光伏产业高质量发展范文

导语：如何才能写好一篇光伏产业高质量发展，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:多晶硅 化工节能 生产技术

目前多晶硅生产面临着降低能耗,减少污染,提高质量,扩大产量四大难题。目前我国太阳能硅材料行业绝大部分依赖进口,因此必须提高技术改变受制于人的局面。

太阳能光伏产业链包括晶体硅原料生产、硅棒与硅片生产、太阳能电池制造、组件封装、光伏产品生产和光伏发电系统等环节。其中硅原料是最重要的生产环节,在业界曾有“拥硅者为王”的说法。目前,世界上太阳能光伏电池90%以上以是单晶硅或多晶硅为原材料生产的。目前摆在多晶硅生产中有四个主要的问题需要解决:降低能耗、减少污染、提高质量、扩大产量。我国太阳能硅材料行业目前绝大部分依赖进口,因此必须提高技术改变受制于人的局面。

一、技术尚有欠缺我国太阳能硅料主要依赖进口

在全球光伏产业链中,高纯度硅料不仅要求硅的纯度高达7～9.9,而且其中的硼、磷等杂质限制在几十个ppt(万亿分之一),它是光伏企业生产太阳能电池所需的核心原料。因此,高纯度硅料的合成、精制、提纯、生产也就成为光伏产业集群中最上游的产业。目前,尽管中国的硅原料矿藏储量占世界总储量的25%,但是国内太阳能电池生产企业(如尚德、天威英利等)所需原材料绝大部分需要从国外进口。这是因为用于太阳能电池生产的硅料主要是通过不同的提炼方式从硅原料中提炼而成的单晶硅和多晶硅。在中国,现有的高纯度硅原料生产技术与西方发达国家相比,在产量和能耗等方面尚有不足之处。如此一来,这不仅大大增加企业的生产成本,更成为制约当前我国光伏产业向上游环节发展难以逾越的“瓶颈”,使我们国家用很低的价格卖出高能耗、高污染的粗原料的同时,用极高的价格购回高纯硅料。

据了解,虽然我国硅料工业起步较早(20世纪50年代),但由于生产规模小、工艺技术落后、环境污染严重、消耗大、成本高,绝大部分企业因亏损而相继停产或转产。到2004年我国只剩下峨眉半导体材料厂和洛阳单晶硅有限公司两家生产企业,其生产能力仅为100吨/年,且能满足太阳能电池生产需要的硅料实际产量只有80吨。专家预计,2010年我国用于太阳能电池生产的硅料需求量将达到4365吨,2015年为1.62万吨。若不以自主知识产权改变国内多晶硅的生产现状,我国硅料工业受制于国际市场的状况将无法改变,这将危及我国光伏产业的进一步发展。

二、精馏节能技术降低能耗,减少污染

现代化工过程对节能工作非常重视,国外投入大量人力物力进行节能技术的开发,节能新技术、新工艺、新措施、新方法不断问世。我国的多晶硅生产,在采用化工上已经成熟的先进技术后,将不再是“高能耗、高污染”产业,而是“绿色的阳光事业”。对多晶硅精馏过程进行研究,在运用精馏节能技术对其进行分析后,可以从以下几个方面来实现节能:

第一,实行多效精馏,使能量得到充分利用。多效精馏是将原料分成大致相等的N股进料,分别送入压力依次递增的N个精馏塔中,N个塔的操作温度也依次递增。压力和温度较高塔的塔顶蒸汽向较低塔的塔釜再沸器供热,同时自身也被冷凝,以此类推,这样就节省了低压塔再沸器的能耗和高压塔冷凝器的水耗。在这个系统中,只需向第一个最高压力塔供热,系统即可进行工作,所需能量约为单塔能耗的1/N,如将三个塔串在一起采用三效精馏技术,其能耗仅用原来的1/3,节能幅度达到67%,节能效果非常明显。

第二,提高分离效率,降低回流比,进一步实现节能降耗。分离过程中,分离效率的提高可以在很大程度上降低能耗、提高产品质量、减少排放、提高回收率、提高企业效益。在多晶硅精馏过程中,采用高效导向筛板、新型填料等新型分离设备,可以提高其分离效率,降低精馏塔的操作回流比,由于精馏塔的能耗与回流比呈线性关系,这样就成比例地降低了能耗。提高分离效率也是提高多晶硅产品质量和降低四氯化硅排放的最有效方法。

第三,全面优化流程,实现节能。将多晶硅生产各股物料进行全面的物料平衡和能量平衡,考察其能耗的合理性,采用热集成技术,将流程优化,最大限度地节能降耗。通过贯穿生产线的节能和清洁生产,并在生产过程中实现闭环清洁生产,达到降低能耗和Si(硅)、H2(氢气)、Cl2(氯气)等原料消耗,降低成本的目的,使产品具有国际竞争能力,质量符合目前和未来超大规模集成电路和太阳能电池的要求。

尾气、副产物、余热的回收综合利用可以降低多晶硅项目对环境的污染,从而进一步达到节能减排的目的。国外多晶硅企业的建厂,大多是与化工企业结合,在“化工集团伞下”经营,容易实现集团内部的“循环经济”,废物可以做到“零排放”。例如德国瓦克公司就实现了多晶硅的全封闭循环生产,硅材料生产年销售额在30亿欧元以上,其中有10亿欧元就是对多晶硅副产物进行深加工的有机硅产品所得。除了把四氯化硅氢化成三氯氢硅回收利用外,还可以利用四氯化硅、氯化氢等制成目前市场上需求的气相白炭黑、硅酸乙酯、有机硅产品、人造石英等材料。

三、提高光电转换效率,降低生产成本

提高光伏材料的转换效率和降低太阳电池的制造成本是光伏工业一直追求的两个目标。多晶硅硅片是太阳能光伏电池的核心部分,硅片的质量对于太阳能的光电转化率起着至关重要的作用。一般情况下,普通太阳能光伏电池的光电转化率为10%～14%,而高纯度硅片的太阳能光伏电池转化率可达16%,甚至更高,因此,对于太阳能电池的生产过程来说,多晶硅的生产更加至关重要。

四、多晶硅材料是整个光伏发电成本中最高的部分

在大多数国内光伏企业中,硅材料的成本占到了太阳能电池总生产成本的56.2%以上,约占并网光伏发电系统成本的30%。

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中国光伏产业快速崛起，通过规模、技术和产业链发展，极大地促进了光伏能源成本下降，为全球光伏应用普及做出了重大贡献。

我国光伏产业在2001年以前几乎是一片空白。从2004年开始，中国光伏产业的年增长率连续5年超过100%，从2007年开始，我国光伏产量连续4年位居世界第一，去年，我国光伏的产量已经超过全球总产量的50%。有数十家光伏企业在海外上市，行业年产值超过3000亿元人民币。目前，全国有500多家光伏企业，直接从业人数超过30万人。

在短短的十年时间里就在国际上拥有了举足轻重的地位光伏产业是我国唯一一个凭借自身发展优势，在极短的时间内，赶超并引领世界同行的战略性新兴产业、高新技术产业和能源产业，是国际化程度最高的一个行业，呈现出“知名品牌绽放、主产业链完整、配套产业齐全、综合技术水平世界领先”的特点。

由于中国光伏产业的崛起，全球光伏产品成本在十年里获得了快速的下降，从原先的每瓦6美元，下降到现在每瓦1美元，光伏的平准化能源成本（LCOE）已经与持平，平价上网的愿景正在世界各地逐步实现。

经过十年的快速发展，中国光伏产业也面临巨大的挑战：主要是由于产能扩张的速度远超于市场发展的速度。2010年，世界光伏保持高速增长势头，当年新增装机达到18GW，较上年增长153%。去年，世界光伏市场需求增幅下降，据权威机构预测，2011年全年安装量24GW左右，仅较上年增长33%左右。

与此同时，近年来，各地光伏产业发展风起云涌，产能急剧扩张。目前，我国光伏组件的产能已达到了30GW（估计全球40GW左右），以去年全球安装量24GW计算，大约有近20GW组件无法消化。

由于这种产能与市场需求的不匹配，加上产业严重依赖欧美市场的特点，一旦遇到宏观负面经济因素如欧债危机的影响，就直接导致国内低端光伏产品积压，引发价格下跌，挤压中国产业的利润率。在这种背景下，从上游晶材料到中游组件的价格都大幅度跳水。权威机构数据显示，2011年组件价格下跌了40%以上。

目前，欧债危机愈演愈烈，德、意等光伏大国削减补贴，受其影响，2012年世界光伏市场不确定性增大，对以出口欧洲为主的我国光伏产业影响巨大。因此，中国光伏产业不得不进行调整，必须进行转型、升级和整合。

去年10月19日，7家电池组件生产商向美国商务部和美国国际贸易委员会提起对中国光伏企业的“双反”调查。今年3月2日，美国商务部将进行初裁。这无疑给中国光伏产业复苏蒙上了一层阴影。

从长远来看，光伏产业发展的基本面没有发生变化，人类赖以生存的地球正在面临日益严重的能源危机和环境危机。世界人口的增加及全球经济的增长对能源的需求越来越大，据国际权威机构预测，2015年需求将高达约21.7万亿千瓦时，如果这其中的5%是来自于太阳能光伏的话，这就需要安装250GW的太阳能光伏发电系统才能实现，而按照目前光伏产业的规模和发展趋势来看，还是远远不能满足这一需求。传统能源如、天然气、、等不可再生，本世纪将面临枯竭，且环境污染大、隐形成本高，而太阳能是地球上最丰富、无处不在、取之不尽用之不竭的能源，太阳能光伏作为零排放、零消耗、清洁、安全的能源，具有极大的发展前途。

正因为看到光伏产业对中国能源供应、保护环境将起到非常积极的影响，国家非常重视这一新兴战略性产业的发展，出台的十二五能源规划中提到要大力发展光伏应用。去年8月初，国家发展和改革委员会出台了1元/kWh的光伏发电上网标杆政策，立即启动了中国国内市场需求，最新数据显示，2011年中国全年新增安装量首次达到2.2GW220万千瓦。

最近，能源局、财政部等相关部门，也再次明确了新的“金太阳计划”，补贴标准虽有所调整，从8元／每瓦降低到7元／每瓦，我们认为这将极大地推进在东部地区发展商业楼宇的光伏屋顶项目。

随着光伏发电成本的不断降低，快速开拓市场应用，尤其是国内市场的应用，使之成为可持续发展的绿色经济增长点。光伏“1元/度电”时代的到来，光伏将成为“”、应对的动力和源泉，光伏技术和传统相结合，亦可实现未来能源结构的逐渐调整，以实现从化石能源向的稳步及时转

孙红林 文道远

（中国人民大学学院北京100872）

关于建立证人宣誓制度的构思

[摘要]软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。60年代出现的软件危机导致了有关软件复用的研究。软件复用是指重复使用“为了复用目的而设计的软件”的过程。通过软件复用，在应用系统开发中可以充分利用已有的开发成果，消除了包括分析、设计、编码、测试等在内的许多重复劳动，从而提高了软件开发的效率。同时，通过复用高质量的已有开发成果，避免了重新开发可能引入的错误，从而提高了软件的质量。

[关键词]软件复用技术 软件危机 软件复用

等基础之上，已经成为新一代的软件开发方法。而且CBSD方法在CORBA、EJB和DCOM等构件标准的支持下已经有了相当快的发展。

在CBSD中，一个应用系统是由一些标准的构件(通用的和专用的)组装而成，这些构件可以通过商业采购、定制或自主开发获得。不像传统的软件开发，基于构件的软件开发重在软件的集成，而不是软件的编程。构件开发常常成为第三方的任务，他们定义了一组预制好的标准构件，以适应某些特殊需求。软件开发人员只需将这些构件搭建起来，构成一个应用系统。构件模型(标准)、构件的生产(创建)、构件库系统、构件的复用和组装(集成)是CBSD研究的主要内容。图1给出了基于构件的软件开发过程。

目前，业界已存在了大量的CBSD概念、方法和工具，但是CBSD还未发展成熟，还需解决的关键问题有：必须建立一个完善的CBSD概念框架；必须有切实可行的构件描述方法和技术；建立一个合理的过程模型；支持描述技术和过程模型的辅助开发工具等。

[1] 林振荣， 李洪， 伍军云. 软件复用过程中构件技术的研究[J]. 科技广场 ， 2005，(05)

[2] 向阳. 浅谈软件复用技术的发展[J]. 中国科技信息 ， 2005，(04)

[3]杨芙清，梅宏，吕建，金芝. 浅论软件技术发展[J] .电子学报 ， 2002，(S1) .

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关键词 全自动；组件；串焊；汇焊；层压；组框；测试

中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0155-02

0引言

伴随着光伏行业的不断发展，企业引进自动化生产线所带来的优势表现的越来越明显，自动化生产线生产不仅提高了产品生产率，缩短生产周期，提高产品质量，更直接提高企业的经济效益，在人员成本越来越高的今天，企业实现自动化生产更是刻不容缓，直接影响着企业的发展，企业的未来。

1 光伏发展在西部的特点及优势

1.1资源优势

材料、信息、能源是支持现代文明的三大支柱，现在能源问题日趋成为人类社会关注的焦点。随着社会的发展，人口总数不断增加，人类生活需要的能源也不断增加，而且不可再生能源的储蓄量也越来越少，并已日益枯竭。加之化石燃料的使用造成的环境污染、温室效应等，对生态平衡和人类生存带来严重的危害。由于能源短缺和环境污染的双重压力，因此寻找一种可替代的再生能源就显得相当重要。

在太阳能、风能、潮汐能、等各类可再生能源中，不管从资源的可开发性、稳定性、分布的普遍性，还是从清洁性、技术的可靠性来看，太阳能都比其它可再生能源更具优越性。

2004年世界实际能耗 13TW

2050年世界实际能耗 30TW

2100年世界实际能耗 46TW

未开发水力

海洋能（潮汐、海浪、海流）

地热能 12TW

可利用风力 2-4TW

全球总太阳能 120，000TW

经济可利用600TW

表1 能源需求与可再生资源

注：1TW=109kW，数据来源：美国能源部Office of Science报告，2005。

据欧洲联合研究中心预测，太阳能光伏发电在未来世界能源结构中占据的地位将越来越高，将成为未来世界能源的主体。预计到2030年可再生能源在总能源中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中将达到10％以上。

我国西部地区幅员辽阔，广大的草原、戈壁地区人烟稀少，光照时间长，太阳辐射强烈，太阳能资源相当丰富。其中青藏高原地区日照强度、平均日照时间均居全国首位。青藏高原平均海拔高度在4km以上，大气相对稀薄，透明度好，日照时间长。以柴达木盆地为例，当地太阳辐射强烈，年均日照超过3 100h，每平方米的辐射量为 6950MJ。

且拥有成湟乌格等 330kV双回路电网，便于光伏发电的上网和输送。西部是我国太阳能资源最富集的地区，每年最高达2 333 kW·h/m2 （日辐射量6.4 kW·h/m2），位居世界第二，仅次于非洲撒哈拉沙漠。被人们称为“日光城”的拉萨，1961年至 1970年的平均值，年平均日照时间为3 005.7h，年平均晴天数为108.5天，阴天数为98.8天，太阳总辐射为816kJ/cm2·a。

我国西部地区现有沙漠化土地面积100 多万km2，且呈逐年扩大趋势，主要分布在太阳能资源丰富的西北和西南地区，其中大部分为荒漠、戈壁滩，地势平坦，适合大规模铺设太阳能光伏列阵，用地成本低廉。在我国西部地区发展光伏产业有着三大有利因素：一是西部地区有着得天独厚的地理优势和资源优势，尤其是青藏高原、西部等地区；

二是国家能源政策的支持，国家将开发利用新能源和可再生能源放到国家能源建设开发战略的优先地位，这为发展光伏产业提供了巨大政策支持。国家发改委网站公布《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》，明确 2011 年 7 月 1 日前后核准的光伏发电项目的上网电价分别为每千瓦时 1.15 元和 1 元，照此电价标准，由于不同的光照资源条件，西部地区相对于东部地区收益更大，现西部光伏发电成本能维持在每度 0.9 元左右的较低水平，相对于 1 元的标杆电价，意味着有 10% 的内部收益率；

三是光伏产业在西部的发展带来的巨大经济效益，对西部地区的和谐稳定、民族政策的落实、当地居民的长治久安、环境治理和水土保持、老百姓增收致富，促进我国经济发展升级转型、增长方式的转变都具有重要意义。

1.2发电过程优势

光伏发电系统是利用太阳能电池组件把光能转换为电能的一种装置。且在发电过程中不会对环境造成任何不良影响，且无人值守、维护成本低。另外太阳能资源分布区域较为广泛且取之不尽、用之不竭，能与建筑结合，因此可节省大量的土地资源，且前期投资相对较少，不像水电、火电等前期投入成本较大。与水电相比，水电前期需要修建大坝蓄水，不仅投入大而且会产生不良的生态效应；与火电相比，火电的前期投入也相对较大，且在后期需要以原煤作为燃料在原煤的燃烧过程中会产生粉尘、二氧化碳等会对环境造成极大的污染；与风力发电相比，风力发电受到地域的限制，且发电过程相对稳定性较差。光伏发电的系统稳性较高，且晶硅光伏组件的使用寿命为25年，制硅原料在地球矿物质元素组分中的含量较大占到约25.8％，有相当大的开发潜能。

2 自动线跟手动线相比的优势

2.1产品一致性更加可靠

劳动密集企业人为因素太多，多方面导致产品一致性很难控制：

1）员工素质不一，熟练度不一；

2）人员太多，导致工作环境很难达到要求；

3）产品精度难以控制。

2.2大幅提高劳动生产率

在单位时间内能够制造更多的产品，每个劳动力的投入能够创造更高的产值，而且可以将劳动者从常规的手工劳动中解脱出来，转而从事更加有创造性的工作。

2.3产品质量具有高度重复性、一致性，能够大幅降低不合格率

2.4产品精度高

机器设备上采用了各种高精度的导向、定位、进给、调整、检测、视觉系统或部件，可以保证产品装配生产的高精度。

2.5缩短制造周期，减少制品数量

机器自动化使产品的制造周期缩短，能够使企业实现快速交货，提高企业在市场上的竞争力，同时还可以降低原材料及制品的数量，降低流动资金成本。

2.6在对人体有害、危险的环境下替代人工操作

2.7部分情况下只能依靠机器自动化生产

目前，市场上的产品越来越小型化、微型化，零件的尺寸大幅减小，各种微机电系统迅速发展，这些微型机构、微型传感器、微型执行器等产品的制造与装配只能依靠机器来实现。

正因为机器自动化生产所具有的高质量及高度一致性、高生产率、低成本、快速制造等各种优越性，制造自动化已经成为今后主流的生产模式，尤其是在目前全球经济一体化的环境下，要有效地参与国际竞争，必须具有一流的生产工艺和生产装备。制造自动化已经成为企业提高产品质量、参与国际市场竞争的必要条件，制造自动化是执照也发展的必然趋势。

3成本优势

生产制造工艺人员 一班人员 三班两运转人员

工艺 4 12

质检 5 15

设备 3 9

生产

工序 电池分选 4 12

玻璃EVA焊带准备 7 21

电池片单焊 12 36

电池片串焊 10 30

组件排版 8 24

汇流条焊接

层叠 8 24

排版组件镜面检测 4 12

层压 4 12

层压后削边 2 6

层压后外观检 0

整板EL检测 2 6

装框 3 9

接线盒安装 2 6

固化 4 12

清洗外观检查 8 24

电性能测试 6 18

包装 4 12

合计 100 300

表2 50MW组件手动线生产制造工艺人员

机器自动化装配生产的节拍很短，可以达到较高的生产率，同时机器可以连续运行，因而在大批量生产的条件下能大幅降低制造成本。

按照50MW组件线进行计算，通常手动线需要设备成本300万，人工100人/班，按生产制造工艺人员做如上划分。

设备折旧10年，人工平均工资5万/年，人员要通常按三班两运转进行倒班生产，则年运行成本100×3×5+300/10=1530万/年

自动线成本约2300万，人工40人/班，按生产制造工艺人员做如下划分：

生产制造工艺人员 一班人员 三班两运转人员

工艺 2 6

质检 3 9

设备 3 9

生产

工序 电池分选 2 6

玻璃EVA准备 4 12

电池片串焊 1 3

单串EL检测 1 3

组件排版 0 0

汇流条焊接 4 12

层叠 2 6

排版组件镜面检测

层压 2 6

层压后削边 1 3

层压后外观检 1 3

整板EL检测 1 3

装框 2 6

接线盒安装 1 3

固化 2 6

清洗外观检查 3 9

电性能测试 2 6

包装 3 9

合计 40 120

表3 50MW组件自动线生产制造工艺人员

同样设备折旧10年，人工平均工资5万/年，人员要通常按三班两运转进行倒班生产，加上自动线设备年维护成本约100万，则年运行成本=40×3×5+2300/10+100=930万/年。

4结论

全自动组件生产线在西部地区的应用更加具有优势，在资源方面，青藏高原大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长，全年日照时数3 200h～3 300h。

其次政策的开放，土地、光照资源丰富，适合开展大规模光伏电站建设，矿产资源充足、劳动力成本低，利于光伏企业提高利润空间。并且全自动组件生产线的高质量及高度一致性、高生产率、低成本、快速制造等优势在持续生产中也比传统生产线明显。

参考文献

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【关键词】光伏产业 光伏技术 太阳能电池 光伏并网

中图分类号：D80 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―371―01

引言

近年来频频出现常规能源危机严重影响了国家的经济发展和居民的日常生活，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。为了摆脱能源短缺的困扰，开发太阳能资源，寻求经济发展新动力成为各国能源发展的主要课题。为了达到对清洁能源及电网可持续发展的要求，世界各国纷纷将目光聚焦在太阳能发电上。太阳能取之不尽、用之不竭，能缓解能源危机和减少环境污染，是理想的可再生能源。随着近年来光伏发电效率的不断提高和太阳能板造价的降低，太阳能光伏发电的应用前景空前广阔。而光伏并网发电作为太阳能发电的主要形式之一，也受到越来越多的关注。

我国地处北半球，有着广阔的土地，大多数地区年平均日辐射量在4kwh/m 以上，青藏高原日辐射量最高达7kwh/m。对太阳能这种可再生能源的开发和利用主要表现在太阳能光伏发电上，在我国西部发展光伏产业有着有利因素：光伏电站适合西部特殊的居住环境，特别是青藏高原有着得天独厚的地理环境优势。国家能源政策的支持，国家将开发利用新能源和可再生能源放到国家能源建设开发战略的优先地位，这为发展光伏产业提供了巨大的政策支持。

1 光伏技术概述

太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子的半导体物质。最常用的半导体材料是硅，地壳中硅储量丰富。太阳能光伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极，阳光照射在半导体上时，两极交界处便产生电流。太阳能光伏系统中最重要的是电池，是收集阳光的基本单位。大量的电池合成在 起构成光伏组件，有时还用逆变器对电流进行转换，以适合不同电器的使用要求或与电网相匹配。太阳能光伏电池主要划分为：晶体硅电池（包括单晶硅、多晶硅、带状硅）、非晶硅电池、非硅光伏电池。此外，薄膜电池可大大节约原材料使用，成为太阳能电池的发展方向，但是其技术要求非常高，而非晶硅薄膜电池作为目前技术最成熟的薄膜电池…，成为目前薄膜电池中最富增长潜力的品种。

2 光伏产业现状与分析

近些年，太阳能光伏产业形成了爆炸性增长，全球太阳能电池产量增加，而中国太阳能电池产量更是猛增，成为全球名列前茅的太阳能电池生产国。在国际市场和国内政策的推动下，中国的光伏产业正迎来了发展高峰期，太阳能电池和组件产量位居世界前列。

3 产能与市场分析

在世界光伏市场的拉动下，我国光伏产业得到了迅猛发展，我国太阳能电池产量己位居世界前列。

3.1光伏发电之所以能在有些国家迅速进入千家万户，主要得益于这些国家政府行之有效的引导与激励措施。我国对太阳能发电项目有一定的鼓励措施，在对太阳能发电项目，上网电价方面都有优惠政策和鼓励措施。

3.2在全球能源紧张的状况下，新能源产业的发展是大势所趋，目前出现的产能过剩现象丰要受限于各国对太阳能光伏产品的推厂力度。

4 光伏产业发展前景分析

光伏首先是一个能源行业，而能源是无限量的行业，在全球能源紧张的状况下，新能源产业的发展势不可挡。新材料和新技术的进步是未来光伏产业最主要的发展动力。技术的进步将促使上游产品供给的稳定和价格的下调，使大规模生产和应用具备必要的条件；光能转换率的不断提高则意味着新型太阳能电池相对于传统能源将具有更强的竞争力。随着多晶硅供应瓶颈的解决及化合物薄膜电池技术的不断发展，光伏发电成本不断降低是必然的趋势。

5 光伏并网系统

5.1光伏并网系统简介

典型的光伏并网系统结构包括：光伏阵列、DC-DC变换器、逆变器和集成的继电保护装置。变换器将光伏电池所发电能逆变成正弦电流并入电网中。通过DC—DC升压斩波变换器，可以在变换器和逆变器之间建立直流环，升压斩波器根据电网电压的大小来提升光伏阵列的电压以达到一个合适的水平，同时DC—DC变换器也作为最大功率点跟踪器。控制器控制光伏电池最大功率点跟踪、控制逆变器并网电流的波形和功率，使向电网转送的功率与光伏阵列所发的最大功率电能相互平衡。

5.2光伏并网系统的优缺点

光伏并网发电的优势有：能源效益。特别是夏季，光伏电能在用电高峰时段创造的价值可达平时的3～4倍。

光伏并网发电的不足有：光伏发电成本高。如果没有相关政策支持，光伏发电难以推广普及。光伏发电受地理位置、日照强度、光伏电池特性等因素的制约。

6 光伏并网策略

传统配电网络的设计往往是为了满足“单点供电，多点用电”的运行模式。光伏发电等分布式发电系统的加入，使得电网中的供电源变得多而分散。对电网而言，分布式发电功率越大，其对电网的影响也逐渐增大。对于光伏发电系统的并网要求，国际上已经有了很多的标准。我国的标准主要分散在一些国家标准里，也正在制订一些专用的标准。

6.1 网点选择

根据光伏并网的容量不同，选择相应的入网点：

容量几兆至几十上百兆的光伏并网系统一般都是大型光伏电站，和普通发电站不同，光伏电站占地面积大，且需要有充足的日照时间，因此，一般选择在光照充足、土地面积充足的郊区。

6.2光伏并网效率

光伏并网的效率主要与两个方面有关：一是光电转换效率，二是将电能按电网电能质量要求传输到电网的效率。光伏器件的输出功率是其所受日照强度、器件内部结温的非线性函数。

6.3并网控制方案

电网必须将光伏发电站当作真正的“发电站”来对待，这就对光伏电站提出了更高的要求，不单是被动地满足电能质量要求，而是主动地对电站进行调度和管理。

一般来说，电网对光伏发电输入容量的控制模式有：

（1）正常运行。光伏并网系统传输尽可能多的电能，此时光伏电池工作效率最高，发出的电能不通过蓄电池，直接经过逆变器输送给电网。

（2）受限运行。光伏发电站按照电网设置的预期输入功率运行，从而达到削峰、主动负荷控制等目的。由于此时系统操作员可能会持续更改分配入网电量，光伏发电系统中电力波动不可避免。

（3）均衡运行。该模式用于缓解光伏电源的电力波动，即减轻与电网在公共耦合点的电压和谐波不平衡，使其向电网传输更多高质量电能。

7 结语

我国是太阳能资源相当丰富的国家，在大力发展智能电网的背景下，光伏并网发电得到了前所未有的关注。而且随着光伏器件价格的不断下降和国家对光伏产业的政策扶持，光伏发电必将会成为能源结构中的重要组成因素。我们还要对电量预测技术。保证光伏电站和水电、火电等电站的配合发电，最大程度地减小由于光伏电站发电量波动对电网的影响。

参考文献：

[1] 薛俊明，麦耀华，赵颖，等.薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究[J].太阳能学报，2005，26（2）：166—169.

篇5

【关键词】硅片；切割；质量；研究

引言

太阳能光伏行业是一个新兴的绿色能源行业，随着世界各国对绿色能源的重视，光伏行业迅速发展，高质量、低成本是企业发展的关键。随着国家对可再生能源的扶持力度不断加大，我国光伏产业驶入政策“快车道”，产能迅速膨胀。对于以硅片为基底的光伏电池来说，硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，晶体硅原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。硅片切片作为硅片加工工艺流程的关键工序，其加工效率和加工质量直接关系到整个硅片生产的全局。

1.硅片切割技术

太阳能硅片的线切割机理就是机器导轮在高速运转中带动钢线，从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区，在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。

在整个切割过程中，对硅片的质量以及成品率起主要作用的是切割液的粘度、碳化硅微粉的粒型及粒度、砂浆的粘度、砂浆的流量、钢线的速度、钢线的张力以及工件的进给速度等。

由于线切割机可以根据用户的要求进行单向走线和双向走线，因而两种情况下对线速的要求也不同。单向走线时，钢线始终保持一个速度运行，这样相对来说比较容易控制。双向走线时，钢线速度开始由零点沿一个方向用2-3秒的时间加速到规定速度，运行一段时间后，再沿原方向慢慢降低到零点，在零点停顿0.2秒后再慢慢地反向加速到规定的速度，再沿反方向慢慢降低到零点的周期切割过程。在双向切割的过程中，线切割机的切割能力在一定范围内随着钢线的速度提高而提高，但不能低于或超过砂浆的切割能力。如果低于砂浆的切割能力，就会出现线痕片甚至断线；反之，如果超出砂浆的切割能力，就可能导致砂浆流量跟不上，从而出现厚薄片甚至线痕片等。

钢线的张力是硅片切割工艺中相当核心的要素之一，张力控制不好是产生线痕片、崩边、甚至断线的重要原因。钢线的张力过小，将会导致钢线弯曲度增大，带砂能力下降，切割能力降低，从而出现线痕片等；钢线张力过大，悬浮在钢线上的碳化硅微粉就会难以进入锯缝，切割效率降低，出现线痕片等，并且断线的几率很大。

钢线直径、切割速度、采用双向切割均会提高硅片的切割质量，降低成本。而细的切割线意味着更低的截口损失，也就是说同一个硅块可以生产更多的硅片，降低切割线直径还可以在同样的硅块长度下切割出更多的硅片，提升机台产量，然而，切割线更细更容易断裂。更高的切割速度将会提高生产效率，但是速度的增快会加大切割线的拉力，增加切割线断裂的风险。由于同一硅块上所有硅片是同时被切割的，只要有一条切割线断裂，所有部分切割的硅片都不得不丢弃。双向切割用线量为单向切割的一半，但是，钢线经过一次切割后会磨损变形，多次切割就会对硅片表面造成影响，此时对钢线的强度及韧性要求增加。

2.工艺优化方法

2.1 减少破方断线、切斜工艺

目前破方采用金刚线的切割方式，利用水来对钢线进行冷却，由于在太阳能级高纯硅的制备及破方切割过程中，除了得到硅块外，中间环节也有大量晶体硅以小颗粒或是微尘的形式存在，所以对滑轮的转动灵活性及其保护以及添加适量的防垢剂，防止硅粉沉积影响切割质量，是相当有必要的。具体方案如下：

1）对机床所有转动不灵活的滑轮进行维修或更换；2）对已维修好或已更换的滑轮，进行保护气管检查，如有已丧失保护功能的进行修复；3）添加适量的防垢剂，防止硅粉沉积在机床表面，影响切割质量。

2.2 优化开槽工艺

切割质量的好坏，导轮槽型起着关键性的作用，稳定而又先进的工艺是开出好槽型导轮的有力保证，只有使钢线与导轮槽型相吻合，才会切出高质量的硅片，并且耐磨损，延长导轮更换周期。

通过对开槽工艺的调整，使导轮槽型与钢线形状更加接近，在切割高速运转时，使线网更加稳定，实现机床切割状态平稳，使用周期长，提高开机率，并使其符合硅片的各项检验标准。总体方案如下：

1）试切不合格晶棒，验证各项质量标准是否合格；2）第一部分成功后，使用正常晶棒切割；3）调整工艺，使生产效率最大化，质量偏差最小化；4）确定最终工艺，可批量生产。

2.3 优化工艺解决出刀锯痕

多线切割技术是以钢线为载体，使用高硬度的碳化硅作为磨料，对硬脆材料切割的技术，主要应用于半导体和光伏硅片切割中。其优点是：加工表面损伤小、曲线变形小、切片薄、片厚一致性好。

车间使用工艺所切割出硅片，80%以上会有一道出刀锯痕，严重影响着硅片的A级品率，同时也会使下一道工序电池车间的碎片率有所提高。优化工艺解决锯痕，控制粘接用胶量，规范操作，调整出刀工艺，提高A级品率，减少电池车间造成碎片的隐患，并使其符合硅片的各项检验标准。

经过分析，钢丝的明显质量缺陷会引起线痕的发生，但在钢丝无明显缺陷时，切割工艺的适当优化可以降低线痕的出现机率，砂浆的过滤、线网的清理和胶量的控制能很大程度的减少线痕的产生。SiC的质量对硅片的切割有着重大的影响，一旦SiC的质量产生问题则会产生大量的均匀线痕片而造成具巨额损失。因此对辅料的监控和检验有着犹为重要的意义。同样对于多晶的硬点线痕，控制硅原料质量和坩埚氮化硅涂层工艺比较重要。

2.4 钢线优化

在以前由于受制作工艺的限制，钢线越细价格越高，然而现在制作钢线已不再受工艺的限制，钢线粗细价格已基本相同，但对于我们来讲，在使用其他原材料不变的情况下，钢线越细，出片就越多，相应的成本越低。

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我国光伏发电工程的建设自进入新世纪以来逐步走上正轨，融合建设全过程特点的项目管理理论成为其发展的指南，尽管我国光伏发电站的基础工作已经顺利开展，但多数建设部门就如何管理光伏发电工程的全过程经验匮乏，甚至不少建设单位对光伏项目仍沿用以往的火电方式实施管理，使得无论是项目质量、建设速度还是所耗资金都距既定目标存在一定差距，这是目前光伏产业发展的根源性绊脚石，对此，本文将深入分析光伏发电工程全过程项目管理的应用研究。

关键词：

光伏发电工程；项目管理；应用研究

1全过程项目管理内容阐述

新时期，项目管理的着重点正日益偏向对光伏发电工程全过程的重视，而所谓的全过程项目管理即由投资单位委托项目管理承包商或工程项目主办方开始，根据实际情况，分阶段或从整个过程管理与控制光伏发电工程的项目的活动总称。这包括整个项目的可行性分析、设计活动流程、策划项目并作出决定、做好施工准备工作、实施工程、投入运行、反馈与评价项目等一系列内容，是从多角度、多层次、立体化、全方位对工程项目实施管理工作。此类管理方式能够避免以往项目信息在传递、接收时容易发生的流失现象，以便将全过程的项目信息进行集中化处理，在这一管理过程中的核心内容是项目责任制，各工程的项目经理应承担全部责任，辅以合同化的管理措施，管理的主要内容为成本计算与投资控制。这一管理的宗旨主要是要求项目经理以身作则，不断向社会公民提供合格且有效的项目产品，同时又要尽可能提高投资的整体效益。研究这种管理方式，旨在实时控制与监督工程实施过程中的进度、施工质量以及节约成本，在既定预算的指标下，确保如期、高质量完工，符合客户提出的各项要求，推动决策朝着科学有序化的方向发展。

2全过程项目管理应用的特色分析

传统工程的管理方式主要有监督管理与工程咨询等，与监督管理进行比较的话，两者都以业主为核心服务对象，在设计项目、开展工作时，代表业主控制投资额度、施工质量以及建设进度，朝着合同化与电子化的方式发展，从而促使光伏发电工程得以协调并顺利实施；而与监督管理融合进行是项目管理的突出优势，当两种管理方式并存时，工程监督管理师的权限会受限，只能进行被动化的监督管理，其施展才能的主要领域为前期设计与后续施工环节。而全过程项目管理工程师则可凭借自身的权利对整个过程（从策划与制定项目、具体方案设计、准备施工所需物品、展开建设、投入运行、分阶段评估与反馈）进行控制，便被动管理为主动控制，可以实现管理目标与合同条例的高度统一，达到管理质量与项目所产生的经济效益同步发展，并有效抵抗未来的突发性危险。如果将其与工程咨询模式进行比较，两种方式都属于承包经营的方式，将服务客户建立在所掌握的专业知识的积累的管理经验上，但工程咨询的独立地位与中立能力更强，并以顾问型的提供服务为主要内容，而全过程项目管理不仅包含了这一内容，而且着重倾向于项目管理服务，其所涉及的领域更加广泛。由此可知，普通化工程项目的协调性、整体化、建设时间长、具有稳固的产品等优势，在全过程项目管理中均能够发现其踪迹，除此之外，还展现出了三个突出特色：①整体集成化。从全过程项目管理的内涵中可以推测出，该管理模式的运行过程是将工程的全过程，从前期计划、决策，到中期的实施、运行，再到后期的验收、检验与反馈，逐渐集成化为一个独立的管理个体的集成化的方式。②组织集成化。在全过程工程项目管理中，从业主、设计人员、承包商、分包商、供货商、材料供应商到与此相关的社会主体都隶属其中，均可凭借此种管理模式，实现各个主体之间的快速融合，打破沟通障碍，保质高效完成项目计划，从而获得最佳利益。③管理诸因素集成化。施工周期、资金、人力与物力资源、建设隐患、主体之间的交流等都属于全过程项目管理的因素，在项目管理实施中，必须要综合考虑、衡量管理诸因素，以追求最优化的利益。

3光伏发电工程全过程管理的具体内容

3.1方案策划管理

这一阶段的管理核心是对工程项目进行投资的可行性、成功概率以及必要性做出分析，并阐述投资的原因、时间以及具体实施流程，通过与其他方案的对比，以可行性研究报告作为后续工作的理论指导，然后制定项目申请计划书、确定选址地点、进行土地预审等附件的支持。这阶段管理内容的量并不大但却很重要。当地政府、咨询主体、业主及其上级领导均可参与该阶段。鉴于光伏发电工程项目的初期咨询费用少，可以直接确定相应的咨询公司，并呈送方案决策委托书以明确设计的范围与具体的深度指标。

3.2初期设计管控

上一阶段所通过的可行性研究报告是初期设计管控的指导书，其目标是明确光伏电站的设计宗旨、规格、方案以及所需的重要技术等问题，一旦实施了项目工程管理后，光伏电站便成为项目工程进行大规模承包招标以及评标文件拟定的参考依据。这一阶段管理的另一内容为保护全体公众的环境利益、劳动安全卫生保障以及消防安全保障等，维护广大群众的根本利益。

3.3光伏发电工程全过程项目实施阶段的管理活动

设计环节工作的质量水平直接影响光伏发电工程项目实施的效益、所用资金以及建设速度，其重要性不言而喻，其主要涵盖以下几个方面：第一，确定设计范围。一般分为三个层次，第一层次是参考招标文件、项目工程合同条例明确业主与总承包公司的相应范围；第二层次为参照承包合同的规定，合理划分总承包商与各分承包商的施工范围；第三层次则是根据既定的设计规格与原有的设计惯例，合理界定各专业之间的管辖范围。第二，管理设计速度状况。这一环节主要是实现具体设计步骤、物资采购以及后期施工流程的统一。第三，做好设计质量核查。包括各专业所提供材料的审查、图纸的专业会签情况以及后期实施校对与审批等。

4结语

光伏发电工程全过程项目管理作为新型管理方式，既兼具传统管理的特色又突出了新时期整体化与系统化的要求，对此，本文从内涵、特色、内容三个角度进行了论述，具有一定的参考价值。

作者：薛剑超 单位：中广核太阳能开发有限公司

参考文献

[1]邓忠平.关于建筑工程竣工验收备案管理的若干思考[J].福建工程学院学报，2010(S1).

[5]王涛.风电工程全过程项目管理策划研究[D].华北电力大学（北京），2009.

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【关键词】硅片；缺陷控制

引语

在光伏产业中，硅片的质量在很大程度上影响到成品太阳能电池的短路电流、和断路电压等参数，决定了太阳能电池的发电效率和使用寿命。在现有技术允许的范围内，最大限度地减少硅片中的缺陷，提高硅片的纯度和质量，是提升太阳能电池性能的必然途径。目前硅片的缺陷包括点缺陷和晶体原生凹坑缺陷以及金属杂质缺陷等。本文就这些硅片缺陷的控制阐述了一些观点。

1、硅片中点缺陷控制

硅中的点缺陷包括本征点缺陷和非本征点缺陷。其中，硅的本征点缺陷是指空位和自间隙原子；而硅中的杂质原子则是非本征点缺陷。所谓空位和自间隙原子，均是由于硅原子的热运动产生的。硅中的原子在热运动的作用下，脱离了晶格格点，游离在晶格间隙中间，就形成了自间隙原子；而因硅原子脱离而留下的空的格点，即是空位。很明显，硅的本征点缺陷的浓度主要受温度的影响。而硅的非本征点缺陷，也就是杂质原子缺陷是指杂质原子占据了硅晶体中的晶格位置。硅片的电学性能乃至成品率都在很大程度上受到金属杂质的影响。点缺陷的凝聚会生成更多更严重的缺陷。

对于SOI硅片中的点缺陷控制方法主要是注氧隔离（SIMOX）技术。即通过向高能状态下的硅片中注入高剂量的氧离子。然后将硅片进行退火处理以在硅片中形成连续的埋层，而埋层之上则形成单晶体硅层。该技术是利用氧离子与硅原子的化学反应产生的应力，向外发射硅片中的自间隙原子，并使得自间隙原子扩散到硅层表面，形成表面的原子。这种方法可以显著得降低硅片中自间隙原子和空位的浓度。

2、硅片中晶体原生凹坑缺陷的控制

硅片在清洗液中清洗后，可以发现有小的凹坑。这种来自于硅晶体内部的缺陷，即所谓晶体原生凹坑缺陷（COP）。太阳能电池板的性能与COP缺陷有着密切的关系。

目前的研究表面，COP缺陷是空位点缺陷聚集而成的，主要决定于拉晶速率V和固液交界的温度梯度G有关。当V/G等于某个临界值时，硅片中只会产生较低浓度的插入型原子和空位。空位的浓度会在V/G大于这个临界值时大幅增加；而如果V/G小于这个临界值，插入型原子的浓度会明显升高。另外，研究表明氧沉淀的形成也与原生COP的浓度有着紧密联系。

硅单晶的空位富集区是截面中心区域，而自间隙原子富集区则位于边缘区域。通过对拉晶速率和固液界面的轴向温度梯度进行适当的控制，可以实现对于空位富集区以及自间隙原子富集区大小的调整，从而实现降低硅中微缺陷浓度的目的。

目前相关科研人员对于硅片中原生凹坑缺陷的控制有着较多的研究，提出的方法也不尽相同，主要有如下几种：（1）利用氩或氢元素，在退火过程中消除晶体原生凹坑缺陷；（2）通过调整拉晶速率，或者温度梯度，来实现对于晶体原生凹坑缺陷的控制；（3）在硅晶体生长过程中掺入氮。

由于硅片中晶体原生凹坑缺陷在900～1100℃范围内生长最快。所以通过控制热场梯度的方式来使硅单晶在成长中迅速通过这一温度范围，可以有效降低晶体原生凹坑缺陷的数量和大小尺寸。实验证明，通过屏蔽热场对单晶辐射的方式以改善热场温度梯度，可以明显地减少硅片中COP缺陷的数量和大小。另外，采用减少上部保温的方法，也可以实现对于热场温度梯度的控制，从而达到控制COP缺陷的目的。而通过控制拉晶速率的方法来实现COP缺陷的减少，却难以取得较好的效果。这主要是因为拉晶速率的调整范围较小，不能够明显地缩短硅单晶通过900～1100℃温度范围的速度，进而也就不能有效遏制COP缺陷的生长。

3、硅片中金属杂质缺陷的控制

随着光伏产业的井喷式发展，为了改善太阳能电池的性能，人们对于半导体硅材料的纯度要求也直线上升。以前可以忽略不计的微小缺陷现在却对于太阳能电池片的性能有着决定性的影响。随着太阳能电池板的设计线宽向着亚四分之一微米级发展，硅片中的少量金属杂质已经严重影响到了整个太阳能电池的电学性能。在硅片的生长加工过程中引入少量杂质是在所难免的。为了提高硅片的质量，就必须要对硅片的金属杂质缺陷进行控制。

目前在太阳能电池生产工艺中对于金属杂质缺陷的控制方法主要是利用吸除工艺和引入氮杂质。传统的吸杂技术包括内吸杂和外吸杂两种。外吸杂的原理是利用在硅片背面引入位错等缺陷，或是形成重掺层，来吸引杂质和其他缺陷在应力区发生沉淀，从而实现吸除的目的。内吸杂则是利用在硅片中引入浓度较高的氧沉淀和诱生缺陷，将硅片中的金属杂质吸附到缺陷区。此外还有所谓的硅本征吸除（IG）技术。相比于其他吸除技术，本征吸除工艺的特点就在于它不是单纯的追求晶片的纯度，而是在保留硅晶体完整性的前提下，对于硅片中的缺陷加以控制和利用，而不是一概消除。

实验表明，在直拉硅中掺入氮杂质对于氧沉淀有着促进作用，同时也可以抑制硅片中的其他微型缺陷。在低温下退火时，氮元素会优先与间隙氧原子结合，形成N—O复合体，从而有效的抑制了其他杂质元素可能形成的缺陷的产生。

结语

半导体硅是光伏产业最重要的基础材料。人们对于高性能太阳能电池性能的迫切需求使得要光伏产业对于硅片质量的要求也越来越苛刻。硅片中的各种微型缺陷对于太阳能电池板性能的影响不容忽视。在这种形势下，研究采用怎样的工艺和技术对硅片的缺陷进行有效的控制，以获得更高质量的硅片和硅基材料，无疑有着重要的意义。

参考文献

[1] Li Y X，Ju Y L.The effect of metal impurities on the oxygen precipitation in silicon [A]International conf.Materials process characterizationfor VLSI （ICMPC） [C].Shanghai：National Microanalysis Center for ElectronicsMaterials &Devices，1997.458-460.

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【关键词】光伏 逆变器 STC51单片机

随着农业科学技术与信息技术的不断发展，具有规模化机械化的大面积示范区域木耳养殖成为农民致富途径之一，同时大规模的木耳养殖也衍生出相应技术问题，大面积集中灌溉时农村基础电网电力负载差，严重影响农民经济效益和生活质量，甚至引起火灾等不安因素。由于北方农作物生长周期短，重新铺设电网成本高、操作复杂。所以急需寻找一种容易安装成本低稳定性好的新的能源灌溉手段，本文针对北方气候，以木耳生长周期灌溉水量为基础，为此选择了太阳能为灌溉系统提供能源。本系统具有成本低，安装方便，稳定性强，易于扩展等优点，满足农民种植需要。

1 光伏灌溉系统概述

光伏灌溉系统是由太阳能电池板及充放电控制器、蓄电池、1000瓦水泵、逆变器、控制系统组成。系统的工作过程为太阳能转化为电能，再由电能转化为机械能。根据计算单位面积单位时间内木耳灌溉所需要的能量来确定本系统选择器件的主要参数。

太阳能电池板的作用是将太阳能转化电能，太阳能电池板分为多晶硅太阳能电池板和单晶硅太阳能电池板。根据木耳灌溉面积及周期，计算得出每天需要能量，再根据太阳能电池板的寿命周期，尺寸，能量转化率，选择两块250W的单晶硅的太阳能电池板。

太阳能充放电控制器是协调太阳能电池板、蓄电池、负载工作的重要部件，主要为更高效率的太阳能充电，以及对蓄电池的过充过放保护。由于控制器24小时工作，为此选择低功耗的控制器是必要的。

蓄电池和水泵选择24V100AH的胶体电池和1000W 扬程4.5m的水泵。逆变器是将24V蓄电池的直流电转化为交流220V，供给水泵使用。控制系统是根据需要来智能控制水泵的通电时间。

2 逆变器系统

逆变电源的主要作用是为负载提供高质量电能，如何降低输出电压中的谐波含量是研制逆变电源时所考虑的一个重要问题。在逆变电源中，负载特性在很大程度上决定了电源输出电压的调制方式。为了获得比较理想的正弦波输出，逆变器通常采用正弦脉宽调制方式 （SPWM）。由于本逆变器的负载为水泵，是感性负载，为此本逆变电路利用EGS002驱动模块产生四路带有死区时间的SPWM控制信号分别控制构成H桥电路上的四个N沟道场效应管，从而输出纯正弦波的信号。系统图如图1所示。

3 逆变器驱动信号结构

由EG8010产生四路SPWM为本系统的驱动信号，SPWM为正弦波脉宽调制波形就是与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形。它的原理是把正弦波分成等分，然后把每一等分的正弦曲线与横轴包围的面积用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替，矩形脉冲的幅值是不变的，各脉冲的中点与每一等分的中点重合。这样，由若干个等幅不等宽的矩形脉冲组成的波形称作SPWM波。SPWM技术能够极有效地减少输出波形的谐波含量，它不仅动态响应快，而且在频率、效率等诸多方面有着明显的优点，所以被广泛的应用在逆变电源的各个部分进行谐波的消除和电压的调节。由于产生的四路SPWM信号驱动能力不足以直接驱动MOS管，为此选用了IRF2110S驱动芯片进行驱动。IRF2110S具有2A的驱动能力，并且还具有隔离强弱信号的能力，它大大提高了电路的稳定性。结构图如图2所示。

4 逆变器保护电路

逆变器保护包括过压和欠压保护、过流保护、过温保护。过压保护是防止输出电压过高导致用电器负载烧毁，欠压保护是防止输出电压过低导致用电器不能正常工作，EG80101芯片内部设定过压保护阈值为3.15V，欠压保护阈值2.75V，延时采样时间为300ms，当外部发生过压或欠压保护时，EG8010 芯片控制SPWM模块输出低电平，关闭所有功率MOSFET管，此时输出低电平，延时8S后SPWM模块输出高电平重新打开功率 MOSFET管，再判断此时输出电压情况，若在100ms内仍然欠压或过压，EG8010芯片再次控制SPWMOUT输出低电平关闭MOSEFT，如果欠压和过压次数累积到5次仍然出现欠压或过压事件，则EG8010将彻底关断 SPWM模块的输出，要想正常工作需要系统重新上电。

EG8010管脚（14） 是测量逆变器输出电流大小的管脚，电流流经采样电阻会产生采样电压，芯片内部基准电压设定0.5v过流检测延时时间为 600mS，若出现过流事件，EG8010会使SPWM模块输出低电平。从而使负载输出低电平，保护功率 MOSFET 和负载。

如图3所示 NTC 热敏电阻 RT1 和测量电阻 RF1 组成一个简单的分压电路，能进行过温保护，分压值随着温度值变化而变化数值，这个电压的大小将反映出 NTC 电阻的大小从而得到相应的温度值。NTC 选用 25℃对应阻值 10K（B 常数值为 3380）的热敏电阻，TFB引脚的过温电压设定在 4.3V，当发生过温保护时，EG8010 根据引脚（9）PWMTYP 的设置状态将输出 SPWMOUT1～SPWMOUT4 到“0”。从而保护功率 MOSFET 和负载。

5 51单片机控制系统

本系统需要自动控制灌溉时间和灌溉时间间隔，并且人为可控制灌溉时间与灌溉间隔。为此设计了基于51单片机的控制系统如图4所示：

按键S1、S2、S3是设定灌溉时间与灌溉时间间隔的，单片机内部开始定时，当需要灌溉时单片机P13脚输出高电平控制水泵转动，高电平时间由灌溉时间控制，当需要人为的控制灌溉时间控制开关K2即可。

6 结束语

通过对尚志市苇河镇木耳养殖基地现场测试分析，本套系统完全满足木耳生长环境下使用，不仅节约了电能，而且科学的对木耳进行了灌溉。提高了木耳产量，进而提高了农民的效益。

（通讯作者：张锷，教授。）

参考文献

[1]鲍健强.低碳经济：人类经济发展方式的新变革[J].中国工业经济，2008（04）.

[2]李昊华.太阳能发电系统正弦波逆变电源的研制[D].河北工业大学，2007（11）.

[3]赵争鸣.刘建政.孙晓瑛.太阳能光伏发电及其应用[M].北京：科学出版社，2005.

[4]王兆安.杨君.刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京：机械工业出版社，2004.

作者简介

唐雪（1989-），女，黑龙江省人。现为哈尔滨师范大学硕士研究生在读。

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从起步到融合

精功科技是全国电子信息行业优秀创新企业，公司定位于专用装备的引领者与产业升级的推动者，主要从事太阳能光伏专用装备、新型建筑节能专用设备、轻纺专用设备等高新技术产品。集中主导产品光伏专用装备、建筑建材专用设备市场占有率达40%，轻纺专用设备市场占有率达65%以上。拥有国际先进的核心技术和40余年的专用设备生产制造经验。庞大的生产线和复杂多样的市场变化让精功科技对于信息技术的创新与提升丝毫不敢怠慢。

精功科技自信息化建设启动以来，通过制定企业中长期信息化发展战略规划，统领信息化工作的全局，立足实际需要、坚持整体规划、突出关键应用先后引进了CAD计算机辅助设计、Solidworks三维设计软件、新中大国际ERP管理系统、SCM采购供应链管理系统、PDM产品数据管理系统、CRM客户资源管理系统以及泛微协同办公平台等信息化系统，全面提升了公司内部生产运营质量和管理水平，大幅度改善了顾客体验提高顾客满意度，与供应商形成供应和谐的合作平台，依靠信息化支撑掌握了发展的主动权，主营业务与盈利能力持续保持行业领先地位。

在这一过程中精功科技的两化融合实现了以数据库为系统集成核心，应用了信息技术及先进制造技术，以实现产品开发、工程设计、经营管理、质量控制与制造自动化的集成制造系统，成为企业技术创新和管理创新的重要平台和手段，其功能涵盖了企业产品研发设计、生产经营管理、车间制造执行等全部业务，极大地增强了企业的核心竞争力。在信息技术与工业技术融合的支撑下，公司不仅在传统产业中取得了不俗的成绩，在新型产业中也有了重大突破。公司研发生产的太阳能多晶硅铸锭炉是制造大批量、高品质多晶硅铸锭的必备设备，是专为太阳能工业设计的。在研发设计阶段，公司充分利用信息平台的优势，结合先进的计算机控制技术，率先在工艺技术和制造技术领域取得了创新突破。有了信息技术与工业技术的融合，太阳能多晶硅铸锭炉从最初的型号不断实现升级优化，各项技术指标均达到世界先进水平。

此外，从纺织业整体产业链上来看，设备提供商属于装备制造业，其在研发领域的进展却大大影响着纺织业的整体业务水平。公司在纺织专用装备的全自动转杯纺纱机、全新一代锦纶加弹机都大大境地了人力成本和能耗，最近着力研发的加弹与包覆丝一体机，把两机合一，真正做到“机器换人”。精功科技相关负责人表示，中国是世界上纺织机械品种最全、产量最大、产值最高的生产大国，尤其是近几年，在发展战略性新兴产业的大环境下，相关产业对纺织品的需求持续增长，国内企业通过技术引进、消化吸收和自主创新，采用机电一体化技术，使新型纺织机械开发能力逐年提升，技术水平有了较明显的提高，已形成了较为完善的整机制造和零部件生产配套体系，取得了较大成绩。但与国际先进水平相比仍存在较大差距，主要体现在自主创新能力、专用件和配套件生产水平、两化融合水平及纺织机械设计制造集成化、模块化、自动化、信息化的应用等方面。

软硬都要强

精功科技认为，信息化是支撑高端制造业从“制造”走向“智造”的跳板，是创新发展、转型升级的现实途径。如果依靠企业多年在行业中拼搏赢得了硬实力，那么信息化的支撑作用则是企业背后的软实力，而今天无论在哪个行业中，软硬实力都是不可小觑的竞争要素。

在公司的“十二五”规划中提出：根据企业自身发展的特点和阶段性需求，要结合装备制造业智能制造、绿色制造、服务型制造的发展趋势，突出以科技进步和创新为重要支撑，大力推进装备制造业两化深度融合，进一步加强信息技术与设计技术、制造技术、管理技术和服务技术的融合，促进高端装备制造业产品创新、流程优化、软实力增强。通过有效的应用，推动产品研发模式和设计理念的创新，产品制造模式和制造方法的创新、企业业务模式和业务流程的再造，在制造环节实现制造过程自动化，充分利用信息技术和智能化设备，实现生产制造环节的自动化控制，稳定产品质量、提高劳动效率，降低生产成本，从而全面提高企业的核心竞争力。

精功科技下一步将继续秉承在两化融合中获得的经验，大力推进产品与装备设计、检测、制造过程的数字化。设计数字化，实现快捷多学科、多目标的优化，设计出最佳的方案；制造数字化、可望实现“零工装”“零库存”，使异地多场所生产并行、透明、柔性，大大提高集成性和生产效率。

推进产品与装备的智能化。产品与装备的智能化是指具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备，是先进技术，包括制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。推进产品智能化，通告产品与装备的信息技术含量、网络化、智能化水平，从而提高产品的附加值。

推进产品与装备的精密化与绿色化。要积极引导公司产品向高精度、高质量、稿可靠性方向发展，不断强化绿色意识、节能意识、环保意识，中式成熟可靠的物联网技术在装备中的应用，努力构建绿色集成功能的供应链和服务链，通告可持续发展的能力，从根本上实现由“精功制造”向“精功智造”的转变。

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关键词：西安高新区产业；电子信息；集成电路；先进制造；生物医药；总部经济；光伏与LED

西安高新区于1991年3月经国务院批准成立，经过24年发展主要经济指标增长迅速，居全国国家级高新区第三位。如今，西安高新区已成为关中-天水经济区中最大的经济增长极、中西部地区投资环境好、市场化程度高、经济发展最为活跃的区域之一，规划总面积已达到307平方公里，成为陕西、西安最强劲的经济增长极和对外开放的窗口，成为我国发展高新技术产业的重要基地。

近年来，西安高新区以发展高新技术产业为主导，建设形成了电子信息、先进制造、生物医药、现代服务业四大主导产业和通信、光伏与半导体照明、电力设备与能源技术、电子元器件、汽车、软件与服务外包、生物制药、创新型服务业等产业集群。

一、电子信息产业

2012年4月10日，电子信息行业最大外商投资项目三星电子一期投资70亿美元的存储芯片项目落户高新区，发挥产业带动效应，现今已形成以三星电子、中兴、华为、神州数码、上海龙旗、摩比天线、西门子、海天天线、西电捷通、宇龙酷派等300多家电子信息类企业为代表，以NEC、富士通、电信十所、电信四所等研究机构为支撑的通讯产业集群。

电子信息产业集群模式的发展在我国珠江三角洲、长江三角洲、环渤海湾地区的形成有着很强的政策扶持的原因。电子信息产业是最具活力的新兴高科技产业，并逐步发展成首要地位。随着世界上信息浪潮的兴起，世界性的信息互联的建设，电子信息产业发展及电子信息技术对制造业和服务业的融合已经成为国际竞争力的标志，发达国家把电子信息产业的发展作为振兴经济的重要战略措施。高新区应在西部发挥电子信息产业的规模效应，带动产业链的发展。

二、先进制造产业

西安高新区在电力机械、制冷设备、石油设备、仪器仪表、汽车等先进制造领域有着产业优势。西安的大学及研究所中分布着25家国家级相关实验室，已诞生一批在全国有一定影响的大中型装备类企业和产品，160多家企业以电力控制和传输、互感设备为主导业务稳步发展。在人才方面，西安机械工业行业拥有员工10万余名，相关专业毕业生数量仅次于上海。西安吸纳上海、深圳等地汽车产业技术和资本的优势，现已经形成了民营企业比亚迪以自主品牌轿车生产为主，集汽车电子、重要汽车零部件和整车在内的汽车产业集群。

截止目前， 高新区已引进了先进制造类企业2000余家，有美光公司的存贮芯片测试线项目、韩国SIMMTECH印刷电路板生产项目、兰德新能源汽车项目、比亚迪汽车二厂项目、荷兰亨特集团的西部区域制造中心项目等。先进制造业位于制造业价值链的最高端，具有技术先进、知识密集、附加值大、成长性好、带动性强等特征，是一个地区核心竞争力的重要体现，也是未来经济发展的主导力量。

三、生物医药产业

西安高新区着力大力发展生物医药产业，近年来，园区生物医药产业在在人才储备、平台建设、产业聚集、创新环境等方面取得了一系列成绩，具备了实现产业发展的条件。在发展生物医药产业上西安具有地理优势，西安邻近蕴含着3000种高质量中药资源被喻为“天然植物基因库”的秦岭以及中药材基地商洛。西安的医疗资源丰富，第四军医大学、交大医学院和其他院校每年提供1200名医学专业毕业生，仅四医大就有7家国家级研究实验室从事医疗和药物方面的研究。

西安高新区发展生物医药产业已经拥有良好支撑服务体系和产业基础。拥有国家级生物医药孵化器，园区产业基础雄厚，有杨森、步长、利君等400多家较有规模的知名制药企业。2013年强生供应链生产基地项目落户西安高新区，更是吸引了多家跨国制药企业和研发机构，推动了生物产业规模化的发展。西安高新区通过提升生物医药创新能力，加速推动西安生物医药产业集群形成，促进西安产业结构调整，对加快西安高新区成为世界一流科技园区和建设西安国际化大都市都具有深远的意义。

四、现代服务业

软件和信息服务业方面，2014年共引进13家海内外龙头软件企业。在高端研发领域，引进了三星电子研究所等多家世界500强项目。在电子商务领域，引进了五八信息技术有限公司、奇虎三六零软件有限公司、阿里巴巴集团等知名企业。互联网领域，中国最大的汽车互联网企业易车集团进驻园区。目前，区内拥有软件与服务外包企业1620家，产业规模进入全国开发区前5强。

创意产业方面，西安高新区大力发展数字出版、移动互联网、游戏及动漫等高附加值的文化创意产业，2014年底入区创意企业已达2300家，其中动漫游戏、影视制作企业200家，聚集了西安85%的动漫、游戏企业及万名相关从业人员。高新区注重培育特色产业和差异化发展，先后在文化部认定了西安高新区创意产业综合服务平台、西安高新区传统文化动漫基地等6家国家级动漫企业，3家重点文化产品出口企业。为打造形成西安高新区的创业硅谷，激活西安市的创业风气，由西安高新区管委会设立的专业服务小微创业项目的预孵化基地――“创途在XIAN” 于2014年10月13日正式启用，致力成为具有完善创业生态链的项目聚集区、商业资源汇集地和政策凹地。

现代服务业着力打造两大产业带，以高新路科技路唐延路锦业路-西太路为发展轴，以金融商务、总部经济、现代商业、文化娱乐为核心的现代服务产业带。高新技术产业带纵贯南北，以战略性新兴产业为核心的高新技术产业带。

五、集成电路产业

借助西安优势的高校资源，每年有2000余名微电子专业高材生，再借助40多家集成电路设计公司的科研优势，以国家集成电路设计产业化基地和西工大、西交大、西电、771所等处于全国前列的微电子专业研究所为依托，以应用材料、美光科技、英飞凌等企业为代表，西安高新区形成了从设计、制造、封装测试到半导体材料及设备制造较为完整的产业链。在西安形成了从材料、设计、3～6寸芯片制造到封装测试的完整的产业链。

在集成电路产业集群中，西安高新区取得了一项又一项的丰碑。全球第二大半导体企业美国美光公司在西安高新区设立半导体封装测试基地。世界最大的纳米制造设备企业、世界半导体产业的领军企业美国应用材料公司在西安高新区设立全球开发中心。信泰电子西安项目制造的计算机存储模板PCB将占全世界市场的33%。

六、光伏与LED产业

在资源储备上，陕西矿产资源丰富、有矿产种类近50种。其中制作太阳能电池的主要材料硅材料在陕西的储藏量十分丰富，是发展光伏产业重要的基础。陕西省、西安市集中了大多数发展光伏产业链的技术环节企业，陕西省具备上游硅材料的强势加工制造能力。西安的科研能力强，人才供给充裕，完全满足了光伏产业对技术和人才的需要。在政策上，陕西省已出台了“太阳能光伏和半导体照明产业振兴规划”。

西安高新区聚集了60多家从事太阳能及LED各环节的生产制造企业，以美光科技、应用材料、华新丽华、陕西电子信息集团等企业为主导，以国家集成电路设计西安产业化基地、西安半导体产业园和相关企业为依托，西安高新区半导体光伏产业实现大发展。光伏产业重点是发展硅材料加工及单晶体炉、多晶炉等设备的制造，利用陕西的地理优势和技术优势，在发电领域加大资源整合和开发力度，促进光伏产业高端优势区域的形成。LED产业重点发展新型器件的封装制造，加大大功率半导体及其配套电源的研发，推动企业之间协作和联合，按照专业化原则，分别在交通、市政、煤矿、宾馆、地铁领域进行市场拓展。按照建设世界一流科技园区的宏伟目标，高新区将在未来几年内建成光伏产业技术研究院和光伏产业园，培育3家以上具有行业影响力的龙头企业；半导体照明产业实现营业收入150亿元，培育5～10家具有核心技术、产值过10亿元龙头企业。成为初具规模的具备完整产业链的光伏产业聚集区，力争成为世界领先的光伏技术研究和产业基地。

七、发挥总部经济产业优势

西安高新区通过建设现代服务型政府、优化商务发展环境和改善生活配套服务，西安高新区已聚集了包括美国应用材料、美光科技、高通、法国施耐德、IBM、德国西门子、英荷壳牌、台湾友立资讯等国外知名企业在区内投资设立研发总部。西安高新区吸引了汇丰银行、渣打银行、人民银行、证监会、保监会等80多家区域性金融机构总部和近400家风险投资机构、300多家中介服务机构。随着科技金融聚集区的初步形成，西安高新区已逐步成为西部最大的科技金融要素聚集区。

截至目前，西安高新区聚集了100多家大型企业总部和100多家大型研发中心，成为中西部总部经济最为聚集区域之一。西安高新区域聚集了大批企业的总部，说明园区的商务环境、综合条件优越。这使西安高新区的知名度、美誉度和国际地位得到了提升，并促使园区得到长足的发展。

八、加强国际经济技术合作吸引境外投资

在西安高新区内创办外商投资企业现达1000多家，有130余家世界500强和著名跨国公司入驻园区。2014年，西安高新区引进世界500强项目10个，行业龙头企业累计127家。世界最大的医药企业美国强生一期投资3亿美元的的项目将建设为国内生物医药领域单体建筑面积最大的工厂，成为亚洲最大的疫苗生产基地。

西安高新区以完善半导体产业上下游、发展产业集群为核心，借助三星带动效应，闪存储芯片项目实现正式投产，带动74家三星配套企业落户，全年累计完成投资210亿元，高新区半导体产业集群优势日益显现。西安高新区引进10家比亚迪高端手机配套生产项目、中兴通讯智能终端生产项目等智能终端产业的链配套企业，智能手机产业聚集度得到发展，把智能手机“西安造”变为现实。境外投资的项目90%以上集中在高新技术领域，主要涉及电子信息、先进制造、生物医药、半导体和新材料新能源等。

目前，西安高新区已经完成战略性新兴产业布局，并逐渐形成四个千亿级产业布局，分别是以三星为龙头的千亿级的半导体产业链，以三星、华为等为龙头的千亿级的通信产业，以IBM、Intel、NEC等23家世界500强企业形成的千亿级的软件与信息服务产业以及以强生为代表的千亿级生物医药产业。

园区产业结构调整和战略性新兴产业集群聚集取得明显成效，所规划的四个千亿元产业集群雏形初现。产业转型取得新进展，全区生产总值增长13.2%，高出全市2个百分点以上，带动全市收入增长达3个百分点。

参考文献：

[1]刘友金.产业群集的区域创新优势与我国高新区的发展[J].产业经济，2001（02）.

[2]王缉慈.地方产业群战略[J].中国工业经济，2002（03）.