高，节能灯具的使用率普遍较低，而街道亮化工程的实施，太阳能路灯更是首选的节能产品。
2.2 因地制宜，民居建设中形成以太阳房为主体，附加太阳能光电、光热利用的综合技术应用
2.2.1 太阳房+太阳能热水器的光热应用设计
如图1所示，是太阳房+太阳能热水器的光热应用设计平面示意图，其中A部分是房屋外墙，增加6～10cm厚的保温材料，B部分是太阳能热水器，C部分是采光墙，由铝合金（或塑钢）构成门、窗，若使用双层玻璃可增加室内保温性，D部分为铝合金“封闭”，E为利用太阳能热水器供热的散热器，F为节能灯。这种设计在太阳房建设中增加保温墙，冬暖夏凉，太阳能热水器在夏天提供生活热水、洗澡热水，冬季提供供暖热水，通过增加热水器集热器面积（或设计成两部分）改善冬季供暖效果。
2.2.2 太阳房+独立式太阳能发电设备的综合应用设计
如图2所示，是太阳房+太阳能发电设备的光热、光电应用设计平面示意图，其中A部分是房屋外墙，增加6～10cm厚的保温材料，B部分是太阳能电池阵列，C部分是采光墙，由铝合金（或塑钢）构成门、窗，若使用双层玻璃可增加室内保温性，D部分为铝合金“封闭”，E为风力发电机，F为节能灯。这种设计适合于高海拔的牧区，在太阳房建设中增加保温墙，冬暖夏凉，风光互补型发电机弥补供电困难。同时，每户设计4m2的小型太阳能温室，利用太阳光+LED灯光照明技术，种植青菜，缓解牧区冬季吃蔬菜难的问题。
3 结语
太阳能与人类生活密切相关，作为一种可再生的清洁能源，是各国竞相研究和开发利用的重点。太阳能的利用，是长期实践和研发的过程，新的技术和产品不断涌现，为人类生活带来便利，将太阳能产品与房屋相联系，向房屋要能源，是太阳能产品发展的必然趋势，而太阳能光电、光热技术的综合利用是进一步提高太阳能利用的有效途径。
参考文献
[1] 谢佐，张才骏，韩文，等.太阳能产业发展和太阳能推广应用调研报告（之二）[EB].青海省政府网，2008，07.
[2] 青海社会科学院.2012年青海经济社会形势分析与预测[M].北京：社会科学文献出版社，2012，05.
太阳能发电技术论文篇7
引言
随着经济的发展和人口的增加，能源面临着供应不足，各国都在努力寻求稳定充足的能源供应，可再生能源的开发利用尤为引人注目。光伏发电指利用太阳能电池组件将太阳光能直接转化为电能，具有转化环节少、资源蕴含量取之不尽、能源质量高、建设周期短、发电方式接近零排放等优势。近年来，许多国家的政府都非常重视“屋顶阳光发电系统”的开发，各国都制订了政策以促进太阳能光电技术的应用。目前中国的太阳能发电尚处于起步阶段，由于技术问题，中国的太阳能光伏产业成本高，竞争力弱，这不仅需要技术的引进、开发，产业的管理模式，这更是政府的政策引导和扶持作用。
一、美国的光伏产业政策
美国1978年开始全力推动太阳能的利用，联邦政府对装设太阳能系统的住宅实施补助50%的费用的政策；1980年财政部制定了能源设备减税办法：凡是家庭购置太阳能系统，其购置、装设等费用的40%可减免所得税，最高达4 000美元；1986年美国将家用太阳能热水系统的减税额度定为15%，1987―1991年为12%，对于1992年之后开始购置其他太阳能系统的家庭，其费用的10%可减免所得税。2005年美国能源部能源研发总投资为7.66亿美元，其中可再生能源研发投资占了42%，另外，美国还制定了庞大的太阳能发电计划，“百万屋顶计划”打算在1997―2010年安装总容量达4.6亿兆瓦的光伏发电系统。美国加利福尼亚州决定，对太阳能的补贴将不完全取决于太阳能电池板的数量，而在于生产的太阳能电量，并且从2007年1月1日起，对低于100千瓦安装规模的太阳能系统予以补贴；对超过100千瓦的太阳能系统的奖励将以电量为基础。美国的光伏产业政策是美国的光伏产业有了很大的发展。
二、德国的光伏产业政策
德国从20世纪70年代研发太阳能技术，1991年为了鼓励民众消太阳能，德国政府出台了为安装太阳能屋顶的住户提供补贴的政策。1999年实施“十万太阳能屋顶计划”，预计六年中资助10万户家庭装备太阳能电池设备，通过商业银行向消费者直接提供优惠贷款。2000年德国引入“税收返还”政策，向太阳能产品提供商承诺一价格执行二十年，并将太阳能能源并入公用电力网格，以电力的输出获得政府的回报。2001年，德国提出太阳能补贴政策，通过政策扶持扩大太阳能产业规模，以规模效应降低成本，提升产品技术含量，从而实现高速产业化。2004年德国颁布的《再生能源法》规定，最迟2009年政府对新能源行业的补助将逐渐减少。2010年，德国通过了可再生能源法光伏发电上网补贴修订案，7月1日后在德境内建造光伏发电系统补贴额减少13%，转换地区补贴额减少8%，其他地区补贴额减少12%。德国补贴政策的下调，让太阳能行业有所停滞，并于2012年3月德国议会通过光伏补贴削减法案，德国的这一削减政策目的是让光伏产业形成独立的技术和市场。虽然开始时德国的光伏产业会有所停滞，甚至有所下降，但是政府如果一直扶持，光伏产业就不能形成自己的竞争力。
三、日本的产业政策
日本于1974年公布“阳光计划”，建立了太阳能暖房和家庭热水供应发热示范系统。1997年日本颁布《关于促进新能源发展的基本目标》规定了促进太阳能技术发展的原则和方针。日本启动的“新阳光计划”承诺：对于在自宅上安装太阳能发电设备的居民，给予安装设备成本50%的补贴，补贴分十年递减。1994年日本对住宅安装太阳能系统（下转142页）（上接45页）给予低息贷款，1997年日本太阳能累积发电总量达9.1万kW，首次成为全球第一。2006年取消补贴政策，日本光伏产业的发展势头被遏制，日本意识到逐渐被甩开的趋势后，2009年重新恢复了补贴政策。2008年的“构建低碳社会行动计划”提出目标：争取2020年太阳能电池的采用量增到2005年实际采用量的10倍，到2030年增至40倍，并在三至五年后，将太阳能电池系统的价格降至目前的一半左右，日本建设示范区推广太阳能发电，各家除太阳能发电设施外，也装有一般的输电线，以解决太阳能发电不够用或电力用不完的问题。为了解决太阳能发电成本偏高，日本在提供补助的同时，加大研发，提高太阳能电池板的性能节约成本，并开发太阳能发电新材料。
结论与启示
德日等对光伏产业很早就实施补贴减息等扶持政策，但政策略有不同。美国的补贴或减税大多对企业或个人购置、装设太阳能装置，花费的精力和财力较大，且还在加大补贴。德国实施税收返还，并将太阳能并入到公网，政府和企业建立长期契约，逐步递减价格；鼓励厂商发展技术，缩减成本，厂商自主研发太阳能技术，减少成本，增加利润，扩大光伏行业，替代传统产业；光伏产业有一定规模时，政府逐渐放手，鼓励光伏产业自主发展。日本的光伏产业政策对安装者补贴和减息，不仅针对企业或厂商，还针对居民用户；研发新技术，建立示范区，鼓励广大居民用户自己发电，为其提供优惠的政策，为民众解决实际问题，为太阳能实现用户自产自用的推广做准备。
中国人口众多，但却东多西少；资源丰富，却西多东少，因此应该协调发展东西部的光伏产业。首先采用差别对待的补贴政策，对东部太阳能技术开发大力鼓励，西部太阳能设备安装减税补贴。补贴是最能激励用户安装太阳能的政策，但补贴费用的巨大有可能会让政府支撑困难，因此适时适量的补贴配合其他优惠政策才能持久的扶植光伏产业，光伏产业的发展趋势应该是政府领导，完全竞争市场。其次鼓励太阳能的低成本技术开发，调动科研人员开发光伏技术的积极性。对西部安装太阳能发电的住宅个人实施减税和补贴，国家可安装输电线，鼓励其将多余的电力买给电力部门。最后光伏产业技术较为成熟后，政府逐渐退出光伏产业，让光伏产业自主发展，形成国际竞争力。
参考文献：
[1] 王书平.主要发达国家新能源政策及其对中国的启示[C].第四届能源战略国际论坛论文集，2009：12.
太阳能发电技术论文篇8
我国的光伏产业目前仍处在初级阶段，但近年来太阳能产业发展非常迅猛，特别是太阳能电池产品已成功进入欧洲市场。太阳能光伏技术也越来越多的应用于各个行业，大到工业，农业，国防，通信等领域，小至家居生活，光伏技术无处不在。而农业生产中光伏技术的应用还相对较少，传统农业温室大棚的能源方式：一是供暖炉，二是电网电能。这已远远不能满足现代农业生产高效，环保节能的理念，因此将太阳能光伏技术引入温室大棚控制系统是发展现代农业推动农业科技创新的必由之路。
1.太阳能光伏技术
目前太阳能发电主要有两种形式：一种是光热转换发电，二是光伏发电（Photovoltaic Generation，PV）。太阳能光伏发电是通过太阳能电池的福特效应直接将光能转化为电能过程。优点是不需燃料，无污染，节能、安全、无噪音、容易获取。近年来，在太阳能有效利用中太阳能光伏发电式发展最快最具活力的一种。
1.1太阳能光伏系统的应用领域及特点
太阳能是一种环保清洁的能源，我国的太阳能资源非常丰富，多数地区平均日照射量在4kwh/m2以上，地区可达7kwh/m2。我国的光伏技术应用还处于初级阶段，太阳能主要应用于太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电，太阳能卫星电池，太阳能路灯等。
太阳能光伏系统的特点：
优点：
（1）普遍性：是指太阳能在地球上随处都有，没有地域限制且不用开采运输。
（2）环保性：是指太阳能无毒，无害，清洁、绿色、环保，对于环境污染日趋严重的中国，是一种宝贵的资源。
（3）充裕性：太阳能每年到达地球的辐射量非常的充裕，相当于130亿万吨煤所产生的能量。
（4）长久性：科学家根据目前太阳产生的核能速率估算，太阳能的储量足够维持上百十亿年，地球的寿命也达几十亿年，对于地球人来讲太阳能的时间是长久的，无限期的。
（5）前瞻性：对于愈来愈枯竭的地球能源，太阳能无疑是最具开发潜力的绿色环保能源之一，从能源开发的意义上来讲太阳能的开发更具有可持续性和前瞻性。
缺点：
（1）分布零散：太阳能在地球表面每年的辐射量很大，但分布广，密度小，所以利用率低。
（2）稳定性差：太阳能的强弱容易受天气因素及昼夜交替的影响，所以稳定性较差。
（3）转换效率低，应用成本高：受材料和技术水平限制，多数太阳能产品转换率低，从而增加了其应用的成本，经济性一直是困扰太阳能普及的重要因素。
1.2太阳能光伏系统性能与组成
每个太阳能基片都是一个光电二极管，光伏发电是利用半导体材料的光伏效应，将太阳能转化为电能的一种形式。而第一个使用的单晶硅光伏电池（Solar Cell），是美国人在1956年研制成功的，从此就有了光伏发电技术。
太阳能光伏发电系统分为独立（离网）太阳能光伏发电系统和并网太阳能发电系统。独立太阳能发电系统是由光伏电池板，控制器和电能存储部件及逆变器组成的发电与电能变换系统。而并网太阳能发电系统，除了上述组件外还必须有并网逆变器与国家电网并网。
（1）独立太阳能发电系统的系统如下图1示：
（2）太阳能并网发电系统如图2所示：
图2 并网太阳能发电系统结构框图
其中光伏电池板第一代产品是由硅片为基础的光电转换系统，为了提高太阳能电池光转换效率，降低光伏电池生产成本，相继出现了基于薄膜技术的第二代光伏电池产品，这种产品使用很薄的光电材料附着在非硅材料的衬底上，降低了生产成本，适合于批量生产；进而第三代太阳能电池产品也将问世，它是以先进薄膜制造技术为基础的理论极限光电转化效率可达93%。主要有量子点、多层多结、染料敏化的太阳能电池、有机聚合物电池、纳米电池等。
电能储存部件主要是指太阳能蓄电池，太阳能蓄电池一般采用铅酸电池，常用的有DC12V，DC24V，DC48V三种，在微型系统中也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。蓄电池的主要作用是在有光照时将光能由太阳能电池板转换成电能储存起来，以备使用。
太阳能控制器主要对太阳能基板输出的电能进行调节和控制，把调整后电能分为两个途径输送，一方面直接送往直流负载或交流负载，另一方面将剩余能量送往蓄电池组储存，当太阳能基板发出的电能不能满足负载需要时，太阳能控制器便将蓄电池中储存的电能量送往负载。
太阳能光伏逆变器是光伏发电系统的核心设备之一，也称为DC-AC逆变器。在太阳能光伏发电系统中，可将太阳能通过太阳电池转化为DC12V、DC24V、DC48V的直流电能，通过光伏逆变器中的功率变换及控制系统转化为符合电网电能质量要求的110V或220V交流电。太阳能逆变器可分为DC-AC和DC-DC两种，可将太阳电池性能最大限度地发挥，并为系统提供强有力的保护功能。太阳能并网逆变器是光伏发电系统与国家电网并网的核心部件。
2.太阳能光伏系统在温室大棚控制系统的设计方案
2.1太阳能光伏技术在温室大棚控制系统中应用设计的背景和可行性
日本、美国、荷兰、以色列等国外农业设施栽培综合环境控制技术较先进的几个国家， 由于其地理位置、自然环境和经济基础不同， 其发展的侧重点也不同。
目前我国农业正处于从传统型农业向优质、高效、高产为目的的现代化农业转化的新阶段。要发展具有我国特色的温室自动控制系统，充分发挥温室农业的高效性，必须综合应用各种现代化控制和管理技术，通过各项设施的有效运作给温室栽培物创造最适宜的环境条件，最大限度的减少外界不利环境和气候条件对农业生产的影响， 获得作物最佳生长条件， 从而达到增加作物产量、改善品质、延长生长季节的目的。而面对现代社会能源日益枯竭的现实状况，开发利用新型能源已成为农业生产可持续发展的基本保障方式之一。
本设计针对中国北方天气干旱、日照时间充足的特点，将太阳能光伏技术引入农业温室大棚系统设计中，不仅可以解决系统的部分能源问题，而且可以提高现代农业生产的绿色、高效、节能环保进程。目前我国有些省份已经在一些地方率先使用太阳能并网发电系统，如无锡机场800kW屋顶光伏并网系统工程，镇江、丹江两个城市的2个4KW光伏并网系统等。从系统的可行性方面来讲，首先，中国是个农业大国，这种新型能源的在现代农业生产中的推广使用，将会为国家节省大量的资源；其次，中国的光伏技术近年来发展迅猛，光伏技术日趋成熟；第三，光伏技术在农业温室控制系统的应用，将能有效推动高效环保现代农业生产。第四，温室大棚多建在光照充足的区域，屋顶平坦，便于安装且空间充裕。
2.2光伏技术在温室大棚控制系统中的设计方案
2.2.1系统总体设计思路
本系统设计是基于PLC控制的农业温室大棚控制系统，通过PLC对温室中作物生长的环境因子光照、湿度、温度、CO2浓度等进行调节和影响，从而达到不同农作物生长所要求的环境条件。系统的输入控制因素主要是传感器所测试的光照、湿度、温度及CO2浓度，通过系统运算驱动执行机构动作（喷淋系统、遮阳网、补温系统控制、CO2补气控制、补光灯控制及通风系统控制等）来达到控制的目的。温室系统控制结构如图3所示：
2.2.2 温室能源系统创新设计
传统的温室设计系统，所有的电能均由系统电网供给。本设计将传统单一的电网能源供给，变为太能阳能光伏并网发电的形式，当阳光充足时，系统的电能有光伏发电系统供给，当夜晚、阴天光照不充足时，电网中的电能通过并网逆变器和控制器自动补给系统。系统设计拟用太阳能电池板、太阳能控制器和并网逆变器组成并网太阳能发电系统。并网逆变器同时兼有控制器和系统保护的功能。因为并网太阳能发电系统中蓄电池几乎不用，所以系统没有选用蓄电池。设计思路结构图如图4所示：
图4 温室光伏发电系统与控制系统结构图
光照充足时光伏发电系统产生的电能充足，逆变器自动给温室控制系统PLC及上位机、温室系统的传感系统（温度传感器、湿度传感器、CO2浓度传感器、光照度传感器等）、温室系统执行机构（遮阳帘、天窗、风扇、补光系统等）提供电能，因为系统是按照所有执行机构同时工作时的最大功率设计的，在同一时刻不是所有机构都同时工作，此时多余的电能由并网逆变器送给输电网；当光照不充足时，并网逆变器自动转换，系统将从电网中使用电能，此时转为电网供电状态。
3.结论
经过对北京农业科技学院的农业科技园和西北农林科技大学新天地设施农业开发有新公司的农业科技园的参观考察，获悉这些大棚系统设计均采用现代化先进的控制技术，设计理念新，工艺成熟，能源多采用输电网供给模式，设计中均未将光伏技术引入农业大棚生产中，其中最大的原因是成本太高。近年来，我国太阳能电池生产日趋成熟，二代、三代产品的相继问世，是太阳能电池的生产成本大大降低，但控制器和逆变器的生产技术尚不成熟，要实现高效的转换率，控制器和逆变器仍主要依靠进口。经过对国内外温室控制系统研究分析，结合现代农业高效清洁的理念，本设计有利于推动我国农业生产对清洁、环保能源的开发和利用，符合绿色、高效农业的先进生产理念。光伏太阳能技术以其永久性、清洁性和普遍性，必将成为我国现代农业生产的必由之路。
【参考文献】
[1]张立文，张聚伟.太阳能发电技术及其应用[J].应用能源技术，2010.3.
太阳能发电技术论文篇9
新能源属于我国战略性新兴产业，也是国民经济发展的基础性产业。面对环境污染与能源危机的双重压力，全球都在加快推进新能源产业发展。规模化开发与利用太阳能、风能、生物质能、地热能等为代表的新能源，实现我国传统化石能源过渡为清洁、可再生能源为主的能源结构是必然之举。中国将大力推动新能源产业的发展，在加大水电、核电、太阳能和风能设施建设的同时，计划在2020年前使新能源消费比例达到15%。特别是近年来风力发电和太阳能发电作为新能源电力的两支主力军迅猛发展，出现并驾齐驱的局面，新能源电力产业的蓬勃发展对新能源专业人才提出迫切需求。在这种形势下，怎样培养适应新能源产业需求的人才，既有巨大的机遇，也有很大的挑战性。
为适应我国战略性新兴产业的需要，自2006年以来我国相继有华北电力大学、河海大学、长沙理工大学等多所高等院校开办风能与动力工程本科专业；2010年教育部紧急下达《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》，自2011年开始，我国部分高等院校设置了新能源科学与工程、新能源材料与器件等新能源产业相关的本科专业。但怎么样才能更好地为国家发展新能源产业起到人才培养的支撑作用，培养什么样的新能源产业人才以及如何培养，怎么样结合学校自身的特色与资源优势开设专业方向和课程体系，是当前面临的主要课题。
一、我国新能源电力产业的发展形势
自2007年，我国风电装机容量呈高速增长趋势。2010年，我国（不包括台湾地区）新增风电装机1893万千瓦，累计风电装机容量4473万KW，超过美国跃居世界第一位。至2012年底，全国新增安装风电机组7872台，装机容量1296万KW；累计安装风电机组53764台，装机容量达到7532万KW；风电并网总量达到6083万KW，发电量达到1004亿千瓦时，风电已超过核电成为继煤电和水电之后的第三大主力电源。2013年我国风电又新增风电并网容量1492万千瓦。2014年我国风电发展目标为1800万千瓦。根据2014年国家能源局印发“十二五”第四批风电项目计划显示，列入“十二五”第四批风电核准计划的项目总装机容量为2760万千瓦（27.6GW）。从2011年开始，我国为把握风电发展节奏，促进产业健康有序发展，国家能源局开始制定风电项目核准计划，前三批风电核准规模分别为2683万千瓦、1676万千瓦（后又增补852万千瓦）和2797万千瓦。至此，“十二五”以来拟核准的风电项目规模累计已超过1亿千瓦。
在风电大规模发展的同时，自2009年以来我国太阳能光伏发电也迅速扩张。截至2012年底，我国累计光伏装机容量达到7.5GWp；截至2013年底，中国光伏发电新增装机容量达到10.66GWp，光伏发电累计装机容量达到18.16GWp。2013年全球光伏新增装机39GWp，比2012年增长28%。2013年，就新增光伏装机而言，中国、日本和美国成为世界上最大的三个市场，而德国则退居第四。中国2014年光伏发电的发展目标是全年新增光伏装机14GWp。根据《太阳能发电“十二五”规划》，中国光伏发电装机容量与发展目标如表1所示。
在太阳能光伏发电快速成长的过程中，全球太阳能光热发电也正以惊人的速度发展。截至2013年底为止，美国已有5座大型太阳能光热发电站投入运行，规模都在100MW以上。其中美国NRG能源公司联合Google、Brightsource公司投资22亿美元在加州莫哈维沙漠建设的太阳能发电站于2013年成功发电，装机规模为392MW，这是目前世界上规模最大的塔式电站。美国能源部SunShot计划光热发电的研发目标是到2020年实现75%的成本削减，在不依赖政策补贴的前提下将光热发电推至每千瓦时6美分甚至更低的水平。欧洲早在2009年12家跨国公司在德国慕尼黑签署协议，计划投资4000亿欧元在北非建立太阳能热发电厂，10年后开始供电，据估计到2050年，该项目在北非的发电厂将满足欧洲15%的用电需求，这也是目前世界上拟建中太阳能发电厂同类中最大的太阳能项目。此外，西班牙、南非、印度、智利、摩洛哥、以色列、沙特、阿联酋、科威特以及澳大利亚都已经开始了大规模光热发电的兴建，印度已有50MW规模的电站并网运行。中国在北京延庆县八达岭建设了首个规模为1MW的太阳能热发电示范电站，于2012年8月成功发电，但还没有商业化规模电站。可以预见，随着国外太阳能光热发电公司进入中国和国内太阳能光热发电技术的研究进展，中国未来十年将在太阳能光热发电方向上大有作为。
二、新能源科学与工程专业人才培养的定位
2012年，教育部将原风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一改为新能源科学与工程。相应地，风动专业也将面向更宽广意义的新能源产业需求，需要对专业培养方案进行调整；特别是更名为新能源科学与工程，就业的主战场不能较好地定位，致使专业课程体系达不到市场的期望值，对该专业课程体系怎样设计仍需继续研究探讨。从用人单位和学生自身需求上来看，专业课程设置和职业能力培养占有很重要的位置。其主要原因有两个：一是我国经济水平还欠发达，从读大学所付出的成本上来看，大多数学生期望接受到职业技能方面的训练；二是用人单位企盼招收到适合于工程技术需要的、能够尽快进入工作角色的应用型、技能型、复合型人才。
对于专业设置，国内其它专业的普遍做法是根据就业渠道下设专业方向。专业必须有支撑产业为基础才会有生命力。因此，本文提出“以学科为基础设置大类专业，以产业为支撑开设专业方向”的观点。新能源科学与工程专业应该在强化“工程实践能力培养”的基础上，必须以风力发电、太阳能发电作为就业主战场，分别面向风电机组设计与制造、风电场工程、太阳能发电工程三个主要领域，设置各具特色的专业方向的课程体系。
三、新能源科学与工程专业课程体系的优化
新能源科学与工程专业自2010年教育部批准开设以来，全国已有34所高校开设此专业。2013年5月19日，“首届全国新能源科学与工程专业建设研讨会”在华北电力大学召开，指出课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到人才培养的质量。现阶段我国系统培养新能源科学与工程专业本科生、研究生的工作才刚刚起步，对于相应课程体系的构建正处于探索阶段。
根据国内部分高校新能源科学与工程专业公布的培养方案，其课程体系设置与专业定位（如表2所示）。总体上来看，各高校的课程体系呈现自由发展、特色发展的局面，这有利于各学科交叉融合，促进新能源产业发展，但同时应注意一些专业基础课程的共性、相通性问题。课程体系可以大致分为两大类：一类是遵循厚基础、宽口径的原则，强调能源类基础理论课程教学（A类），但专业核心课程各高校有所偏重；另一类则是专业方向针对性较强，更强调职业能力培养（B类）。例如风动方向加强了力学、机械、电气方面的课程模块，太阳能方向则强调了半导体物理、材料科学的课程模块，但缺少光学、热学、电气工程方面的教学。
表2 国内部分高校新能源科学与工程专业的课程设置与专业定位
学 校 专业课程体系 专业定位
A类：
浙江大学、华中科技大学、西安交通大学、中南大学、重庆大学、上海理工大学等 专业基础课程：工程热力学、工程流体力学、传热学、应用电化学、固体与半导体物理、材料科学基础、工程制图、机械设计基础、电工电子技术、自动控制原理等
专业核心课程：可再生能源和新能源概论、太阳能电池原理与制造技术、太阳能光伏发电系统与应用、太阳能热利用原理与技术、风力发电原理、生物质能转化原理与技术、核能发电概论、氢气大规模制取的原理和方法、能源与环境、燃料电池概论、薄膜材料与器件、半导体材料、新能源材料、热泵技术、能源低碳利用技术、Matlab及其工程应用、CFD软件应用等 具备热学、力学、电学、机械、自动控制、能源科学、系统工程等理论基础，掌握可再生能源与新能源专业知识
B类1：
华北电力大学、河海大学、长沙理工大学、沈阳工业大学等 专业基础课程：理论力学、风力机空气动力学、材料力学、机械设计基础与CAD、、画法几何与机械制图、电机学、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、电机学、电力电子技术、自动控制原理、微机原理与接口技术等
专业核心课程：新能源与可再生能源概论、风力发电原理、风资源测量与评估、风电机组设计与制造、液压与气压传动、风电场电气工程、风电机组控制与优化运行、风力机组状态监测与故障诊断、风电机组测试与认证、风电场施工与管理、风电场建模与仿真、风力机设备材料、新能源材料、近海风力发电、风能与其它能源互补发电系统、风电场并网、风力发电机组计算机辅助设计、风电场规划与设计等 面向风电机组设计与制造、风电场工程等
B类2：
福建师范大学 理论物理基础、材料科学基础、固体物理学、材料分析方法与技术、材料热力学、单片机技术、电工电子技术、工程制图、磁性材料与器件、光电子材料与技术、太阳电池物理、光伏工程与技术、光热工程与技术、固体发光材料、半导体材料、电化学基础、磁熵变材料与磁制冷技术、传感材料及其传感技术、X射线分析技术、储能材料与技术、先进功能材料、光电薄膜与器件、锂离子电池原理与技术、材料设计与模拟计算、纳米材料与应用、新型能源材料与技术、太阳能光热转换理论及设备、太阳能热利用、薄膜材料与技术、光源设计与应用技术等 面向太阳电池及其它新能源材料技术研发
应当指出，大学的专业课程体系不可能完全为企业的需求而量身定做；即使课程体系相同，但由于学校资源的差别和培养方式、途径及方法的不同，人才培养的类型、质量与层次也会存在很大的差别。因此新能源本科专业教育主要考虑人才质量的基础性、技能型、创新型、复合型与可拓展性。专业基础课应该以能源科学为基础，兼顾高校各自的资源优势，设定各具特色的专业课程。
以长沙理工大学（以下简称“我校”）新能源科学与工程专业为例，应针对风机制造、风电场、太阳能发电站三个就业领域，结合学校现有学科与专业优势，培养目标定位于既具有较宽广、厚实的专业基础，又有专业方向的特长。为此，针对新能源产业的发展需求和我校的学科优势，新能源科学与工程专业可增设太阳能发电工程方向。主要面向太阳能光伏、光热发电站及并网工程，同时兼顾太阳能领域的技术研发，为太阳能光热发电储备人才，开设材料科学、光学、热学、电气工程等模块的课程，主干学科为材料科学、电气工程，使学生具有材料科学、光学、热学理论基础，具备电气工程的职业能力。目前我校已有的材料科学与工程、光电信息科学与工程、热能与动力工程、电气工程及自动化专业为太阳能方向的开设奠定了基础。
四、结论
当前，我国风电、光伏发电呈规模化发展的趋势，太阳能光热发电也未雨绸缪。为适应新能源电力产业蓬勃发展的需要，新能源科学与工程专业应该“以学科为基础设置大类专业，以产业为支撑开设专业方向”。在风力发电、太阳能发电专业方向上，遵循厚基础、宽口径的原则，在强化“工程实践能力培养”的基础上，分别面向风机制造、风电场工程、太阳能发电工程三个主要领域，专业基础课应以能源科学为基础，兼顾高校各自的资源优势，设定各具特色的专业课程体系。新能源产业属于国家战略性新兴产业，也是国民经济发展的基础性产业；面对环境污染与能源危机的双重压力，全球都在加速发展新能源产业。应当抓住这一有利时机，整合各校相关的资源优势，推动新能源科学与工程专业人才培养的发展，打造新能源专业品牌。
参考文献：
[1] 熊怡.论道学科学专业建设，共话新能源人才培养――首届全国新能源科学与工程专业建设研讨会综述[J].中国电力教育，2013，
（21）：26-28.
[2] 熊怡.我国新能源人才培养的道与术[J].中国电力教育，2013，
（21）：38-41.
[3] 陈建林，陈荐. 新能源科学与工程本科专业人才培养模式探究[J].中国电力教育，2013，（22）： 20-25.
太阳能发电技术论文篇10
一、光伏专业建设现状
中国光伏产业产业规模迅速增长，在多晶硅、硅片、电池片、组件和光伏系统等光伏产业链各个环节中具有了一些自主知识产权，部分已达到国际领先水平，是世界最大的光伏市场。中国光伏不缺政策、不缺市场，缺的就是光伏方面的专业人才，如何培养现在发展需要的光伏人才一直都是一个值得认真探讨摸索的课题。
目前很多高校、各中等职业学校都在加快光伏产业人才培养工作，力争为光伏产业提供全方位、多学科、多层次的人才和智力支持。南昌大学太阳能光伏学院是我国最早在大学设立的光伏学院，为光伏人才培养提供了很好的榜样。随后，华北电力大学增设以太阳能光伏发电为主的“能源工程及自动化”专业，成为了部级特色专业，侧重于太阳电池设计与制造，光伏系统设计与搭建，光伏电站规划、设计、施工、运行与维护以及太阳能发电新技术开发等方面的技术与管理能力的培养。合肥工业大学、上海电力学院、南开大学、四川大学等大学都陆续开设了光伏专业。
还有很多职业院校也加入了光伏人才的建设队伍，江西太阳能科技职业学院（原江西中山职业技术学院）致力于太阳能光伏和光热利用、新能源和节能减排等制造业专业发展。上饶职业技术学院开设了光伏发电技术与应用专业，注重光伏产业理论、应用知识和操作技能的培养，具有从事硅材料及光伏产业的高素质技能型专门人才。湖南理工职业技术学院的专业名称为光伏发电技术及应用专业，侧重于生产运行、技术开发、产品检测与质量控制、生产技术管理、技术服务等工作的高素质技能型专门人才。扬州职业大学的专业名称为光伏材料加工与应用技术，培养具有太阳能光伏产业及光伏材料基础理论知识，掌握光伏材料加工与应用技术，能在光伏材料及相关行业从事生产运行、技术开发、产品检测与质量控制、生产技术管理等工作的高素质技能型专门人才。无锡职业技术学院开设的的专业名称为电气自动化技术（光伏发电技术及应用），针对长三角地区特别是苏锡常地区产业结构调整和提升的新特点，侧重培养光伏系统安装调试、光伏系统运行维护、小型光伏系统集成、光伏产品销售等方面的能力。乐山职业技术学院开设了专业名称为硅材料技术，培养光伏材料加工及应用。天津轻工职业技术学院的专业名称为光伏发电技术及应用专业，光伏系统硬件电路设计，光伏工程现场施工及从事光伏电力系统的调试、维护、运行和管理工作。
二、对光伏专业人才培养模式的建议
随着光伏产业的快速发展，光伏人才变得非常紧缺，这将制约我国光伏产业的大力发展。目前还没有形成非常完整、成熟的光伏技术人才培养体系，人才的后续供给速度赶不上光伏产业发展的速度。因此，建立合理的光伏产业人才培养体系，为我国光伏产业输送优质专业人才，是我们高校面临的一个新的机遇和挑战。光伏产业是一个新兴的产业，光伏专业是一个全新的专业，因此与学校特色相结合的太阳能光伏专业培养方向的研究有利于我校太阳能光伏专业人才培养方案和太阳能光伏专业人才培养模式的制定和实施。
本文主要针对光伏专业的人才培养提出几点见解，以期为该专业人才培养方案的制定和实施，为培养光伏产业发展所需的优秀和创新性人才提供借鉴。
1.构建合理的课程体系
为满足国家战略性新兴产业和光伏经济发展对高素质人才的需要，结合目前光伏岗位需求以及高校的办学条件，需要构建合理的课程体系。现主要岗位群主要有单晶硅棒生产、太阳能电池片生产、光伏电池生产、光伏组件加工和光伏发电系统施工，其中前四个岗位人员需求量大，但对文化程度要求不高，很多初、高中生经过短时间培训就能胜任。而在光伏发电系统施工方面由于我国起步较晚，目前国家对光伏电站建设的支持力度较大，此类光伏发电技术施工人才需求非常的急缺，需要系统地掌握储能和光伏发电等新能源材料与器件相关的基本理论与技术，能进行新能源材料与器件制备、性能测试及设备运行与维护，在制定培养方案时可以对课程整合和调整。
在课程体系设置中，把重点放在硅棒制备工艺流程及原理、太阳能电池制造工艺流程及工作原理、光伏系统的工作原理和设计、CAD技术、电子线路知识和电气控制技术知识，加强各种机械设备的操作技能、光伏材料和光伏系统检测、PLC、单片机等控制器件基础知识的培养[1-3]。
2.加强校内外实验、企业实习基地建设
企业非常看重学生的职业素质，如爱岗敬业、吃苦耐劳、求知、学习能力、现场管理和组织生产的能力、团队合作等，这些素质很难通过一两门课程来培养，需要通过大量的校内外实验和实习来进行职业素质教育。首先要培养学生们对光伏这个产业的兴趣，认识到光伏行业的重要性和发展前景。其次通过实验和实习重点加强学生对单晶硅片制造加工流程、光伏电池生产工作流程、晶体硅光伏电池组件制造工艺流程等认知和理解，增强学生对机械设备的操作技能，培养学生的学习能力、吃苦耐劳和敬业精神[4]。
3.构建高水平、高素质的师资队伍
作为一门新开的专业需要有一个强大师资队伍，上海电力学院有光伏行业最知名的教授之一，杨金焕，是中国光伏行业的元老之一。南开大学的光电子所是国家863计划之一，他们研究的电池专门供给中国的卫星做空间电池。四川大学的材料科学系冯良恒教授也是国内光伏行业领先学者之一，主攻碲化镉太阳能电池。笔者认为，一个学科要发展，首先要有好的学术带头人。因此，要大力引进国内高水平大学师德好、学术造诣深的人才担任新能源材料与器件的学术带头人。在此基础上引进相关方向的优秀青年博士，为现有师资队伍注入一股具有活力与创造力的新鲜力量。采取老教师带新教师的方法，尽快提升青年博士的教学水平与教学素质，使青年博士在掌握基本的教学技能的同时，充分发挥自身创造力的优势，加快整个专业的发展。
三、总结
光伏产业是一个新兴的产业，光伏专业人才变得非常紧缺，光伏人才培养要结合目前光伏岗位需求以及高校的办学条件，凝练出该专业的特色，制定合理的人才培养方案，构建合理的课程体系，建立科学的管理制度，提高人才培养质量，为光伏产业培养具有创新精神和实践能力的高素质光伏专业人才。
参考文献：
[1]李文萱. 高职院校光伏专业建设的探索[J]. 滁州职业技术学院学报，2012， 11（2）： 35-37.
太阳能发电技术论文篇11
探索“学校主体、行业指导、校企合作”的多层次专业建设机制，深化“做中学，学做合一”工学结合的人才培养方式。将新能源科学与工程专业建设成为教育理念先进、软硬件条件完备、人才培养质量优良和经济社会服务功能良好的特色专业，努力成为新能源行业高技术人才培养的摇篮。
人才培养目标
专业面向市场需求、产业和领域需求，从知识、能力和素质的三维空间构建人才培养体系，培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，且具有面向产业和领域需求的研发能力、工程组织和管理能力的创新型、复合型专门人才。学生毕业后有能力作为新能源材料研究、工程设计与开发、LED照明工程、太阳能光电/光热和储能系统及能源工程控制的教学科研、技术开发、新工艺和新技术、工程应用和技术管理的跨学科复合型专门人才。
人才培养规格
学生主要学习新能源及其利用、能源工程控制的基本理论，掌握各种能量转换与有效开发利用的理论与技术，接受现代工程师的基本训练，具备进行新能源相关领域的材料研发、系统设计与控制、新工艺/新技术设计和工程应用等综合能力。
（1）知识体系上，要求：①具有良好的数学、物理、电子、化学等方面的基础理论知识；②较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括太阳能光电/光热、LED发光照明、新型储能系统、材料科学基础、电子电路、计算机语言基础知识；③较系统地掌握本专业领域的专业理论、基本技能，具有从事专业生产、技术管理、工艺设计、性能测试以及新产品、新技术、新工艺及系统集成控制的研究与开发能力；④了解相近专业（如材料物理、自动控制、物理化学和物理学等）的一般原理和知识；⑤了解本专业领域的新成果和发展趋势，熟悉国家关于新能源产业与工程研究、科技开发及相关产业政策，国内外知识产权等方面的法律法规。
（2）能力要求方面，要求具备：①新能源相关的新产品、新技术、新工艺及系统集成控制的研究与开发能力；②熟练的计算机应用能力，具备材料设计和工程应用的编程能力；③外语的听、说、读、写、译基础，能阅读本专业外文书刊；④获取新知识的能力和追踪本学科发展动态的能力；⑤创新意识和一定的创新能力，具备撰写论文或技术报告的能力。
专业支撑条件建设
学科与学位点
专业拥有物理学一级重点学科作为学科支撑，拥有物理学一级学科博士点、能源与材料物理二级学科博士点、能源与材料工程硕士点3个支撑学位点。至此，学院拥有新能源科学与工程从本科到博士完整的培养体系。
师资队伍
专业现有专任教师12名，其中高级职称教师5名，具有博士学位8名，教师的专业方向涉及新能源材料、能源工程、电子及控制，师资队伍专业结构有效保证了人才培养模式的实施。近几年来，专业教师在科研方面承担了与可再生能源有关的包含863、国家自然科学基金、省科技重大专项以及产学研合作项目等10多个项目。在太阳能应用方面，开发生产太阳能集热板的关键技术和光热系统控制技术，研制太阳能光伏发电系统的关键技术和工程应用开发、开展太阳能电池材料基础研究；在锂离子电池方面，在锂电池正（负）极材料、电池块关键技术、电解液添加剂和锂电池研发平台等方面都具有很扎实的研究和应用开发基础。这些科研工作保障了本科专业的培养层次和行业竞争力。
完备的实验条件
新能源科学与工程专业是一门实践性很强的实验科学，因此，在课程设置中加强了实践环节设计，包括大学物理实验、大学化学实验、电子电工实习、工程训练（包括光伏、光热工程、锂电池生产、能源控制工程）等诸多重要实习实践环节。2013年获批福建省先进材料与新能源工程实验教学示范中心，建成了新能源基础实验室、新能源综合实验室以及专业创新实验室。其中，专业创新实验室主要包含纳米技术、锂电池技术、太阳能技术三个创新实验平台。尤其是已建成了100kW校内太阳能光伏发电实践基地和校内锂电池工程化实训中心。这些为学生实践能力和创新能力的培养打下了坚实的基础。同时，学院拥有福建省量子调控与新能源材料重点实验室，为本科生课外科技项目和毕业设计提供重要的实验条件。
校外实践实训基地
与飞毛腿（福建）电子有限公司、福建福晶科技股份有限公司、福建星网视易信息系统有限公司、福建三元达软件公司、福州众望达太阳能科技有限公司、福州日同辉太阳能应用技术有限公司等开展校企合作，建立大学生实践基地。2012年获批福建省“大学生校外实践教育基地”建设项目——飞毛腿（福建）电子有限公司。
主要专业方向
（1）太阳能光伏。包含太阳能电池材料与太阳能发电工程两个子方向。前者着重于太阳能电池材料性能改进、新型太阳能电池材料研发工作；后者着重于太阳能发电系统设计与模式运行研究、能源智能控制以及系统应用推广。
（2）太阳能光热。包含太阳能光热材料与太阳能光热工程两个子方向。前者着重于太阳能光热转换材料性能及新材料研究；后者主要开展光热工程系统设计、运行管理以及能源智能控制。
（3）锂离子电池。包含锂离子电池材料研究与锂电池工程化两个子方向。前者着重于储能材料性能及新型锂离子电池材料体系研究；后者主要开展锂电池生产与运行管理。
（4）智能能源测控。利用现代化通讯技术、嵌入式硬件技术、数字通讯及存储技术、传感器及控制技术以及最先进的计算机及网络技术，从能源管理角度开展节能、能源智能测量与控制研究。
需要进一步改进的工作
福建师范大学新能源科学与工程专业从专业设置至今仅实施2年，从专业的人才培养模式到课程设置和具体的实施过程，不可避免的存在一些问题，在积累专业建设经验的同时，在教材、师资、平台建设、科技活动等方面仍需不断改进和优化。
（1）教材问题。目前，需要做好新能源科学与工程专业的核心课程，特别是专业实验课程的教材建设。如新能源专业基础实验和综合实验课程，可结合实验项目开设、仪器选择先编写实验讲议义，经过几年的不断完善，编写出具有一定特色的专业相关实验教材。
太阳能发电技术论文篇12
国务院三峡办李秦司长到会作了专题报告，指出近10年是输变电行业发展迅猛的阶段，李司长谈到了智能电网问题，2009年3月份中美两国开了联席会议，但是两国之间对于发展智能电网的理念上有所不同，美国把智能化看作是再次起动美国经济的动力，美国电网现状基本老化，二次系统更甚，美国的方向是降低电压，用超导技术弥补电缆费用的增加，而中国现状是建立坚强高压电网，近10年发展很快，特别是二次继保方向发展先进。对于继保的要求，美国是可以误动，不可以拒动，而中国是既不能拒动，又不能误动。
关于智能电网中存在电器朝哪方向发展，因此我国在IEC／ISO国际标准组织中争取到两个委员名额。在美国考虑形成智能电网互动，例如新能源电动汽车，深夜在各自家庭充电，白天到工作单位后插上插头向单位卖电。
关于新能源发展方向如风电发展方向，要有形成足够供电电源性质的电量规模，目前印象电气方面介入不够，因此风电相关标准都有，但是有关电网的方面不足，标委会是挂靠在内蒙畜牧机械研究所，要考虑风电系统的整体效率。
看了本次会议的论文集，内容很丰富，很好，但可以在结合国家重大的方针、和社会现状上再深入一些，如我国南方雪灾事故：四川地震后，在对抗复冰、抗震、智能化方面再深入一些。
工业与信息化部科技司张力超处长报告中提出，今后引领经济发展和市场繁荣的领头行业是什么?请大家要关注!美国提出的是智能电网，信息化和工业化融合，但是具体问题是什么?分散电源、智能计量、信息交换、随时调度用电，所有这些要有一个区域性的集体效应才能显示其效益。
当前国家提出保增长，调结构如何进行?今年规模大的钢板板材厂全面亏损，而小的螺纹钢厂反而盈利。风能、太阳能、余热利用等新能源如何利用，现在集中的发、输、送、用电方式对于新能源肯定不适用。
关键是要研究发展什么?能做什么?能否形成产业7探讨我们要做的工作，关心信息化和现在产业应该如何结合。
本次年会征集、审选76篇论文并出版了2009年会论文集，其中选出优秀论文14篇。在本次大会上宣读交流：
(1)800kVGIS的研制及可靠性分析
西安西电开关公司 申春红等
(2)交流百万伏自耦高压器的调压方式
西安西电变压器公司 宓传龙等
(3)南阳站1100kVHGIS设备抗震性质数值仿真新东北电气高压开关公司魏俊梅等
(4)交流特高压电容套管的绝缘配合与外绝缘选取南京电气集团公司何平等
(5)1000kV特高压绝缘子运行特性应研究和考虑的问题国网电科院吴光亚
(6)一种适用于特高压交流断路器的合成实验回路西高院李刚孙梅等
(7)集成式在线监测技术在特高压变电站中的应用
中南电力设计院谢郡
中国超高压输变电公司胡志华
(8)2X500kV高压可控点火球装置的设计及其放电特性探讨中国电科院吴盛刚王学军等
(9)超高压GIS隔离开关操作产生TEV研究沈阳工大李爽林莘等
(10)基于电弧动态模型的断路器合闸过电压计算研究沈阳工大李学斌林莘等
(11)电极间距对真空电弧电压特性及对电极熔池旋转速度影响的实验研究
西安交大王立军王流火等
(12)VSC-HVDC交流滤波器特性分析与参数设计
中南电力设计院周国梁等
(13)棒形悬式复合绝缘子伞形结构对覆冰闪络特性的影响
西高院丁京玲
西电高压套管公司王婷婷等
《14)安全稳定切机装置在上海电网中的初次应用
上海市电力公司超高压输变电公司鲁蓉等
上述优秀论文的特点，有些是反应了近年来我国发展特高压方面取得的成就，有些是试验方法和设备的改进，值得注意的是数值仿真分析和在线监测技术得到较多的应用。
大会对2008～2009年度在5个专委会(学会)的各项工作中成绩突出的常州太平洋电力设备集团、西安西电开关电气有限公司、西安交通大学电气学院、西安高压电器研究院，国网电力科学研究院等27个先进委员和14位优秀论文作者颁发了奖状和证书予以表彰。
会议期间与会代表参观了常州太平洋电力设备集团有限公司，对于公司企业的装备精良、管理有序和在铁道27.5kV充气开关柜等设备制作精良留下了深刻印象，并对常州太平洋电力设备集团有限公司为本次盛会所作出的优秀服务和辛勤贡献表示衷心的感谢!
新型光纤大幅降低太阳能发电价格
研究人员日前表示，使用经过特殊设计的光纤，能让太阳能发电变得更便宜。
美国佐治亚理工学院王中林教授领导的小组，在光纤周围创造了形如猪鬃的纳米线丛，增加了光相互反应的表面积，从而提高了太阳能整体发电效率。据英国BBC报道，这一研究结果发表在《应用化学》杂志上。
由于只需露出光纤头吸收光线进行发电，因此屋顶上不再需要安装庞大的太阳能电池板，取而代之的是小型太阳能收集器，经由光纤连接的太阳能发电设备可以隐藏在墙壁之间等位置。
王中林教授表示：“利用该技术，我们可以创造一种折叠式、隐藏型和可移动的光伏发电方法。”
目前效率最高和最为熟悉的太阳能电池基于硅材料制备。硅吸收太阳光，释放电子并使之迁移，从而产生电流。近年来染料敏化太阳能电池获得了飞速发展。这种电池通过染料分子吸收太阳光释放电子。染料敏化电池的发展潜力很大，其使用的大多是效率相对较低的廉价耐用材料。
太阳能发电技术论文篇13
1 太阳能供电系统
利用太阳能原理发电的系统主要由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池三部分组成。太阳能电池输出为直流电，如需将其给家用电器供电，还需要配置逆变器，将输出电压转为为220V常用交流电。
太阳能电池板：太阳能电池板是整个发电系统中的与太阳能接触最为紧密的部分，也是发电系统中最为核心的部分，既能将太阳的热辐射转化为电能，也能将吸收的太阳能输送至蓄电池中储存起来，还可以直接对负载进行供电使其工作。太阳能发电系统整体水平的高低很大程度上就由这块电池板决定。市面上太阳能电池板的售价根据功率的大小有几十到几百不等的规格，用户可以根据自己的需要进行选择。
太阳能控制器：太阳能控制器最主要的功能就是控制电路对蓄电池的充电以及对负载的供电，依据太阳能电池板电能的输出大小，合理有效地调整电路的开关状态，使整个系统达到最佳配置。当蓄电池充满或是负载过重时，控制器自动跳电，起到过电保护的作用。太阳能控制器目前常见的有12V、24V、220V这几个标称电压等级。
蓄电池：常用为铅酸电池，也可用镍氢电池或锂电池。用户在进行系统模拟实验中可以选择不同电压等级的蓄电池，通常为DC12V和DC24V，其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再取出，给负载供电。
由于在自然界中，太阳不同于煤炭等资源，人们一般难以对其进行有效控制。太阳的光照时间和强度都是不定的，所以如果单纯用太阳能进行供电，当雨季来临时，负载会因电源电能耗尽无法工作而成为一堆废铁。为此，作者建议在选择利用太阳能作为系统电源进行主供电时，不妨选择电能等可控能源作为辅助电源，在无日照的情况下，仍可对蓄电池进行充电或是直接给系统供电，从而达到既节约能源、保护环境，又能提高系统运行效率、降低系统的成本。
2 太阳能制冷仪制冷片构造说明
随着半导体材料的发展，1960年出现了半导体制冷器，它是由半导体所构成的一种冷却装置。半导体制冷器对材料的要求比较高，要同时具备N型和P型两种半导体特性，还要根据需要掺入杂质来改变半导体的温差电动势率、导电率和导热率，从而使这种特殊半导体能作为制冷的材料。[1]我们现在在中国可以见到的半导体常用材料是以碲化铋为基体的三元固溶体合金。在碲化铋中混合不纯物之后经过一系列的特殊处理制成N型或P型半导体温度差原件，其中Bi2Te3―Sb2Te3的是P型，Bi2Te3―Bi2Se3的是N型。下图1是半导体制冷器的简单示意图。
半导体制冷器中有许许多多的P型和N型颗粒，它们之间相互紧密排列，并且与普通的导体，比如铜、铝等金属导体相连接，形成通路，接着在外面夹上两片陶瓷片，将其包裹起来，对陶瓷片也有一定的要求，首先是绝缘性好，其次是导热性好。
另外，半导体制冷元件具有其他材料制成的制冷片所不具有的一些优势：（1）环保无污染，不破坏生态，不产生有毒有害物质。（2）半导体制冷器件功率低，量小质轻，适合人们对微型化的需求。（3）不受失重、超重影响。（4）只要交换电源接向，就能切换制冷与制热模式。（5）无压缩机，有效解决由于泵振动带来的噪声影响。
因为这些优势，半导体制冷技术在低温生物学、超导技术、低温外科学、低温电子学、通讯技术、红外技术、激光技术、以及空间技术等领域具有广泛的应用。[2]
3 太阳能制冷仪工作原理
在热电效应的基础上形成的半导体制冷技术被称为热电制冷，也叫做温差制冷。目前，市场上有许多种制冷的方法，常见的有：液化气体制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷这四种。热电效应的理论基础是固体的热电效应，包括塞贝克效应，帕尔贴效应，汤姆逊效应，焦耳效应以及傅里叶效应五个效应。其中前三种效应是电和能的相互转化，且可逆，后两种效应是热的不可逆效应。
一个P型半导体元件与一个N型半导体元件结合，组成热电偶对，热电偶对是半导体制冷器的基本器件。P型材料缺少电子，电势为正；N型材料富余电子，电势为负。当电子从P型端穿过PN结点到达N型端时，电子能量，并且增加的能量等于PN结点消耗的能量。
将热电偶连接成闭合回路，接上直流电源通电后，上面接头的电流方向是N-P，此时温度降低，并且吸热，形成冷端，而下面接头的电流方向是P-N，此时温度则上升，并且放热，形成热端。
把若干对半导体热电偶对在电路上串联起来，而在传热方面则是并联的，这就构成了一个常见的制冷热电堆。接上直流电源后，通过借助各种传热器件，就能使热电堆的热端不断散热，并保持一定的温度，再把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热，从而产生低温，达到制冷。这就是热电制冷的工作原理。[3]
4 太阳能制冷仪应用面临的问题
在我们研究太阳能半导体制冷仪的过程中，为了进一步了解太阳能半导体制冷箱的性能方面的影响，还遇到了一些问题，例如：
（1）由于非稳态的太阳能半导体制冷仪，在不同的光照和环境温度条件下，工作效率不同。所以如果能够研究在不同条件下，这两者以及其他因素对制冷箱制冷性能的影响，能将太阳能半导体制冷仪制冷情况更进一步反映出来，更能为其实际应用提供很好的依据；
（2）由于人体对环境感知不如仪表测量明显，所以笔者建议可以在实验电路中串联一个灵敏电表，实时反映太阳能辐射强度变化时，通过监控参数变化、用计算机模拟生成的办法，进一步弄清制冷箱的制冷情况；
（3）根据数字电子控置理论方面的知识，为太阳能半导体制冷仪提供可靠高效的数控装置，确保太阳能半导体制冷装置的高效率运行。
笔者相信随着科技的发展，太阳能半导体制冷仪这一新型产品，必然会像电子计算机一样，能走进千家万户，走进大众生活，成为人民日常活动中不可缺少的一部分。
参考文献：
[1]唐春晖.半导体制冷――21世纪的绿色“冷源”[J].半导体技术，2005，30（5）：32～34.
