光伏产业优缺点范文

导语：如何才能写好一篇光伏产业优缺点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】太阳能；光伏发电；能源

随着社会的不断发展，人口、资源和经济之间存在着越来越大的矛盾，太阳能光伏技术的应用和开发为解决能源紧缺问题起到了非常重要的作用。目前在对太阳能利用上，主要还是取暖和发电这两个方面，特别是在利用太阳能发电上，其可以完全取代水能和火能的技术，成为新型、绿色的发电技术，确保了能源的可持续利用和发展。

1 光伏发电的基本工作原理

光伏发电技术是充分的利用光生伏特效原理实现的，其通过太阳能电池来将太阳光转化为电能。光伏发电技术可以独立使用进行发电，也可以并网进行发电，其主要由太阳能电池板、控制器和逆变器等部分组成，其组成元器件都为电子元器件，因此发电设备不仅精炼，而且较为稳定，寿命较长，更易于安装和维护。而且在任何电源场合中都可以利用光伏发电技术进行发电。在进行光伏发电时，其以太阳能电池为其最基本的元件，而且电池种类较多，目前以单晶和多晶用量最为常见，只有在一些小系统和计算器辅助电源中都会采用非晶电池。而光伏组件多是由一个或是多个太阳能电池片组成的太阳能电池板。

2 太阳能光伏发电的优缺点

太阳能光伏发电与常规的发电系统相比具有较为明显的优点，由于其是利用太阳能来进行发电，不仅安全可靠，而且无污染，没有噪音产生，同时太阳能资源也不会存在枯竭的危险。利用太阳能进行发电不用受到资源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同时也不需要架设输电线路，能源质量较高，而且易于建设，可以在较短时间内即可获取到能源，使用者对太阳能光伏发电更易于接受。

但利用太阳能光伏发电也有其自身的缺点，由于太阳能会受到四季变化及天气等气象条件的影响，而且由于太阳照射能源分布密度较小，所以利用太阳能进行发电时还需要占用较大的空间面积。

3太阳能光伏发电技术的应用

太阳能光伏发电的应用方式有多种，包括独立、并网、混合光伏发电系统，光伏与建筑集成系统以及大规模光伏电站领域；在偏远农村电气化、荒漠、军事、通信及野外检测等领域得到广泛应用，并且随着技术的发展，其应用领域还在不断地延伸和发展。下面笔者仅针对独立、并网、混合光伏发电等三种技术应用方式进行阐述。

3.1 独立光伏发电系统

独立光伏发电系统是不与公共电网系统相联接而孤立运行的发电系统，通常建设在远离电网的偏远地区或作为野外移动式便携电源，比如公共电网难以覆盖的边远农村、海岛、边防哨所、移动通讯基站等等。由于太阳能发电的特点是白天发电，而负荷用电特性往往是全天候的，因此在独立光伏发电系统中储能元件必不可少。尽管其供电可靠性受气象环境等因素影响很大，供电稳定性也相对较差，但它是偏远无电地区居民和社会用电问题的重要解决方式。

3.2 并网光伏发电系统

并网光伏发电系统与公共电网相联接，共同承担供电任务。光伏电池阵列所发的直流电经逆变器变换成与电网相同频率的交流电，以电压源或电流源的方式送入电力系统。容量可以视为无穷大的公共电网在这里扮演着储能环节的角色。因此并网系统不需要额外的蓄电池，降低了系统运行成本，提高了系统运行和供电稳定性，并且光伏并网系统的电能转换效率要大大高于独立系统，它是当今世界太阳能光伏发电技术的最合理发展方向。

3.3 混合光伏发电系统

混合光伏发电系统是将一种或几种发电方式同时引入光伏发电系统中，联合向负载供电的系统。其目的是为了综合利用各种发电技术的优点，避免各自的缺点。如光伏系统的优点是维护少，缺点是电能输出依赖于天气、不稳定。在冬天日照差，但风力大的地区，采用光伏、风力混合发电系统，可以减少对天气的依赖性，降低负载缺电率。

4 太阳能光伏发电存在问题分析

4.1 产业水平低级

中国的光伏产业起步晚，发展缓慢，多晶硅制造技术比较不成熟，不仅生产的多晶硅质量相对较差，而且由于制造工艺水平上的差距，中国的多晶硅制造过程中会消耗大量的能源，这些能源直接或间接的通过煤、石油等能源获取。所以，中国的多晶硅制造多是具有高能耗、高污染、低利润的特点。另一方面，由于太阳能光伏发电市场多是在欧美等国家，国内市场需求量小，绝大多数的光伏产品都是出口到国外，所以中国的光伏产业仅仅是处于产业链的低端，用高资源、高污染的巨大代价获取与之不符的低回报。

4.2 行业产能过剩

现在，全国各地多个地方都兴起了一股新能源热光伏热，大批的光伏项目上马，投产的、在建的、申请批复的项目越来越多，在2010 年之前多晶硅产能就超过了两万吨，产量远远超过五千万吨，产能已经严重过剩。为了中国光伏产业健康有序的发展，政府开始通过政策、经济手段对光伏产业进行调节。

4.3 多晶硅制造能耗大

太阳能光伏发电是一种绿色无污染的环保能源，但是太阳能光伏发电所需的原料多晶硅的制造过程却是一个耗能巨大的生产过程，耗电量甚至高过电解铝产业。现在国外成熟的多晶硅制造技术多是采用优化后的西门子法，耗电量一般不高于150kw.h/kg，中国多晶硅制造技术相对不成熟，耗电量一般要超出国外30% 甚至100%。

4.4 行业发展无序

中国光伏产业虽然体量巨大，但是由于生产的光伏产品多是出口到国外，所以行业发展混乱，往往单打独斗。由于中国光伏产业没有国家层次的行业组织和统一的产业制度，在光伏产业遭遇国外反倾销的时候往往处于被动地位，不能形成统一的强大的行业凝聚力从而具有光伏产业话语权，所以，在反倾销的国际案例中，中国光伏企业屡屡败诉，损失巨大。

5 太阳能光伏发电发展对策

5.1 控制产业规模

中国光伏产业发展要想有序且有竞争力，产业规模一定要严格控制。对已生产的企业严格把控质量关，对在建的企业加强监管，对正在申请的项目严格审批程序。将光伏产业规模控制在一定产量之内，提高行业竞争力。

5.2 促进企业结构调整

耗能高的企业要促进结构优化，加快系统升级，降低生产能耗。促进企业结构调整，加强企业运营管理，提高经营水平。国家应该加大技术研发投入，通过制定相关财税政策促进核心技术研发，摆脱技术水平长期落后的现状，将我国光伏产业发展推向更高水平。

5.3 淘汰环保不达标企业

我国多晶硅制造可以说是一个高污染的行业，原因主要是，第一，资金投入不到位，第二，生产工艺水平不达标。政府应该加强监管，提高行业准入门槛，提高行业环保标准，对环保不达标的高污染企业进行整顿，将生产水平和制造工艺达不到环保要求的新申请的项目淘汰出局。

5.4 推进光伏产业联合

政府应该建立光伏产业联盟，制定实施相关产业政策，建立更高层次的行业协会。加大科研投入，推进光伏产业技术研发，提高行业整体制造水平，提高竞争力。推进产学研结合，建立大型示范企业，加快技术推广，降低资源浪费和环境污染。

6 结语

太阳能光伏发电是未来能源发展新途径，作为新兴产业和朝阳产业，光伏产业的发展还需要走很长的路。制造技术和生产工艺的提高能将这一绿色产业推向新的发展高度，政策制定和行业有序的组织联合是中国光伏产业发展的必经之路。

参考文献：

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关键词：光伏发电；电池；太阳能

引言

能源是人类发展的物质基础和社会进步的主要动力。各国专家通过研究发现，全球变暖不是应有的发展规律，而是因为温室气体大量被排放的结果。气候的变化对生态环境造成了很大影响还会造成海平面上升等，危害人类的生存。环境和发展已经成为困扰各国政府的大问题，尤其是我国正处在发展阶段，资源严重短缺，而且资源的开发更是使环境恶化。

太阳能作为一种新兴的能源，是取之不尽用之不竭的。随着科技的不断进步，太阳能必将成为促进可持续发展的新能源。太阳能是太阳能内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能作为一种可再生的能源，具有如下特点：

1. 储量丰富：按照现在的辐射量来看，太阳能还能持续使用约100亿年，可以无限制的开采，几乎不存任何的风险。

2. 分布广泛：虽然不同区域的太阳能的辐射能力不同，但是相对于其它能源来说，可以辐射到地球的每一个角落。不需要燃料和输电线就可以进行发电。

3. 能量大：太阳能每四十分钟传给地球的能量相当于一天全球能量消耗的总和。

4. 清洁性和经济性：人类可以直接开发利用太阳能，既环保又清洁干净。

1.光伏发电的优缺点

优点：（1）太阳能资源取之不尽，用之不竭。（2）绿色环保。光伏发电本身不需要燃料，没有CO＼-2的排放，不污染空气，不产生噪声。（3）应用范围广。只要是能获得光照的地方就可以使用太阳能发电系统，它不受地域、海拔等因素制约。（4）无机械转动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。一套光伏系统只要有太阳，电池组件就会发电，加之现在均采用自动控制技术，基本不用人工操作。（5）太阳电池生产资料丰富：硅材料储量丰富，地壳中含量在氧元素之后，列第二位，达到26%之多。（6）使用寿命长。晶体硅太阳能电池寿命可达20～35年。（7）太阳电池组件结构简单，体积小且轻，便于运输和安装，建设周期短。

缺点：（1）能量密度低。尽管太阳投向地球的能量总和极其庞大，但由于地球表面积也很大，使得单位面积上能够直接获得的太阳能量缺很小，最高约为1.2kW/m＼+2左右，绝大多数地区和大多数的日照时间内低于1kW/m＼+2。太阳能的利用实际上是低密度能量的收集和利用。（2）占地面积大。由于太阳能能量密度低，这就使得光伏发电系统的占地面积会很大，1MW光伏电站占地约需1万平方米。（3）间歇性。大多数情况下，光伏发电系统白天发电，晚上用电。（4）随机性，受气候影响强。雨雪天、阴天、甚至云层的变化都会严重影响光伏发电。（5）地域依赖性强。地理位置不同，气候不同，使各地区日照资源各异。光伏发电系统只有在太阳能资源丰富的地区应用，效果才好。

2.光伏并网发电系统简介

（1）光伏并网发电系统的原理

光伏发电系统是将太阳能转化成电能并储存到蓄电池中或者直接供给负载的装置。白天工作的时候给负载供电，当发出的点不足以提供负载时，由电网来提供，多余的部分则回馈给电网。

（2）光伏并网系统的结构及分类

根据光伏系统与电力系统的关系，一般可以分为离网光伏系统和光伏并网系统。离网光伏系统不与电力系统的电网相连接，作为一种移动式电源，主要用于边远无电地区供电。光伏并网系统与电网连接，作为电力系统中的一部分，可为电力系统提供有功和无功电能。目前，光伏并网发电是世界光伏发电系统的主流应用方式，即光伏系统通过并网逆变器与当地电网连接，通过电网将光伏系统所发的电能再分配，比如供当地负载或进行电力调峰等。光伏并网系统通常由三部分组成：光伏列阵、逆变器和电网。

其中，光伏列阵主要由光伏组件组成，其应用可以分为单个组件、组件串联及组件并联等。逆变器是DC/AC变换器，由于光伏列阵是直流电，一般也可以在前面加DC/DC环节，电网是无穷大的电源。

目前，光伏并网发电系统按照系统的功能可分为两类：一种是“不可调度式光伏并网发电系统”，该系统没有蓄电池；另一种是“可调度式光伏并网发电系统”，该系统则含有蓄电池环节。前者是将直流电能直接转化为交流电能，后者系统增加了储能环节，首先对蓄电池进行充电，然后根据需要将系统进行并网或者用作独立源，系统的工作时间和并网的功率大小可以进行设定。前者系统出现故障时，逆变器必须停止工作，使其与电网和负载断开，后者在功能和性能方便虽然比前者有所提高，但是在全球还是很难与前者相比较。原因有：蓄电池的寿命不长、价格相对还比较昂贵、蓄电池笨重体积大和不可调度式系统集成功能强，本文将采用不可调度式。

光伏并网逆变器按照结构又可分为：单相并网系统以及三相并网系统。实际上光伏并网系统基本上都可以划分成两类：单级式光伏并网系统和两级式光伏并网系统，两级式的比单级式的多出DC/DC变换。

3.光伏电池的工作原理

在光伏发电系统中，光伏电池利用光伏效应实现光电转换。光伏效应是指由于光照使不均匀半导体的PN结不同部位之间产生电位差的现象。对于常用的以半导体硅为材料的光伏电池，在光照前也就是说在平衡状态的时候，PN结形成的耗尽层中形成由N区域指向P区域的电场。当光照射到PN结后，打破之前的平衡状态，产生空穴电子对，由于垒电场的存在，使得空穴向P区移动，电子向N区移动。结果P区出现多的空穴，N区出现多的电子，从而在PN结处形成光生电动势，方向与垒电势方向相反。一部分光生电动势抵消掉垒电势，则剩下的光生电势使得P区带正电和N区带负电，这样在P区和N区之间就有了光伏效应。

上述可知，光伏电池实现光电转换大致有四个过程：

1. 光伏电池吸收太阳能光子，并且在PN结两边产生空穴电子对，一般称之为“光生载流子”。

2. 光生电子进入空间电荷区。

3. 由于垒电势的存在，光生载流子被分离，其中电子进入N区，空穴进入P区。

4. 光伏电池收集被分离的空穴和电子，接入负载则产生光生电流，从而获得电能。

4.结语

随着全球经济的快速发展，不可再生能源的不断消耗造成了今天的能源短缺，伴随着能源危机的日益加重。人类必须努力寻找能可持续发展的新能源，然而太阳能既是一种可再生能源又是无污染的能源，而且现在太阳能发电新技术不断被专家提出并开始应用。在当今社会，世界很多国家都很重视光伏发电技术的发展，我国政府也出台了不少相关政策来鼓励国内光伏产业的发展。

[参考文献]

[1]刘炳山.光伏并网发电系统运行控制技术研究[D].河北工业人学，2009.

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关键词太阳能太阳能应用 太阳能空调 太阳能中高温应用

中图分类号：TK511文献标识码： A 文章编号

太阳能名词解释

光电效应

指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。

太阳能光伏

利用光电效应，将太阳光辐射转换成电能。

太阳能光热

太阳能光热是指太阳能辐照的热能，利用热能发电，制冷 ，蒸馏等工业用热，以及农业。

太阳能空调

利用太阳能转化成电能，或者直接利用热能驱动空调，进行制冷或者供热。属于太阳能利用开拓的领域，有着巨大发展潜力。

集热器

利用镜面反射或吸收方式，对太阳能进行采集处用装置 。常用的集热器有平板式、反射式两大类。

吸收式制冷

吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程。

太阳能利用现状

目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光电技术。

光电技术指的是光伏发电，是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。

光热技术是指直接利用太阳能辐射的热量，通过集热装置，对载体进行加热，将太阳能转化为机械能或者直接进行热交换。

光热利用更有应用价值，前景更好，在太阳能利用上将是主流，将成为代表太阳能应用最尖端、最先进、最有潜力的一种应用之一。

太阳能光伏利用

光伏应用项目主要有：

公路设施

光伏发电

各种信号灯电源

与建筑结合的小型屋顶联网光伏系统

卫星电视接收站及电视差转台光伏电源

优点：

常用于小功率场合

低能耗

用于航天

缺点：

转换功率不大

成本高

国内技术水平低

太阳能光热利用

太阳能光热利用按照利用温度的不同，大致分为低温利用、中文利用、高温利用，如图表所示：

太阳能光伏、光热技术介绍

太阳能光伏利用

太阳能光伏发电原理

太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强。

太阳光伏电池基本性质

光电转换效率

η% 评估太阳电池好坏的重要因素。

目前：实验室 η ≈ 24%，产业化：η ≈ 16%。

单体电池电压

V：0.4V——0.6V由材料物理特性决定。

标准光强与环境温度地面

AM1.5光强，1000W/m2 ，t = 25℃；

温度对电池性质的影响

例如：在标准状况下,AM1.5光强，t=25℃某电池板输出功率测得为100Wp,如果电池温度升高至45℃时，则电池板输出功率就不到100Wp

太阳能光伏电池分类

光伏电池效率比较

光伏系统组成分为四大部分

太阳能光电板：核心部分，将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

蓄电池（组）：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。

太阳能控制器：控制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。

逆变器：太阳能直接输出12/24/48VDC。需要将直流电转换成220VAC交流电,需要逆变器。

太阳能光伏发电应用

太阳能光伏发电系统是利用太阳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。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。

太阳能独立发电系统

太阳能并网式发电系统

太阳能光热利用之低温利用——非聚光集热器

太阳能光热利用之中高温利用——聚光集热器

槽式聚焦：槽式聚焦太阳能集热器作为中高温集热器的一种,能够获得较高的集热温度,可用于发电、制冷空调、采暖、海水淡化等生产和生活领域。传统槽式太阳能集热装置吸收器采用真空玻璃管结构,即内管采用金属管,管内走加热介质,金属管外涂覆选择性吸收涂层,再外面为玻璃管,玻璃管与金属管间抽真空以抑制对流和传导热损失。

塔式太阳能聚焦：将吸收到的太阳能射线集中到塔中，对传热工作物质加热进而发电。

碟式光热：利用抛物面反射镜，将入射太阳光聚集到集点上，焦点处旋转的斯特林发电装置进行发电。

菲涅尔式光热：工作原理类似槽式光热，只是采用菲涅耳结构的聚光镜代替抛面镜。这使得它的成本相对低。

太阳能光热集热器应用性能分析

重点推广：

槽式集热器是太阳能光热应用基础，太阳能高温的发展是建立在中温的基础上的。

槽式集热器在本世纪初就有应用。几十年来进行了许多改进，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，开发高可靠性跟踪机构等，槽式集热器能满足各种中、高温太阳能利用的要求。

太阳能利用拓展探索——太阳能空调

图一、太阳能空调分类

综上所述，太阳能深度开发利用的重点应是利用槽式中高温太阳能集热器，收>150℃太阳能，驱动“GARX循环氨吸收式太阳能空调设备”或“溴化锂吸收式（双效）太阳能空调设备”。这种太阳能利用的组合方式，开发技术难度较小、能效比较高、市场大面积推广前景广阔，定能成为节能环保的重要力量，为人与自然的和谐发展做出巨大贡献。

参考文献：

GB50787—2012，民用建筑太阳能空调工程技术规范；

GB50019—2003，采暖、通风与空气调节设计规范；

GB50243—2002，通风与空调工程施工质量验收规范；

《奇威特太阳能应用技术指南》

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发展绿色建筑，在我国也逐渐受到了重视，政府就发展绿色建筑不仅确定了战略目标、发展规划、技术经济政策，同时也修改和完善相关法律、法规，保证绿色建筑的构建和推广。以目前广州市为例，广州市白云区、南沙区等区域新建建筑设计项目均最低需满足国家绿色建筑一星级要求。绿色建筑设计规范中，关于“合理采用可再生能源发电技术，发电量不低于建筑用电量的2%”[2]，而太阳能光伏发电系统作为一种可再生能源首先被列入了考虑范围。当前，太阳能光伏发电技术与建筑物相结合研究最多的是光伏建筑一体化系统（BIPV 即Building Integrated Photovoltaic），该系统中光伏组件既要满足光伏发电的功能要求，同时也要兼顾建筑的基本功能及美学要求，光伏组件既被用作系统发电机，又被用作建筑物外墙材料。本文结合工程实例，从建筑电气设计专业的角度阐述、分析绿色建筑中光伏建筑一体化系统（BIPV）的设计思路及发展前景。

1 光伏建筑一体化系统建筑设计要求

1.1一般规定

光伏建筑一体化系统中光伏组件与建筑的集成结合方式，有光电屋顶、光电幕墙、光电采光顶和光电遮阳板等。系统设计需结合建筑、结构等相关专业要求，共同确定系统各组成部分在建筑中的安装位置。安装在建筑物上的光伏组件，满足建筑的使用功能及节能要求、结构安全及使用要求、以及电气安全等要求，并配置带电警告标识及电气安全防护设施，以免出现不必要的触电事故。

此外，光伏建筑一体化系统规划设计需进行太阳能辐射、建筑物、电网等方面的评估。在建筑物上安装该系统不能降低建筑物本身或者是周围相邻建筑物的日照标准；避免周围环境景观、绿化种植及建筑自身的构件投影遮挡投射到光伏组件上的阳光；避免光伏组件对建筑本身或者是周围建筑物群体的二次辐射造成光污染。

1.2建筑专业设计要求

安装光伏组件的建筑部位在冬至日全天日照应不低于3h；并在安装光伏组件的部位采取安全防护措施；满足其所在部位的建筑防水、排水、雨水、隔热及节能等功能要求。

除了以上技术要素之外，光伏建筑一体化系统设计另一至关重要是满足建筑的美学要求，介绍如下两点：（1）建筑物的光影效果，普通光伏组件一般为阻挡视线的布纹超白钢化玻璃，现代建筑屋顶或外墙幕墙如安装光伏组件，对采光会有一定的需求，此时可以采用光面超白钢化玻璃，外加电池板背面的采用普通光面钢化玻璃制作双面玻璃组件（节约成本），即可满足建筑物的功能。（2）光伏组件背面的接线盒及其连接线一般情况下采用明装，容易破坏建筑物的整体协调感，光伏建筑一体化系统中一般将接线盒省去或隐藏起来，此时需考虑旁路二极管保护，可将旁路二极管和所有连接线隐藏在幕墙结构中，同时需做好防雨水侵蚀和防晒措施。

1.3 结构专业设计要求

根据光伏建筑一体化系统的类型，对光伏组件的安装结构、支撑光伏系统的主体结构或结构构件及相关连接件进行相应结构设计。结构设计应与工艺和建筑专业相配合，合理确定光伏组成部分在建筑中的位置。光伏建筑结构荷载取值应符合《建筑结构荷载规范》（GB50009-2010）的规定。

2 光伏建筑一体化系统的设计过程

2.1 光伏发电系统的分类

太阳能光伏系统分类如表1所示：

2.2光伏建筑一体化系统设计原则及步骤

光伏建筑一体化系统的设计在收集当地气候参数的基础上，根据建筑物的使用功能、电网条件、负荷性质和系统运行方式等因素，确定系统为安装型、建材型或构件型。 光伏组件的倾角、数量、安装位置及阴影的设计要和建筑物设计同时进行，因其对光伏建筑一体化的外观影响校大，应尽量做到相互平衡、协调、一体化的设计。简单设计步骤如下：

（1）设计之前收集当地的太阳能辐射以及温度变化等气象数据，当地气象部门太阳能辐射量一般只有水平面的数据，需要根据理论计算换算出光伏板表面的实际辐射量。

（2）建筑设计和电力负荷的确定，决定光伏组件的类型、规格、数量、安装位置、安装方式和可安装面积的场地，同时光伏组件规格及安装面积、安装位置也决定了光伏系统的最大安装容量。

（3）系统的直流汇线箱、逆变器、测量和数据采集系统的设计。

3 光伏建筑一体化系统（BIPV）实例分析

以下通过介绍某绿色建筑项目中应用光伏建筑一体化系统的一个案例，从系统原理、主要设备技术要求、设备安装位置等方面进一步阐述光伏建筑一体化系统在建筑电气设计中的思路及技术要求。

3.1项目概况

该项目为某住宅项目中的配套会所设施，会所总建筑面积5543.23m2，高16.7m，地下室二层，地上三层，主要功能为SPA房、游泳池、办公区、模型展示区、娱乐室等。在设计阶段中，业主要求该会所需达到国家绿色建筑三星、美国leed认证的设计目标。会所负一层设一台500kVA专变变压器，按照绿色建筑优选项要求，发电量不低于建筑用电量的2%，太阳能光伏发电量为10kW设计（基于成本考虑，业主决定按5kW设计），下面光伏建筑一体化系统设计参数均以5kW为设计值。

3.2会所光伏建筑一体化系统图见图1所示。

3.3光伏建筑一体化系统概述

该项目所在地为广东省江门市，地理位置位于东经113.08°，北纬22.58°，年平均气温22.3℃，极端气温最高36.6℃，最低1.4℃，当地水平面年太阳辐射量约为1427.15kWh/m2。本方案设计选用单晶硅BIPV太阳能电池双玻组件，规格为1670mm×1100mm×50mm，单晶硅组件每块功率为235Wp（96片），组件使用寿命不低于20年。组件防护等级不低于IP65，设计安装总数量为24块，光伏组件电池板面积为44.1m2，装机总功率为5640Wp。本系统光伏组件采用可透光型BIPV双玻组件，根据当地气象资料安装角度朝向为南偏西45°，以建筑屋顶结构的方式安装在室外泳池旁休闲凉亭的结构支架上，平铺安装的双玻组件保证了建筑的美观和休闲凉亭的采光效果，同时便于后期的运营维护。

会所光伏建筑一体化系统由光伏组件、直流汇线箱、逆变器、交流配电箱、 监控系统、电缆和相关电气材料等相关附件组成。该系统发电的电力并入会所值班室公共照明箱，在用户侧并网并实现即时发电即时消化，发电提供的电能不足时由市电自行补充。会所光伏建筑一体化系统室内外设备安装如图2和图3所示。

3.4光伏建筑一体化系统中并网逆变器技术要求

光伏建筑一体化系统中并网逆变器为其重要设备。本项目光伏系统采用低压并网的方式运行，光伏阵列产生的直流电流经并网逆变器逆变变成交流电（系统选用小型组串型并网逆变器，安装于值班室内），交流电并入值班室内的公共照明配电箱接入点。

并网逆变器需满足以下主要技术要求：（1）内置电网保护装置，逆变器需具有同期控制功能：实时采集外部电网的电压、相位信号，通过闭环控制，使得系统输出电压和相位与外部电网同步；（2）防孤岛效应功能：外部电网失电后，立即停止供电；电网恢复供电时，并网逆变器并不会立即投入运行，而是需要持续检测电网信号在一段时间内完全正常（系统延时时间2～90s内可调），才重新投入运行；（3）最大功率跟踪技术（MPPT），保证转换效率始终工作在最佳状态，当日照强度和环境温度变化时，光伏电池输出电压和电流呈非线性关系变化时，其输出功率也随之改变，逆变器可以调节光伏组件的发电电流与电压，通过这种调节，使整个光伏系统始终保持在最大功率输出等。

3.5光伏建筑一体化系统防雷设计

系统防雷主要分为防直击雷和防感应雷，防直击雷设计：光伏组件的金属支架及其它金属构件均与避雷带或防雷引下线可靠连接；防感应雷设计：在直流汇线箱及交流配电柜处安装防雷保护装置（直流汇线箱。

3.6光伏建筑一体化监测系统设计

光伏建筑一体化检测系统主要由逆变器来实现，检测系统设计包括采集日照、温度、控制器及风力传感器等设备的数据，通过数据掌握系统的运行情况，自动检测系统存在的问题或故障并予以提示，方便维护人员集中管理所有逆变器及系统维护工作。

本项目在会所大门入口显眼处安装一个51寸大屏幕显示器，可将光伏建筑一体化系统发电的相关信息直观展示出来，诸如实时发电量、直流电流、直流电压、交流电压及电流、历史发电量等，将发电量转化为节能减排的数据，让业主真切感受到光伏建筑一体化系统发电的节能减排效果。

4 光伏发电系统（BIPV）的优缺点及应用前景

近年来，随着中国绿色建筑的不断发展，光伏建筑一体化系统建筑物不断的涌现，但更多只是在地标性工程或示范工程的应用比较广泛，如上海世博会主题馆、高铁上海虹桥站主站楼、深国际园林花卉博览会等等。

与其它能源技术相比，太阳能光伏发电是一种洁净、可再生的发电形式，光伏发电的应用将为子孙后代提供可持续发展的空间；此外，太阳能光伏发电系统的组件可在任何地方快速安装，且无污染，完全干净（蓄电池除外）。当然，太阳能光伏发电系统也存在一定局限性，如受地理分布、季节变化及昼夜交替的天气、建筑成本及造价等因素影响；但光伏发电并未市场化原因，笔者认为其主要制约因素还是建筑成本较高而使开发商放弃使用。但随着国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电系统成本也在逐步下降；同时中国政府也就并网、电量收购、补贴、土地政策逐一细化，为分布式光伏项目、电站投资开发提供了多重保障，新能源产业也已上升为国家战略产业，未来五到十年中国光伏发电有望规模化发展。

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关键词：建筑光伏发电；并网发电；经济效益估算；绿色建筑；分布式能源

引言

随着国家大力推进节能减排战略，绿色建筑的概念日益被人们接受。我国到2020年，绿色建筑占新建建筑比重将超过30%。在绿色建筑评价体系中，对太阳能的利用是重要的一部分。太阳能光伏发电技术目前较为成熟，市场上应用广泛，市场运营模式健全，经济效益可观，而且国家大力扶持，有一系列补贴政策。所以太阳能是目前利用最广泛的可再生能源，我国太阳能资源丰富，发展潜力巨大。建筑光伏发电较集中式光伏电站，对土地资源的要求更低，且电能可以就地消纳，无需长距离传送，避免了电能的损耗，同时对公共电网的冲击也较小。建筑屋顶可利用面积大，增长潜力巨大，是可再生能源发展利用的重要方向。

绿色建筑的光伏系统在设计应用时，需要考虑其他方面的要求，如对建筑结构承载能力的考量，对建筑功能和外观的影响。系统设计会变得更为复杂，根据所在地区的气候特点，建筑的周边环境，阴影遮挡，选择相应的光伏组件，安装位置和方式，兼顾建筑的外观，同时考虑发热对建筑的影响。设计流程为：光伏电量需求分析，确定光伏系统的形式，收集当地日照、气象、地理等条件，确定建筑可利用光伏发电的区域；光伏组件的选型与布置、确定发电容量，控制器、逆变器的型号容量选择，组件的支架与安装方式设计，交流侧系统设计，系统防雷、接地与保护的设计与配置，监控和测量系统的设计。

1 光伏发电主要设备选型

1.1 光伏组件的选型及安装

1.1.1 光伏电池类型及特点分析

光伏组件需满足下列要求：（1）有足够的机械强度，能够承受诸如冰雹等极端天气的影响；（2）有良好的密封性，可以防风、防水、减少外界对太阳能电池的腐蚀；（3）抗紫外线辐射；（4）绝缘良好；（5）电池单元间的连接可靠且能耗小；（6）有足够的工作寿命，一般工程上要求有20年以上的使用寿命；（7）组件之间的特性偏差不大，有相同的输出特性。主流的太阳能组件尺寸规格大约有两种，1000mm×1600m和1000mm×1900mm，分别由60个和72个电池片组成。整个系统应尽量选择同一型号的光伏组件，避免出现各支路电流不平衡，各时段效率不同等情况。

1.1.2 光伏设备的组装要求

光伏电池方阵应选择朝南安装，如果有特殊原因限制，方阵面向东或西偏转的角度不应大于当地地理纬度的角度[1]。在屋顶安装光伏系统时，应设置避雷装置及栏杆扶手等保护设施。光伏阵列一般为固定式安装，安装倾角可参考文献[1]附录B的值，不同于集中式电站，建筑光伏与屋顶面积、周边环境、屋顶承载力等相关，宜根据实际情况进行综合考虑。光伏设备支架的承载和防风及屋顶的承重应经过严格力学计算的验证。光伏组件间距的设计原则是在冬至当天9：00～15：00光伏方阵不被阻挡。

光伏阵列的布置需要综合考虑屋顶面积的利用率和早晚阵列前后遮挡所造成的热斑效应来选择横排或竖排方式。根据理论计算，横向排布可比纵向排布多5%左右的发电量，增加20%的占地面积，但安装的工程量和难度会稍大。

1.2 光伏逆变器的选型

光伏逆变器将光伏发出的直流电转换为民用电压的交流电或并网点电压的交流电，是光伏发电系统中关键的一个环节。光伏逆变器的选型原则如下：（1）由于光伏逆变器容量越大，单位功率制造成本越低，效率越高，对于绿色建筑，可考虑选用一台容量可覆盖发电功率的逆变器；（2）由于一天中光伏发电量变化较大，需要选择直流输入电压范围宽的逆变器，从而可以最大限度地利用太阳能，增加光伏系统发电时间；（3）需要有抗干扰能力和过载能力；（4）当光伏发电系统发生故障后，逆变器应能将光伏系统从主网中解列，当故障排除后应能重新并网；（5）光伏逆变器必须装有防止孤岛运行的保护措施[2]。

MPPT（Maximum Power Point Tracking最大功率点跟踪）控制器可以对光伏阵列直流输出的最大功率点进行跟踪，光伏电池的输出特性随环境温度和日照强度的变化会呈现不同的功率输出特性，MPPT控制器及其算法可以通过改变负载特性提高光伏组件的发电效率。典型的MPPT算法有：扰动观察法、定压跟踪法、模糊控制法、导纳增量法[3]。这些控制算法各有优缺点，应用于建筑光伏系统时需要根据实际环境情况及项目需求选择合适的算法。

根据实际的设计经验，光伏组件的串联数目一般为18个、20个或22个，依据光伏组件的选型计算出逆变器MPPT电压最大值和最小值以及最大直流输入电压，选择符合要求的MPPT电压范围，并估算整个系统的发电功率和直流侧总电流，最后决定逆变器型号和个数。

1.3 汇流箱的选型及安装

汇流箱的作用是将光伏方阵的多路直流输出电缆分组并汇集，使得接线有序便于维护，在发生局部故障时，可以局部检修，不影响整体工作，汇流箱的下一级接入逆变器，建筑光伏系统中常用12串或16串输入的汇流箱，汇流箱中应由直流故障保护单元、断路器、熔断器、防雷、浪涌保护器等元件构成，并配有电量检测系统和通信单元，可以实时将汇流箱内部的分支电流、电压和功率等参数上传到控制中心并可以远程操作开关。汇流箱的安装位置应就近安装在组件串的附近，从而减少电缆铺设长度和线损。箱体的安装高度满足各限制的要求，箱体底部留有足够空间用来安装、维修，箱体的防护等级应根据现场环境确定。

2 光伏系统运行方案

2.1 独立运行系统

独立光伏系统即离网光伏发电系统，系统所发出的电能提供本建筑物内电器使用，与公共电网隔离。负荷类型可以是直流负荷，交流负荷或者交直流混合的负荷。系统可分为有蓄电池和无蓄电池系统。在有蓄电池系统中，当发电功率大于本地负荷，可以将电能存储于蓄电池中，在发电低谷时使用。当发电功率低于负荷，并且蓄电池提供的电量仍不满足要求时，可以使用公共电网提供负荷。系统中需要安装光伏控制器，在蓄电池充满电时，光伏系统停止发电，防止蓄电池过充，当蓄电池低电量时，停止蓄电池放电，有效保护蓄电池。

2.2 并网运行系统

并网运行是通过并网逆变器将所发的电能直接并入电网，光伏发电系统可以看做是一个分布式的电源，在建筑的公共电网接入点，电能可以是由电网流入建筑，也可以由建筑流向电网。相比独立运行系统，并网运行可以不采用蓄电池和光伏控制器，但需要并网逆变器和防孤岛运行系统。并网运行可以充分利用光伏电能，不会造成能量浪费，系统的固定成本比独立运行系统小，使用寿命一般按25年设计，而独立系统受制于蓄电池的使用寿命一般为10年左右，并网系统的运行维护成本也相对较低，目前并网技术已经成熟，建筑周边的电网接入点较多，因此，在设计建筑光伏发电系统时，一般重点考虑并网运行方案。并网逆变器配置以太网通讯和RS-485接口，把数据传输到计算机上观察、操作，监控系统应对下列参数进行监测和显示：光伏阵列直流侧的电压和电流、交流侧电压和电流、当日发电量、实时发电功率、总发电量、太阳辐射量、环境温度等系统参数、光伏组件温度，减少的二氧化碳排放量和故障状态等信息。

2.3 系统接线的设计方法

以并网运行系统为例，并网接入电网的方式有：专线接入和支线接入方式。在设计系统前应先统计光伏组件的总数，选择串联个数和总串数，根据串数选择合适的光伏汇流箱型号和个数，组成光伏系统直流侧的接线。为保证系统电压稳定，每一串组件个数必须相同，而每个汇流箱接入的串数可以不同，要以节省汇流箱个数为原则进行分配。统一连接到室内直流配电柜，直流电压接入光伏逆变器逆变后连接到公共电网中。并网型建筑光伏发电系统是典型的分布式电源，为保证并网后对公共电网的冲击影响不超过限值，要求分布式电源的装机容量不超过上一级变压器容量的20%。

3 经济效益分析

在设计建筑光伏系统时，经济效益是衡量项目是否可行的一个重要指标，需提供经济效益的评估表，确定投资回收周期和收益。建筑光伏系统输出功率相对较小，一般而言，一个建筑光伏系统项目的容量在数千千瓦以内，相比集中式电站，免去了土地价格，降低了安装费用和输配电费用。建筑光伏系统项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染，环保效益突出，因此，发电系统的外部效益同样不可忽视。

光伏系统的实际收益为：寿命期内发电量上网的总收入加上政府补贴收入，扣除设备采购安装费用和维护保养费用。每块太阳能光伏组件年发电量W1为：

W1=■×？浊1×S×103 （1）

式中：E-安装地点的年太阳辐射量，MJ/m2，根据气象资料取值；η1-光伏组件能量转换效率，%，根据样本资料取值；S-光伏组件面积，m2。光伏系统年发电量W2为：

W2=W1×N×？浊2×？浊3 （2）

式中：N为系统中光伏组件的总数；η2为逆变器效率，%；η3为计入其他传输损耗加上光伏设备维修保养停运损耗的系统效率，%；《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》国家光伏上网补贴价为0.42元/kWh，期限为20年，各地还有不同的地方性补贴政策和电价，设计使用寿命内的总收益为：

式中：Pgt：光伏发电上网功率，kWh；Pct：光伏发电自发自用功率，kWh；Pg：国家补贴，元/kWh；Pl：地方性补贴，元/kWh；Pk：工商业或民用电价，元/kWh；Pc：脱硫燃煤电价，元/kWh；t1：国家补贴期内总时数，h；t2：地方性补贴期内总时数，h；t3：设计寿命期内总时数，h；R1：设备的平均损耗率，%；R2：平均供电可靠率，%；Ig：光伏发电系统的初始投资，元；Mei：光伏系统第i年的运行维护费用，元。随着中国光伏产业链的完善和普及，光伏组件和光伏逆变器的价格不断下降，安装成本也逐步降低，电能不需要远距离输送，降低了网损，因此建筑光伏系统的投资回报率不断提高，成为绿色建筑的一个重要应用技术。

4 案例

以上海地区一个绿色建筑示范工业园屋顶光伏系统的设计为例，选择并网运行模式，可利用的屋顶面积约为5000m2，采用1496块1.6m*1m的光伏组件，最大输出功率为250W，装机容量374kWp。22块组件为一串，共68串，每12串接入同一个汇流箱，不同建筑之间不宜共用汇流箱，所以项目总计使用7个汇流箱。所有直流线路接入园区的配电间的直流配电柜内，采用一个550kVA的三相逆变器，满载MPPT电压范围为450-850V，最大输入电流为1200A。

光伏组件分别安装在2个车间、1个办公楼的屋顶以及停车场顶棚上，组件的安装倾斜角度为25°。上海地区的年太阳辐射量约在4700MJ/m2[4]，则每块太阳能光伏组件年发电量为421.2kWh，1496块光伏组件的年发电量为630115kWh。逆变器平均效率为96%，其他传输损耗加上光伏设备维修保养停运的损耗，系统的效率按80%计算，光伏系统的年发电量可以达到500000kWh以上。根据《上海市可再生能源和新能源发展专项资金扶持办法》，分布式光伏的“度电补贴”金额为工、商业用户0.25元/kWh，补贴时间为5年，上海市的脱硫燃煤电价为0.4593元/kWh。《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》国家补贴为0.42元/kWh，期限为20年。本项目光伏组件设计使用寿命为25年，系统设计使用年限为25年。预计7～8年可收回投资，其余工作年份收入即为收益。

5 结束语

（1）光伏发电系统的设计需要遵循可靠性、合理性、经济性的原则，既保证可以长期可靠运行，满足预计的发电量需求，又以经济合理的方式配置整个系统，以最小的投资达成设计的目标。系统设计可分为两个阶段，第一阶段选型和布置光伏组件，确定直流侧电能的参数。第二阶段完成整个系统的设计，对系统中用到的电力电子设备选型，匹配第一阶段设计的参数。

（2）总结了对光伏系统设计中重要设备的选型，在建筑光伏发电系统中，可按照预算投资和发电量需求选择采用单晶硅或多晶硅光伏材料，计算出最优光伏组件串并联组合。逆变器的选型需要根据光伏阵列的串并联数，选择最大电压，最大电流和容量，而直流电压输入范围需与MPPT控制器结合，范围尽量宽。保护系统至少监测到每一串光伏组件的工作状况，配置过流、过压、雷电、浪涌等保护单元，并网运行需安装防孤岛运行保护。光伏组件的安装和布置原则是尽量多地收集太阳能，同时考虑到电压恒定和遮挡的问题。

（3）采用离网型式的光伏系统时，需要配置蓄电池和光伏控制器，能量利用率较低。而并网系统对并网条件要求较高，需配置相关继电保护系统，双向电能表和足够容量的并网接入点。目前，并网设备已较为成熟，城市电网容量和规模越来越大，为追求更高的发电效率和经济效益，优先考虑采用并网发电系统。

（4）目前光伏发电可以享受上网电价和政府补贴，一般7～10年可收回投资，其余十多年寿命期内的收入都是利润，随着光伏产业技术升级，市场扩大，设备的成本已大幅降低，即使补贴政策今后退出，光伏系统仍然可以盈利。合理地设计建筑光伏系统可以提高发电效率，减少能量损耗，提供更稳定可靠的电能，减少污染排放。

参考文献

[1]GB 50797-2012.光伏发电站设计规范[S].北京：中国计划出版社，2012.

[2]郑诗程，丁明，等.光伏发电系统及其孤岛效应的仿真与实验研究[J].系统仿真学报，2005.

[3]黄克亚，尤凤翔，李文石.组合模糊控制技术与扰动观察法提升光伏发电MPPT性能[J].测控技术，2012，31（7）：130-135.

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关键词：化学提纯；　碱酸法；　氢氟酸法；　氯化焙烧法；物理法提纯；　高温法　；超高纯石墨

中图分类号：TQ127 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）01-0064-02

国际业内专家预言：“20世纪是硅的世纪，21世纪将是碳的世纪。”石墨在国民经济中的地位越来越重要，对石墨的纯度要求越来越高。

石墨提纯就是采取有效的手段除去其中的杂质。石墨提纯包括化学提纯和物理法提纯，化学提纯有碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法；物理法提纯有高温法（又叫热工法）。

1　化学提纯

化学提纯是利用强酸、强碱或其他化合物处理浮选石墨精矿，使其中的杂质溶解，然后洗涤，除去杂质。化学提纯最终产品的固定碳含量可达99%以上。化学提纯包括碱酸法、氢氟酸法和混酸法（氢氟酸-盐酸-硫酸）、氯化焙烧法。

1.1　碱酸法

碱酸法是利用石墨中的杂质（硅酸盐等）在500℃以上的高温下与氢氧化钠起反应，一部分生成溶于水的反应产物，被水浸出除去，另一些杂质，如铁的氧化物等，在碱熔后用盐酸中和，生成溶于水的氯化铁等，通过洗涤而除去。

1.3　氯化焙烧法

氯化焙烧法是指将石墨在高温和特定气氛下焙烧，并通入氯气，使石墨中杂质进行氯化反应，生成气相或凝聚物的氯化物及络合物（熔沸点较低）逸出，从而达到提纯的目的。氯化焙烧法虽然具有低的焙烧温度和较小的氯气消耗量使石墨的生产成本有较大的降低，但因氯气有毒，腐蚀性强，对设备操作要求较高，需要严格密封，对尾气必须妥善处理，所以在一定程度上限制了其推广应用。

2　物理法提纯

高温提纯法是在高温石墨化技术的基础上发展而成的，高温法能够生产99.99%以上的超高纯石墨。

该法生产超高纯石墨主要受到以下几点影响：一是石墨坩埚质量的优劣，石墨灰分含量高于石墨坩埚灰分，有利于石墨中灰分气化逸出，否则石墨坩埚材料中逸出的灰分将会透过坩埚向较低浓度的待提纯石墨材料扩散，造成石墨纯化效果差；二是石墨化过程的升温曲线，采用大电流升温，石墨温度很快升高，有利于石墨中的灰分气化逸出；三是原料的粒径，一般来说，粒径越小，提纯效果越好。由此可知，高温法生产超高纯石墨时，生产规模受到限制，电炉加热技术要求严格，需隔绝空气，否则石墨在热空气中升温到450℃时就开始被氧化，温度越高，石墨的损失就越大。

高温法的最大优点是产品的含碳量极高，可达99.995%以上，缺点是须专门设计建造高温炉，设备昂贵，一次性投资多，能耗大，高额的电费增加了生产成本。但是随着国防、航天、超硬材料等行业的迅速发展，对超高纯石墨产品的需求量越来越大，也促进了超高纯石墨产品的工业化生产。

鸡西浩市新能源材料有限公司已建成了年产5000吨超高纯石墨生产线一条，实现了工业化生产。经国家级石墨检验中心检测，该产品的主要质量指标固定碳含量达到99.99952%，技术达到国内先进水平。

国内外现有的石墨提纯方法各有优缺点，随着能源和环境问题的加剧，能耗高、污染大的提纯方法逐步被取替，国内外高纯石墨工艺正朝着节能、环保、高效、廉价的方向发展。未来高纯度石墨消费的主要增长领域是高技术产业，如核工业、航空航天、光伏、半导体材料领域、锂电池、燃料电池等领域。化学法与高温物理法相结合的提纯工艺方法，是高纯度石墨提纯工艺的发展方向。

参考文献

[1]　杨全红，吕伟，杨永岗，等．自由态二维碳原子晶体—单层石墨烯[J]．新型炭材料，2008．

[2]　罗佑初　．　酸法生产高碳石墨的试验研究[J]．非金属矿，1994.

[3]　黄如柏．微晶石墨提纯方法研究[J]．非金属矿，1996，（6）.

[4]　周春为，俞平胜，余志伟．宜黄细晶质石墨酸法提纯试验研究[J]．东华理工学院学报，2007，（2）．

[5]　邱冠周，袁明亮，杨华明，等．矿物材料加工学[M]．长沙：中南大学出版社，2008．

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关键词：企业技术进步 经济增长方式转变 相互关系

中图分类号：F273.1 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2011）08-262-01

一、企业核心竞争力决定企业的发展

企业竞争力，是指企业拥有的知识和技能，通过资源配置生产产品以满足社会市场需求而获取超额收益的能力。核心竞争力是能使企业满足客户需求或为客户带来特殊利益的一种独有技能或技术。由于企业核心竞争力能为消费者带来特殊效用，因此，使企业在某一市场上长期具有竞争优势。企业核心竞争力主要包括企业技术开发能力、战略决策能力、市场营销能力、组织协调能力、市场应变能力等。

随着改革开放的逐步深入，我国企业面临的市场环境将更加严峻。迎接这种挑战的根本办法是强化和提高企业核心竞争力。而目前我国多数企业缺乏自主创新的动力与机制，严重影响了企业核心竞争力的提升。主要表现：一是对市场反应不迅速，产品更新换代周期长。二是企业与科研院所联合不紧密。三是企业内部科技创新机制乏力，企业普遍缺乏自主创新的动力与机制。四是提高竞争力的经费不足，企业的投资创新原动力不强，直接影响企业的产品创新能力。五是竞争的手段少，非价格竞争乏力。单靠价格竞争策略来拓展市场空间已不能适应目前的消费者的选择心理要求，不了解用户需求的多样性，在一些浅面层次上开展竞争。六是无战略经营意识，频繁更换企业经营者，忙于应付具体的经营事务，不能从长期角度来驾驭企业，捕捉企业发展的增长点。因此，如何深入探讨企业发展与企业核心竞争力的关系，技术进步如何影响企业核心竞争力的提升，便成为企业经营管理者必须深入思考的重要问题。

技术创新理论是经济学家熊波特提出的。从上世纪80年代以来，技术创新理论研究进入了综合性、实用性阶段，促进了技术创新理论对技术创新实践的指导，增强了技术创新理论的生命力。

技术创新要把握的原则：一是技术创新要以市场为导向。有些科研成果得不到推广，不能变成现实生产力，不能占领市场，并不一定是科研成果不过硬、不成熟，而是当时当地市场不需要这种成果。二是技术创新的目标是取得市场的竞争力，尤其是国际市场竞争力。科技水平高，不一定市场竞争力强，因为决定竞争力的因素很多。技术创新除产品创新、工艺创新外，还包括与之相适应的组织创新、制度创新、管理创新等。三是技术创新必须依靠企业家，因为创新是生产要素的重新组合。企业家的职能就是组合多种生产要素转为现实生产力。

二、麦克力公司在技术创新上的三步战略

1.麦克力科技有限公司在企业技术创新方面迈出三大步：第一步是在低压电器生产中坚持走产品专业化道路，奉行“质量第一”理念，开展产品质量系列认证。企业先后通过ISO9000质量保证体系认证和产品的3C认证、欧共体产品安全合格标志CE认证、电工产品国际质量标准KEMA认证、欧共体产品符合环境标准ROHS认证。严格按7S、六西格玛、ISO14000要求不断完善产品质量管理体系。

2.技术创新的第二步是不断开发科技含量高的市场适销对路的新产品，这是企业可持续发展的重要条件。因为随着科技日益发展，产品寿命期大为缩短，不断开发市场适销对路的新产品，成为企业保持和增加市场占有率的重要条件。如2010年全年研发产品30项，完成25项，当年推向市场的新产品有3个，改型的有5个。公司还积极按客户的要求不断改进产品性能、结构和相关配置，公司以百分之百的努力，尽最大可能去满足客户任何一个细小的变动。新产品的增加和老产品的改型，扩大了客户对产品配置的选择空间，适应了市场上产品不断更新的局面，留住了老客户，吸引了新客户，为公司发展奠定了更加坚实的基础。集团公司旗下十多家公司和子公司涉足了高低压电器的元器件及成套设备、电气控制设备、消防电器设备、机械成套设备、采矿选矿产品、节能环保产品，集团公司拥有200多个系列1500多种规格产品，广受客户欢迎。

3.技术创新第三步是从一般的制造业转向新兴的高科技产业。在传统能源越来越紧缺，已经威胁到人类生存和发展的现状下，作为一个传统产业的电气产品生产企业，在新能源产业中必须要占有一席之地，只有转型才能升级。为此，公司投资千万元和教育部光伏系统研究中心联合研制太阳能电站并网逆变系统，光伏网逆变器是目前国际领先的新能源应用产品，在低碳经济、节能减排的大环境中有不可估量的市场前景。该合作项目可提高企业的技术创新能力，有效调动各种创新资源，改变企业的生产发展模式，使企业在产业发展的科技化、国际化和高度专业化的道路上迈出有决定性意义的步伐！

三、进一步健全完善技术创新的构架

1.强化技术创新的市场观念。技术创新的关键是企业不断开发出适销对路的新产品，并在市场上实现技术创新的超额利润，在市场竞争中立于不败之地。因此，公司必须坚持科技与市场、科技与销售、科技与生产的结合，技术创新与生产相结合，产学研相结合，长远和近期开发相结合，从而实现技术创新的市场价值。这是企业开展技术创新必须坚持的重要指导思想。

2.建立有效的技术创新制度。制度是一个影响经济增长的重要因素，制度是对人际互动的约束。企业要建立具有技术创新内在动力的新型制度，推进知识产权参与分配，对业绩突出的技术骨干采用股权、期权等激励方式；建立有利于技术创新的企业文化，营造崇尚创新、宽容失败的文化氛围；要通过技术入股、岗位工资和建立重大奖励等多种分配形式，充分体现科技人员实现技术创新和技术进步的价值，最大限度地发挥他们的创新潜能和积极性。要形成以企业为主体、高等院校和科研机构广泛参与、利益共享、风险共担的产学研一体化创新机制；要明晰产权关系，变革企业治理结构，在企业制度创新与组织创新的同时提升企业的核心竞争力。

3.着力不断提高技术创新能力。技术直接影响着资源使用效率，技术进步还提高了物质资本和人力资本投资的收益率，如果没有技术进步，这些资源的收益率都会降为零，资本积累就会停止，所以说全部经济增长都是以技术进步为基础的。提高企业的技术创新能力，要建立和完善企业技术创新体系，包括增加科技投入和开展科技研发活动。

4.探索新的技术模式。根据技术创新的方法，人们将技术创新分为三种基本模式：自主创新模式、模仿创新模式和合作创新模式。这三种创新模式各有优缺点，采用这些模式也需要有不同的条件和要求。我国作为一个发展中大国，在选择技术创新模式上既要尊重技术创新的一般规律，又要考虑我国的国情。在采取模仿创新和合作创新模式的同时，集中一定人力物力和财力有选择地加强自主技术创新，不仅是占领国际竞争制高点、发展高新技术产业的需要，同时对我国企业增强核心竞争力，加速企业发展有着特殊的意义。

5.健全技术人才支撑体系。技术创新成功与否，从根本上说取决于人才。一是要建立全方位的人才吸引机制，要以体现人才价值、知识产权价值和科技成果价值为原则，鼓励、吸引科技人员加入中小企业队伍；二是建立多层次的教育培训机制，充分利用现有的各种教育资源，开展对企业各层次人员的学历教育、断续教育和技术培训，引导企业在职工教育和培训中发挥重要作用，把企业办成学习型企业，足额提供教育培训经费；三是进一步搞好中小企业专业技术职务评聘工作，充分调动人才的积极性和创造性；四是建立配套完善的人才服务机制，加快失业保险、养老保险、医疗保险等社会保障体系的建立，解决人才的后顾之忧。

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孙勤：福岛核事故后，中国核电发展进入了一个调整期，应该说这是有利于核电发展的。

在此期间，我们不断提高对核电发展的要求，也提高了核电发展技术和核电机组的本质安全性。这使核电能够不断适应社会经济的发展。

这几年的调整，应叫磨刀不误砍柴工，对核电的发展还是有好处的。

贺禹：福岛核事故后，我们国家没有在真正意义上开启核电建设。去年、前年均是在已批的厂址上开工了几台以前已核准的机组。

但这不是什么坏事，因为国家和民众更加重视核安全。

经过福岛核事故的经验反馈，我们核电的安全发展水平会更高。停下来看一看、想一想，我们够不够安全，不是坏事儿。我们会按照最高的安全标准发展核电。

《财经》：中国风力发电规模已超过核电，太阳能发电的规模也在不断增加。既如此，中国为什么还要发展核电？

孙勤：中国的能源从长远说，煤炭还是主力。中国现在电力装机70%是火电，在环境压力下，传统煤炭必须要向清洁煤发展，此外就是发展可再生能源与核能。

从中国整个能源结构来看，火电要受到限制，水电有一定的环境容量，太阳能、光伏能还受到一定技术制约，真正能够大规模代替化石能源的，还是靠核电。

核电不排放二氧化碳、二氧化硫等有害气体，从经济性和环境友好性上来说，是比较现实的选择。

2013年，中国非化石能源发电占到9.8%，在国际上这个比例还是比较低的，清洁能源需要进一步发展。未来我们再增加煤电的话，二氧化碳的排放以及雾霾会给环境带来压力。

在发展和环保方面进行平衡，核电比较现实。

贺禹：核电单机一般在百万千瓦以上，运行稳定，利用小时可达每年8000小时，可以作为电网基荷运行，生产过程基本是零排放，改善环境的作用十分显著。

中国目前已经建成的发电总装机是12.4亿千瓦，核电目前只有1000多万千瓦，到2020年在建和在运的核电机组一共是8800万千瓦，占发电总装机的比例还是非常低。

2013年国内非化石发电仅占22.3%，在国际上这个比例还是比较低，清洁能源需要进一步发展。未来再增加煤电的话，环境压力太大。综合平衡看，核电最现实。

《财经》：民众对于核电安全非常关注，中国的核电安全水平与世界同行相比究竟如何？

孙勤：中国的核电安全，不管从政府监管提出来的标准，还是企业的现实生产实施和保证条件，都在世界先进行列。

现在中核运行的十几台机组都加入了世界核电运行者协会。各项指标和措施都对世界开放，也接受社会监督。

我们真正要做到让民众放心，其实就是一条，要把核电机组的本质安全做到最高，让核电站原则上不会发生重大安全事故。

或者说，哪怕万一发生重大事故，也不会对厂外的公众产生影响。最近，我们力推的第三代核电站在这方面有一个很大的提升，现在我们的水平，应说已能满足当前核电安全稳定运行的这个标准。

贺禹：福岛核事故后，国家对核安全非常重视，发展核电非常慎重。到现在为止，我们并未真正开启核电建设，并没有新的厂址开工。

现在国家核安全局对安全高度重视，在核电技术安全标准方面，确定的标准是最高的。

目前国内在建和在运营核电站的安全水平，在世界上处于领先位置。中广核加入了世界核电运营者协会，每年的评比中我们有很多数据位居前列，受到了国际同行好评。

《财经》：关于中国的核电体制一直有很多讨论，有人认为竞争好，有人认为统一好，何种体制适合中国核电的发展？

孙勤：国内核电企业应在政府的指导下，加强协调合作，建立市场开发秩序。

特别是当我们的竞争对手都是世界核工业巨头时，“与狼共舞”就需要联合起来。与其给外国人当伙计，不如我们中国人自己牵头干。

同时，光靠企业的力量是不够的。从国家层面应进一步加大组织协调力度。当前面临的重要问题，是配套政策的“碎片化”。

如果能够有一个平台，根据“走出去”项目的需要，打包形成技术输出、人才培训、资金支持等方面的政策“集装箱”和“拉杆箱”，将是对企业的有力支持。

贺禹：竞争和统一，我认为各有优缺点。大一统的体制在国际上有法国、俄罗斯、韩国等国家；把业主放开最好的例子是美国，但美国放开业主，不是说谁都能干核电，运营要交给专业化公司，而且只是放开投资。

我觉得中国核电业主目前的结构还是比较合适的，核电门槛还是要高一些，因为你需要承担核安全的责任。但投资可以放开，由专业团队来管理，这个没有问题。我们大亚湾核电项目实际上就是合资的。香港中华电力参股25%。我们欢迎其他央企和私人来投资。

《财经》：中核和中广核共同研制了三代核电技术“华龙一号”，此前国核技代表国家也从美国西屋引进了AP1000核电技术，现在这两种技术之间是什么关系？

孙勤：国内建设以AP1000为主，华龙一号并不是要取代AP1000。AP1000首批四台机组目前正在建设过程中，在工程得到验证之后，AP1000可以推广。

对于华龙一号，我们的定位主要是出口，在国内，华龙一号希望可以小批量建设。中核、中广核各建两台，主要也是为了有利于出口。我们在技术上完成了华龙一号的设计，现在需要政府的认定。

贺禹：中国从美国西屋引进了AP1000核电技术，然后再消化、吸收、创新研发了CAP1400核电技术，这是主线。

目前国内的核电技术我认为是“一主一辅”，辅线就是国内两家最大的核电集团中广核和中核共同研制的华龙一号，这是具有完全自主知识产权的技术，安全标准上符合三代核电的要求，经济性上有竞争力，代表着中国核工业发展30年的成果。

现在，中国的核电技术已经形成，再往下就要大力发展核电了。总理政府工作报告里面，提到“今年要开工一批水电核电项目”这个提法是此前很多年都没有的，我非常赞成。

《财经》：未来10年至15年，两大集团将向哪个方向发展？

孙勤：中核更重要的是发挥一个整体的体系优势。中核更重要的是它的科技能力，我们能够推出不同的新品牌、系列化品种，不单单有反应堆，还有燃料、环保和服务，发挥我们的整体优势去占领市场，以科技创新引领核能全产业链布局。

未来，我们可能更多地跟“微笑理论”一样，前端卖技术，后端卖服务，包括后处理、燃料元件，我们不一定去计较每一个厂址上的股权比例。核电当然要有利润，但是核电标杆电价确定后，利润可能更多要体现在软的东西上面，比如技术水平、发电效率、管理和服务水平，所以我们发挥整个产业链的优势来做这个有竞争力。

中核集团区别于其他企业重要的一点是军民结合，我们要满足军的需要，又要满足民的需求，两者结合，互相促进。

通过科技创新，我们将推出一系列品牌，包括华龙一号、小堆等等，这是我们的体制优势所在。

贺禹：中广核现在将风电、太阳能发电和水电等非核新能源，也明确列为战略发展方向，目前已经呈现规模效益、均衡发展的良好态势。预计到明年，中广核非核新能源在运装机将达到1500万千瓦左右，约占全集团在运装机的41.6%。

不过，我们会始终坚持“以核电为主”的产业定位不动摇。发展核电，是国家赋予中广核的使命，核电业务将始终是中广核的核心支柱业务，是重中之重，在中广核资源配置中处于最优先的地位。

非核新能源，定位为中广核的新兴成长业务，是中广核产业发展的重要补充。

清洁能源产业的发展不会冲击中广核核电的核心支柱业务地位，也不会对核电的安全高效发展带来影响。

《财经》：出口核电站，对一个国家在国际政治、经济和国际形象等方面都有着重大影响，中核和中广核对于核电出口的战略规划是什么？

孙勤：中核集团的核电走出去战略在欧洲、美洲和亚洲都在积极推进，在非洲我们也做了一些工作。在阿根廷，双方交流也比较深。

但阿方可能也在观望，中国的华龙一号示范堆开始建设后，他们那边才会放心一些。所以我们也希望国内尽快开建示范堆。

但不管怎样，核电出口是一个长期工作，我们现在给目标国家培养人才，帮助他们搞一些小型的研究装置，这些都属于前期合作阶段。核电走出去需要精耕细作，慢慢培养客户。

贺禹：去年，在总理见证下，中广核与罗马尼亚签订了合作意向书，签完之后我们有半年的谈判时间。我们希望成为罗马尼亚两座核电站的总包和运营方。

另外在英国，中广核参股了欣克利角项目，占比是20%，未来我们希望控股一个英国核电项目，这一点去年卡梅伦访华时，已经做出了肯定的表态。在这个项目上，我们希望把华龙一号技术带出去，把我们的核电设备带出去。此外，在南非和土耳其的项目上我们也都在积极争取。

中国核电发展至今30年，队伍没有断，项目没有停，这个过程中形成的设计队伍、设备制造队伍，从设计、施工到运营都达到了国际一流水平，这一点在国际上是得到认可的，我们是有实力的。

《财经》：通过日本福岛核事故，老百姓对核电越来越了解，核电公众沟通必须被摆在特别重要的位置。去年的江门事件很好地说明了这个问题，对此有何思考？

孙勤：对于江门事件，中核认真进行了反思，第一，今后的工作要做到科学论证，比如对燃料产业园的十大项、200多个指标要请专家论证。

第二，是要做到充分沟通。要做好公共关系工作，要形成长期系列化科普活动，范围要广、程度要深，潜移默化影响公众，为公众增信释疑。在今后的社会稳定风险评估中，要考虑除本地区外范围更广的群众影响。

第三，我们要慎重决策。项目征求意见要经过国家政府部门，要通过地方人大。核电的发展要进入到法治的程度，如核电、核设施等的选址等。

贺禹：今后中广核要加大与媒体和公众的沟通，以前我们也做了很多工作，去年通过微博和微信，召集网民参观核电站等很多实践。我们从组织架构上做了调整，专门成立了一个部门，来做媒体和公众沟通，我们认为这非常重要。今年跟公众沟通是我们的战略焦点之一。

篇9

关键词：智能电网信息工程；教学团队；实践改革

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2017）01-0017-02

DOI：10.16657/ki.issn1673-9132.2017.01.008

智能电网信息工程专业是依据国家发展战略性新兴产业而开设的新专业。如何把握该专业的特点来建设专业教学团队，也是目前拥有该专业的高校迫切需要解决的问题。

一、专业特点与团队建设思路

智能电网信息工程专业旨在培养具有扎实专业理论和技能，兼具较强电气工程和信息工程的综合素质，掌握电力系统通信技术、信息采集和处理的基本理论与技术，熟悉电力系统生产运行的规律与特点、智能电网的发展动态，可以在网络化、信息化、智能化电气系统领域从事生产制造、工程设计、系统分析、技术开发等方面工作的高级工程技术人才。其专业的特点在于以强电（电气工程）为主， 以弱电（信息工程）为辅，强弱电相结合构造一个智能化的电网系统。

南京邮电大学智能电网信息工程专业教学团队建设以专业特色为基础，以专业强弱电核心课程及相关专业课为平台，搭建教学团队框架结构。目前已组建电力系统及其自动化、计算机控制与信息通信、电力电子与新能源发电三个教学团队。电力系统及其自动化教学团队主要完成电力系统分析、智能输配电技术、电力系统自动化、继电保护原理、电气设备、智能电表与用户需求管理等课程的教学。计算机控制与信息通信教学团队主要完成通信原理、嵌入式系统及其应用、智能电网信息安全技术、DSP技术及其应用、计算机控制技术、计算机网络等课程的教学。电力电子与新能源发电教学团队主要完成电力电子技术、新能源发电技术、电力拖动自动控制系统、电气控制与可编程控制器等课程的教学。专业三个团队共拥有专任教师22人，其中教授5人，副教授8人，讲师9人，所有专任教师均具有博士学历，职称分布也较为合理。

二、团队建设方案

（一）培育团队带头人，引领团队前进

教学团队带头人统管团队的各项事务，在教学模式改革、团队工作计划制订、内部经费使用、考核与评价成员等方面均具有相当的自。

本专业团队带头人的培育采用外部引进和内部培养相结合的方式。外部引进可以快速有效地获得团队带头人。学校目前对高层次人才的引进大力支持，出台了非常有吸引力的优惠政策。内部培养虽然速度较慢，但培养出的团队带头人，对我校本专业的现状更为了解，更容易对现有的不足提出改进措施。目前我校智能电网信息工程专业已拥有“长江学者特聘教授”领衔的，三级教授和四级教授分工合作的，具有国际化视野、教学和科研水平较高的团队带头人队伍。

（二）加强青年骨干教师培养

青年骨干教师是发挥团队作用的核心力量。本专业教学团队中的青年骨干教师采取以下培养措施：（1）新进校的青年教师必须参加学校组织的新教师岗前培训主要对师德师风、学校教育规章制度、教育教学技巧及PPT制作等方面进行初步培训。（2）实施助教制度，新进的博士教师虽然不需要经历助教职称阶段，但必须跟随资深主讲教师听课学习一年才有资格独立讲课。学院对助教一年的新教师组织试讲听课，试讲合格者才允许独立授课。（3）团队教师每两周进行一次教学例会，交流教学及科研方面的心得体会。例会内容形式多样，如先进经验报告交流、集体备课、青年教师一对一帮扶等。（4）团队对青年教师定期进行听课和评课活动，同时以座谈会和问卷调查等方式获得学生反馈意见，及时掌握青年教师的教学现状，促进其教学质量的提高。（5）鼓励青年教师出国进修。团队支持教师积极申报国家、江苏省和学校的出国留学基金，去国外著名高校做访问学者，学习先进教学科研经验，拓宽教学科研眼界。（6）鼓励申报各级教改课题，申报精品课程建设、申报优秀教材建设，申报教学名师、教学标兵，积极推动一切与课程相关的关键项目改革。

（三）依托专业实验平台，进行科研反哺教学

目前智能电网信息工程专业已建成的实验平台有：国家级“网络与控制虚拟仿真实验教学中心”、 省级“智能电网信息工程综合训练中心”和“电机与电气控制系统实验室”。另外还有“新能源发电实验室”等6个校级课程实验室。

团队积极引导并鼓励团队教师进实验室，熟悉最新的实验设备，优化原有实验内容，适当减少演示性、验证性实验项目，增加综合性、设计性实验项目，大大提高了学生的动手实践能力，保证了实践教学质量和水平。同时结合教师个人研究方向的需要，努力开发新型实用的实验项目，例如将光伏发电中最大功率点跟踪控制的科研成果引入实验，增加了实验结果的对比性，使学生能清楚地认识到不同控制方法的优缺点。

三、团队建设成果

经过近5年的团队建设，团队教师整体素质得到了明显提升，教学成果丰硕。两名教师获得“江苏省六大人才高峰计划”。《学做合一、研创结合，自动化创新人才“闭环”培养模式研究与实践》和《基于问题设计型引导式教育，构建嵌入式系统实践创新人才培养体系》两个项目获得江苏省教学成果一等奖，两名教师获得校授课大赛一等奖，一名教师获校教学标兵称号。电机学和电力电子技术两门课程获校精品课程。中国电力出版社出版十三五规划教材一本“新能源发电与控制技术”。智能电网信息工程专业获批“江苏省十二五重点建设专业”，该专业的学士学位授予权也于2015年顺利获批。

四、结语

南京邮电大学智能电网信息工程专业教学团队的建设是提高该专业教学质量的重要举措，团队建设依据智能电网信息工程专业的特点，紧紧围绕专业培养目标开展实施。经过5年的发展，在师资队伍、课程建设、实践教学和教学改革等方面取得了一些成绩，积累了一定的经验，初步形成了自己的特色和优势，为团队的进一步发展奠定了良好的基础。

参考文献：

[1] 孙莉莉，雷永锋，幸晋渝. 电气信息类专业教学团队建设与实践[J]. 科技视界，2012（28）：63-64.

[2] 冯林，于丽英. 电气信息类创新教育系列课程教学团队的建设与实践[J]. 中国电力教育，2011（199）：159-160.