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關鍵詞：新能源發電太陽能，風能，發展前景

 

0引言

自第三次工業革命以來，人類社會在經濟和科技方面取得了空前的發展，伴隨而來的是常規化石能源的大量消耗及其引起的環境污染和資源短缺等一系列問題，迫使人類不得不開始尋找清潔的可再生能源，也即新能源。相對于傳統的煤、石油、天然氣等化石能源，新能源普遍具有污染少、儲量大的特點，對于解決當今世界日益嚴重的環境污染和資源匱乏等問題具有十分重要的意義[1]。資源與環境的壓力也給電力系統帶來了新的挑戰，利用新能源逐步取代傳統能源進行發電將是今后電力工業發展的趨勢，可見新能源發電具有良好的發展前景和實用價值。

1 新能源發電的類型及其原理特點

新能源發電主要包括太陽能發電、風力發電、生物質能發電、地熱發電、潮汐發電等方面。

1.1太陽能發電

太陽能是指太陽內部連續不斷的核聚變反應過程所產生的能量，它是一個巨大的能源，據估計，我國陸地面積每年接收到的太陽能輻射能相當于億噸煤[2]。太陽能發電又叫光伏發電，它的基本原理是利用光伏效應，通過光照產生電動勢，進而輸出電能，實現光電轉換。簡單地說，太陽能發電就是通過太陽能電池直接將太陽光轉換成電能，太陽能電池是由各種具有不同電子特性的半導體材料薄膜制成的平展晶體，可以產生強大的內部電場[2]，主要包括單晶硅電池、多晶硅電池和非晶硅電池三種類型。免費論文參考網。

常見的太陽能發電系統由太陽能電池、控制器和逆變器三部分構成，按其運行方式可分為獨立太陽能發電系統和并網太陽能發電系統，其中后者是目前的主流發展趨勢，即太陽能電池發出的直流電，通過逆變裝置轉換成交流，進而并入電網使用。太陽能發電安全可靠，具有許多優點，如能源充足，太陽能無處不在，不受地域限制；建設周期短，運行成本低；不需要消耗燃料，無環境污染；結構簡單，維護方便，適合無人值守。但是，太陽能發電受氣候條件影響，具有間歇性，且價格昂貴。

1.2 風力發電

風力發電是將風能轉換成機械能，再轉換為電能，其基本原理是利用風吹動風輪，通過風輪的機械轉動驅動發電機轉子旋轉，進而產生電能。風能是清潔的可再生能源，風力發電與常規發電相比，具有能源充足、不消耗燃料、無環境污染、占地面積小、工程建設周期短、發電技術成熟等優點。在當今世界的新能源開發技術中，風力發電是最成熟、最有商業利用價值的發電方式，其裝機容量正在不斷擴大，全球風電發電量占總發電量的比例也在逐步增加。

1.3生物質能發電

生物質能是綠色植物通過光合作用，將太陽能轉化為化學能而儲存在生物質內部的一種能量形式，是一種資源豐富、無污染的能源。生物質能發電包括農林廢棄物燃燒發電、生物質燃氣發電、城市垃圾焚燒發電、沼氣發電等方面。生物質能發電具有電能質量好、可靠性高等優點，具有較高的經濟價值。

1.4 地熱發電

地球內部蘊藏著巨大的熱能，地熱能就是地球內部的熱釋放到地表的能量，地熱發電就是將地熱能轉變為機械能，再將機械能轉變為電能，它是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發電技術，其原理與火力發電基本一樣，即將蒸汽的熱能通過汽輪機轉變為機械能，然后帶動發電機發電[2]。

1.5潮汐發電

潮汐能，顧名思義，就是潮汐所蘊含的能量，同樣是一種取之不盡、用之不竭的新能源。潮汐發電，就是利用海水漲落及其引起的水位差來推動水輪機，由水輪機帶動發電機進行發電，其原理與一般的水力發電差別不大。即在海灣或有潮汐的河口修建大壩，構成水庫，利用壩內外漲潮、落潮時的水位差進行發電。潮汐發電受潮汐周期變化的影響，具有間歇性。

2 中國新能源發電的前景展望

改革開放以來，我國經濟高速發展，經濟規模躍居世界前列，與此同時，能源消費結構的不合理引起的資源環境問題日益突出，大力發展新能源發電技術，是調整能源結構、促進節能減排、實現可持續發展的要求。我國可再生能源資源豐富，通過近年來的發展，新能源發電已經取得了一定進展，已經形成了一定規模、體系相對完善的新能源產業。中國新能源發電雖然剛剛起步，但是卻有著廣闊的發展前景。免費論文參考網。

（1）風力發電和太陽能發電發展迅速。中國風能資源豐富且風力發電技術較為成熟，目前正在以“建設大基地，融入大電網”的方式進行規劃和布局。太陽能發電同樣也具有較好的發展前景，我國的太陽能電池制造水平較高，應該大規模推廣太陽能發電。免費論文參考網。根據國家能源局制定的《新能源產業振興發展規劃》，到2011年，新能源在能源結構中的比重達到2%（含水電為10%），新能源發電占電力總裝機容量的比重達到5%（含水電為25%）。而風電裝機容量將達到3500萬千瓦（陸地風電3000萬千瓦，海上風電500萬千瓦），太陽能發電裝機容量將達到200萬千瓦[1]。除此之外，《2008年中國風電發展報告》預言，到2020年末，全國風電開發建設規模有望達到1億kW。

（2）生物質能發電優勢明顯，前景較好。相對于風力發電和太陽能發電的間歇性特點，生物質能發電具有突出的優點，經濟價值較高。2002年，我國可再生能源發電裝機容量3234.6萬kW，其中生物質能發電裝機容量80萬kW，在眾多新能源和可再生能源發電中僅次于小水電。預計到2020年，可再生能源發電將達0.9~1億kW，其中生物質能發電為1000萬kW；另一種估計結果是2020年可再生能源發電裝機容量將達到1.21億kW，其中生物質能為2000萬kW。

（3）在有條件的區域發展地熱發電和潮汐發電。受地理條件的限制，地熱發電和潮汐發電均具有地域性。目前，中國高溫地熱電站主要集中在西藏地區，總裝機容量為27.18MW，其中羊八井地熱電站裝機容量25.18MW，其發電量已經占到拉薩電網的40%以上，對緩和拉薩地區電力緊缺的情況起到了重要的作用。今后，可繼續在西藏地區大力發展地熱發電。我國潮汐能蘊藏量中可開發利用部分的92%集中在經濟發達、能源需求迫切的華東沿海地區[3]，發展潮汐發電可緩解這些地區的電力不足。但是，潮汐發電由于開發成本較高和技術上的原因，目前發展并不是很快，我國江廈潮汐電站裝機容量為3200kW，年發電量1070萬kWh[4]，今后可視情況適當發展潮汐發電。

3 結語

能源短缺和環境惡化已經成為威脅人類生存的全球化問題，發展新能源是實現人類可持續發展的必經之路，中國應該加快開發利用新能源的步伐，大力發展新能源發電，逐步實現從常規能源向清潔能源轉變。目前，我國的新能源發電已經取得了一定的進展，但同時還存在著一些亟待解決的問題，主要表現在技術基礎薄弱、相關體制尚不規范等方面。為此，提出一些建議：（1）制定發展目標，科學規劃布局。新能源發電必須進行合理規劃和布局，有必要將其納入國家經濟社會發展總體規劃。（2）加快體系建設，規范行業發展。對于新能源發電的設備要求和并網技術標準，應該盡快制定相關準則。（3）加大投資力度，鼓勵自主創新。目前，我國新能源研究力量分散，缺乏跨學科的交流，有必要對各類科研機構進行整合。除此之外，新能源發電是智能電網的一個重要組成部分，必須構建全國統一的新能源電網，以促進我國智能電網的建設。

參考文獻

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[4] 葉峰. 新能源發電——實現人類的可持續發展[J].能源與環境，2008，3：55-57，62.

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[關鍵詞]太陽能 光伏發電 逆變 并網

中圖分類號：TK511 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）33-0363-01

1 概述

2013年年初，京津冀地區遭遇嚴重霧霾天氣； 10月份以后，大范圍霧霾污染又蔓延至哈爾濱、蘇州、上海、甚至三亞等地，全國范圍從北到南無一幸免。

據相關部門統計， 2013年的霧霾天數是中國近52年來的最多，創下歷史紀錄。

環保專家指出，導致空氣質量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入顆粒物、臭氧等。在一些地區，尤其是大城市，工業生產、機動車尾氣、建筑施工、冬季取暖燒煤等排放的有害物質難以擴散，導致空氣質量顯著下降。面對越來越嚴峻空氣污染形勢，尋找新能源成為當前面臨的迫切課題。照射在地球上的太陽能非常巨大，而且太陽能發電絕對干凈，不產生污染。所以太陽能被譽為是理想的能源。隨著太陽能光伏發電技術的發展，光伏發電已經不再只是作為偏遠無電地區的能源供應，而是向逐漸取代常規能源的方向發展。

本文主要討論太陽能光伏發電系統中電力電子技術的應用；介紹并網系統的組成特點；根據不同的電路拓撲，討論太陽能最大功率點跟蹤技術的實現方法。

2 太陽能光伏系統的組成

太陽能光伏發電系統是利用太陽能電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統，有獨立運行和并網運行兩種方式。

與獨立供電的光伏系統相比，并網系統一般都沒有儲能環節，直接由并網逆變器接太陽能電池和電網。并網逆變器的基本功能是相同的。那就是，在太陽能電池輸出較大范圍內變化時，能始終以盡可能高的效率將太陽能電池輸出的低壓直流電轉化成與電網匹配的交流電流送入電網。

3 太陽能光伏系統的最大功率點跟蹤技術

實現太陽能光伏陣列的最大功率點跟蹤，實質上是一個自尋優過程。通過對光伏陣列當前時刻輸出電壓與電流的檢測，得到當前時刻光伏陣列輸出功率，再與已存儲的前一時刻光伏陣列功率值比較，舍小存大，再檢測，再相比較，如此不停地周而復始，便可使光伏陣列動態地工作在最大功率點上。

在一定溫度時，不同光照強度下太陽能電池的輸出特性曲線不同。每條曲線都存在著一個最大功率輸出點，并且這個點在當前的光照條件下是唯一的。在太陽能光伏系統中采用較多的一階MPPT正是利用了最大功率點的dp/dv為零的特性。先對太陽能電池的輸出電壓和電流進行連續的采樣，并將每次采樣的一組電壓電流數據相乘折合成功率值，然后減掉上一次采樣得到的功率值，即為功率差分值。當功率達到最大值時滿足式（1），同時還可以推得式（2）。

dP/dU=dUI/dU=UdI/dU+IdU/dI=0 （1）

UdI+IdU=0 （2）

令

ΔI=UdI （3）

ΔU=-IdU （4）

則當ΔU=ΔI時，即可近似認為達到最大功率點，這樣就構成了最經典的一階差分算法。

4 并網供電的太陽能光伏系統中的逆變器

光伏陣列所發的電能為直流電能，然而許多負載需要交流電能，如變壓器和電機等。直流供電系統有很大的局限性，不便于變換電壓，負載應用范圍也有限。除特殊用電負荷外，均需要使用逆變器將直流電變換為交流電?，F在常用的逆變器有以下幾種。

1）方波逆變器

此逆變器輸出的電壓波形為方波，逆變器線路簡單，價格便宜，實現較為容易。缺點是方波電壓中含有大量的高次諧波成分，在負載中會產生附加的損耗，并對通信等設備產生較大的干擾，需要外加額外的濾波器。此類逆變器多見于早期，設計功率不超過幾百瓦的小容量逆交器。

2）階梯波逆變器

階梯波逆變器輸出的電壓波形為階梯波形，階梯波逆變器的優點是輸出波形接近正弦波，比方波有明顯的改善，高次諧波含量減少。但此逆變器往往需要多組直流電源供電，需要的功率開關管也較多，給光伏陣列分組和蓄電池分組帶來不便。

3）正弦波PWM逆變器

正弦波逆變器的優點是輸出波形基本為正弦波，在負載中只有很少的諧波損耗，對通信設備干擾小，整機效率高。缺點是設備復雜、價格高。

5 雙模式逆變器

為了方便應用，可以設計一種既可獨立運行，又可并網運行的光伏發電系統。該系統中的逆變器可以自由切換并網運行和獨立運行，并且保證在切換過程中對負載和逆變器無沖擊，實現平滑切換?？梢圆捎昧丝焖贆z測并網開關和抑制電流突變的過渡算法，以實現三相系統并網/獨立的平滑切換。這種系統稱為三相雙模式逆變器發電系統。此系統中太陽能電池板組成光伏陣列，輸出不穩定的直流電。DC/DC 充電控制器連接電池板和蓄電池組，實現最大功率向蓄電池充電。 蓄電池可以在太陽輻照度變化和無太陽光時持續向逆變器供給直流電。三相逆變器的輸入級連接到蓄電池的直流母線上， 輸出接在帶有中心抽頭的變壓器上。這樣可以帶三相或單相負載運行。并網開關可以實現電網與負載、 逆變器的連接和斷開。當電網無電時，并網開關斷開，逆變器給負載供電。當電網有電時，并網開關閉合，負載由電網和逆變器共同供電，逆變器還可以將太陽能電池板發出的多余電能輸入到電網中，也可以利用電網給蓄電池充電。

6 結論

本文對太陽能光伏系統中的最大功率點跟蹤和逆變技術進行了討論。通過對并網光伏系統進行系統組成分析，比較其構成特點和電路拓撲，討論得出了各自適用的控制方法。文章最后介紹了一種可實現獨立運行與并網運行實時切換的雙模逆變器。從上述分析可以看到：太陽能光伏發電作為新能源的應用技術正在得到迅速發展，而電力電子技術作為其中的關鍵技術，對太陽能光伏發電應用的發展起著決定性作用。

參考文獻

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【關鍵詞】光伏并網逆變器；LCL濾波器；參數設計

一、引言

隨著光伏太陽能電池板的工藝不斷進步，太陽能并網發電逐漸成為熱點。大功率光伏并網逆變技術是太陽能光伏并網發電領域最核心技術之一。而逆變器側的濾波器參數選擇是關系著其并網的性能優劣的關鍵點之一。因此，設計參數合適的濾波電路及確定合適的濾波電路參數非常重要。

二、L及LCL濾波器效果對比

并網逆變器濾波結構主要有L型及LCL型。

L型濾波器是一階的，電流諧波幅值一直以-20dB/dec下降，LCL型濾波器是三階的，在諧振頻率之前，和L一樣，電流諧波幅值以-20dB/dec下降，諧振頻率之后，電流諧波幅值以-60dB/dec下降。隨著頻率的增加，在高頻階段LCL能有效抑制諧波成分。同時可以看到，如果想達到相同的濾波效果，LCL型濾波器總電感量是L型濾波器總電感量的1/3，極大的減小了濾波器的體積，節省了材料及成本。

三、500kW大功率光伏并網逆變器的LCL濾波電路參數設計

1.總電感的約束條件

LCL濾波電路中，電容支路開路，總電感大小為L=L1+Lg，根據基爾霍夫電壓定理有：

根據圖1，可以看出，A點表示逆變器輸出電流與電網電壓同向，逆變器向電網傳輸有功功率，功率因素為1。

根據圖1，由余弦定理得出：

2.諧振點的約束條件

LCL濾波電路發生諧振時，該次并網諧波諧波電流會顯著增加。根據諧振公式，可以知道并網電流發生諧振點頻率為：

（3-4）

在大功率光伏并網逆變器控制技術中，一般采用SVPWM調制方式。該調制方式使得諧波電流在開關頻率及開關頻率倍數附近含量很大。所以，諧振頻率應避開開關頻率倍數處。工程中，一般將諧振點取在10倍基波頻率和一半開關頻率的范圍之間，即：

（3-5）

3.逆變器側電感L1的計算

在SVPWM調制情況下，設定電感電流紋波在每一個載波周期內不能超過峰值電流的20%，有：

其中，Ts為載波周期，為紋波電流，。

4.并網側電感Lg的計算

工程上，一般將逆變器側電感值的1/6到1/4作為并網側電感值，即Lg=（1/6～1/4）。

5.電容C的計算

電容導致的無功功率必須小于逆變器總容量的5%，本次計算中選取逆變器額定容量的2%作為無功功率。

6.計算電容側電阻值Rd

為了使大功率并網逆變器有更好的穩定性，采用控制方法較簡單的無源電阻法來并網。它將LCL濾波器電容側串聯入電阻Rd，減小諧振點的諧波電流。Rd的引入導致系統損耗增加。

分析式（3-11），可以看到，功率損耗隨電阻的增大，先增大后減小，當時，功率損耗出現的極大值。因此無源電阻取值應該避免這些點。

考慮到諧波電流主要分布在開關頻率及其倍數附近，即：

時，逆變器有較大損耗。

綜合考慮：

此時，無源電阻功率損耗不大。所以，基于500kW的光伏并網逆變器LCL濾波電路選取的參數如表1所示：

7.驗算諧振點

將計算好的各值帶入式（3-5），檢驗電流諧振點，則fres=1493Hz。滿足系統要求。

四、仿真驗證

采用Matlab/Simulink搭建仿真模塊，控制算法用S函數編寫而成。

光伏電池板直流電壓源采用Boost電路，通過電流閉環控制功率大小，模擬光伏電池板在不同光照下工作。并網逆變器采用SVPWM7段式調制策略，實現單位功率因素的并網運行。

研究發現，為了實現逆變器單位功率因素并網運行，取逆變器側的電流反饋，此時需要給Q軸給定電流做移相補償，補償的無功電流為：

Boost電路中，直流側電壓500V，電感L=10mH，開關頻率2.5kHz，支撐電容10mF。三相并網逆變器LCL濾波器參數如表1所示，并網線電壓270V。

五、結論

仿真結果如圖2～圖5所示，可以看到額定功率運行時，并網電流的諧波為1.38%。當輕載運行時，因為調制度降低，SVPWM調制諧波電壓含量增加，并網電流總諧波含量為9.29%。

對于輸出功率隨光照強度變化的光伏太陽能逆變器，仿真證明此LCL濾波器能達到很好濾波效果。證明了LCL濾波器設計的正確性。

參考文獻

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作者簡介：

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關鍵詞：光伏產業;多晶硅;太陽能電池;產業結構

隨著社會的發展，人類對于能源的需求量越來越大。然而，化石能源資源的枯竭以及其開采、使用對環境污染的壓力增大，使人們不得不尋找和開發新的綠色能源，太陽能是可供選擇的綠色能源之一。以太陽能為基礎的光伏產業是我國中央政府確定的戰略性新興產業。自2006年1月1日起實施了《中華人民共和國可再生能源法》后，又相繼出臺了一系列的政策法規近百條，2013年國內光伏電池產能為42GW，產量達到25.1GW，與2012年相比，增長率約為20%，產量約占全球總產量的62%，位居全球首位。光伏產業的發展受到政府前所未有的重視，一系列幫助光伏產業實現“量變向質變”轉化的政策頻出，使我國光伏產業政策體系初步形成。[1]

一、我國光伏產業發展現狀

（1）多晶硅產量逐年增長。多晶硅是生產光伏電池的原料，在生產硅基太陽能電池的過程中，需要使用大量的多晶硅。據中華人民共和國工業和信息化部統計，2014年上半年，我國多晶硅產量6.2萬噸，同比增長100%，在產多晶硅企業由去年初的7家增至16家。圖1為我國（大陸地區）近五年多晶硅年產量情況。

圖1 我國（大陸地區）多晶硅年產量的變化趨勢

從圖1可知，從2009年至2010年我國多晶硅的產量增幅為137.7%，2010年至2011年多晶硅產量增幅為81.6%，由于多晶硅產能增幅過快，導致國內多晶硅產能的過剩，加上國際多晶硅生產企業對華傾銷，造成了2011年下半年以來我國多晶硅市場價格一路下滑，整個行業陷入困頓。截至2012年年底，我國多晶硅生產企業已由原來的近50家銳減至7家，產量也由2011年的79000t減至60400t。2014年，隨著全球光伏裝機市場的繁榮和我國商務部公布對太陽能級多晶硅反傾銷調查的最終裁定，多晶硅的生產迎來了一波擴產和開工潮，其年產量由2012年的60400t增至84000t?？傮w來說，近年來我國多晶硅發展勢頭強勁且良好。

（2）太陽能電池產量居全球首位。雖然，我國太陽能電池制造業的發展時間不是很長，但發展速度非?？?。至2006年，無錫尚德、江西賽維LDK等一批光伏企業在海外上市并取得巨大成功，促使國內太陽能電池制造業規模迅速壯大。從業企業從最初的十幾家發展為幾百家，太陽能電池產量也呈逐年增長發展態勢。截至2013年底，中國大陸太陽能電池組件以25.1GW的產量位居全球第一，產量約占全球總產量的63%。

（3）光伏裝機容量迅猛上升。近年來，我國出臺了《可再生能源發展“十二五”規劃》《太陽能發電發展“十二五”規劃》等一系列政策，受國家政策引導和帶動，我國光伏產業迅猛發展，自2009年至2011年，我國光伏裝機容量增幅非常快，然而2012年受光伏組件、逆變器、EPC總包價格單邊下跌，且政策導向不明朗。2012年我國光伏年新增裝機容量為1.19GW，大幅度低于2012年初的預期的5～7GW。[2]2013年，在國務院《關于促進光伏產業健康發展的若干意見》及一系列配套政策支持下，光伏發電快速發展。截至2013年底，全國累計并網運行光伏發電裝機容量19.42GW。其中，新增光伏發電裝機容量12.92GW。

（4）光伏產業結構。光伏產業的產業鏈包括多晶硅生產、光伏電池制造等環節。其中多晶硅生產技術密集度最高在產業鏈中處于高端，市場需求旺盛。全球太陽能光伏電池90%以上以單晶硅或者多晶硅為原材料生產。近年來，我國部分企業已基本掌握了多晶硅材料的生產工藝，已滿足我國約50%光伏產品生產需要，具體情況見表1。

表1 近5年中國多晶硅生產情況

項目 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年

國內多晶硅需求量/t 45000 85000 130000 136406 157000

國內多晶硅產量/t 18300 43500 79000 60400 84000

國產多晶硅占國內年度需求量百分比/% 40.7 51.2 60.8 44.3 53.5

（注：數據來源自中華人民共和國工業和信息化部電子信息司）

但是，我國目前多晶硅的生產總體上工藝技術更新滯后，不僅產品品質與國外相比有較大差距，而且生產成本較高，污染與浪費也較為嚴重，在國際市場基本不具備競爭力。

在光伏產業鏈中，太陽能電池制造是其最重要的生產環節。目前，我國太陽能電池產量全球第一，但是國內應用少，大部分產品用于出口。隨著電力體制改革，補貼路徑的變化，光伏產業發展的外部環境逐步改善，[3]而國內光伏裝機市場逐步興起，光伏電池組件的國內銷售量也在上升，“兩頭在外”的局面正得以改變。[4]今年上半年，我國光伏電池組件產量達15.5GW，同比增長34.8%，占全球總產量比例超過60%。[5]因此，從產業鏈角度看，能夠對國際市場供應形成較大沖擊的是處于中游的國內光伏電池及組件企業，該環節也首當其沖成為此番美歐“雙反”的直接對象，進而加深了全產業鏈的發展困境。

二、目前我國光伏產業發展中存在的問題

（1）國際市場發展阻礙重重。目前，我國光伏產業總體對外依存度仍較高，特別是太陽能電池銷售。然而，一方面在金融危機和歐洲債務危機加深的特定宏觀背景下，主要光伏應用市場（歐洲）的補貼下調導致全球光伏市場需求出現了萎縮[6];另一方面，歐美國家“貿易保護主義”紛紛抬頭，至2009年以來，我國光伏企業經歷了數次美國和歐盟的“雙反”調查，無休止的貿易爭端勢必惡化我國光伏企業生存環境，阻礙我國光伏企業在國際市場中的發展。

（2）國內產業無序發展。光伏行業的高利潤吸引使一些企業在近乎“瘋狂”的狀態下投資建廠擴能，隨著產能的集中爆發，光伏市場“供過于求”的局面逐漸顯現，“產能堆積”、“產能閑置”問題嚴重。例如，2011年光伏產業產能以100%的速度增長，而市場需求的增速只有50%，產能擴張的速度遠快于市場需求的增速使得這一年光伏產品價格平均下跌近40%。[7]光伏產業作為國家戰略性新興產業，備受中央和地方政府的重視。近幾年，各省市加速發展新能源等戰略性新興產業，再次刺激了產能迅速擴張。據媒體報道，目前，全國有300個城市發展光伏太陽能產業，100多個建設了光伏產業基地，各地區幾乎都把光伏產業列為優先扶持發展的新興產業。[8]

（3）融資渠道不暢通。光伏產業屬于資本密集型產業，融資渠道的通暢與否，直接關乎行業命運。我國光伏上市企業有22家，海外上市的有10家，其中有8家上市公司的市值已經達到了200億美元。多數光伏企業選擇到海外上市多是由于國內金融市場不夠發達，相應的融資機制匱乏。投資光伏產業和相關項目的投資回收期長，要獲得融資必須以光伏系統安裝之后的發電量所帶來的收入作為條件，屬（下轉第頁）（上接第頁）于項目融資。但是，這種融資方式在目前所能提供的資金非常有限。[9]

（4）光伏發電并網存在瓶頸。與傳統發電形式相比，光伏發電的優勢在于，功率選擇靈活，維護相對簡單，拆卸方便，其作為分布式并網的電源在電力系統中得到了廣泛的應用。[10]20世紀80年代開始，光伏發電開始迅速發展。[11]目前我國正大力推廣分布式光伏發電項目，光伏發電系統有效而合理的并網是電力系統中需要解決的重大問題之一。解除了光伏發電并網存在的瓶頸，才能促使光伏發電系統的應用越來越廣泛。

三、我國光伏產業發展對策

（1）建立健全世界貿易爭端解決機制。針對我國光伏企業在國外所遭遇的“雙反”威脅，我國光伏行業應建立一個貿易爭端解決機制平臺，共同應對來自國際社會的貿易爭端威脅。強大的行業調研能力、迅捷的信息預警機制、靈活的應訴能力以及與外國同行間的溝通交流均是該平臺應該具備的功能。另外，這個機制平臺的建立過程中，相關行業協會、商會等非政府組織應發揮主導作用。

（2）規范產業規劃，加強政府調控，助推實力企業提升產業結構。由于市場失靈的存在，政府必須依靠宏觀調控手段減少資源調配過程中脫節的現象，優化資源配置，促使產業朝健康、有序的方向發展。受《光伏制造行業規范條件》實施影響，光伏行業無序發展態勢有所減緩，部分落后產能醞釀或開始退出，產業調整趨勢明顯。部分企業兼并重組意愿日益強烈，上半年，我國前10家組件企業產量全行業占比近60%，前5家多晶硅企業占比超過80%，集中度持續提高。優化光伏產業發展結構，推動產業調整升級，達到資源優化配置的作用。[12]

（3）疏通融資渠道，創新融資手段。資金的充裕是保障光伏產業健康快速發展的基礎，為了疏通融資渠道，國家出臺了《關于鼓勵和引導民間資本進一步擴大能源領域投資的實施意見》《關于支持分布式光伏發電金融服務的意見》等一些促進光伏產業融資的傾斜政策;倡導建立產業發展基金，開放社會資本進入行業，以解決“融資難”問題;規范光伏行業上市公司融資行為，適度支持戰略性新興產業上市;鼓勵銀行等金融機構與地方政府合作建立光伏項目融資服務平臺，鼓勵地方政府結合民生項目對光伏發電提供貸款貼息政策。

（4）鼓勵太陽能發電設備應用，支持分布式發電并網。太陽能光伏發電系統的運行方式主要分為并網運行、離網運行和混合運行三類方式。[13]我國鼓勵太陽能發電設備應用，支持分布式發電并網，最近能源局出臺《關于進一步落實分布式光伏發電有關政策的通知》，針對分布式發電并網發展難題提出諸多具體措施。例如，在建筑屋頂資源方面，對屋頂面積達到一定規模且適宜光伏發電應用的新建和改擴建建筑物，應要求同步安裝光伏發電設施或預留安裝條件。地方政府可將建筑光伏發電應用納入節能減排考核及獎懲制度，消納分布式光伏發電量的單位可按折算的節能量參與相關交易。在并網方面，要完善分布式光伏發電接網和并網運行服務。在市縣（區）電網企業設立分布式光伏發電“一站式”并網服務窗口，明確辦理并網手續的申請條件、工作流程、辦理時限，并在電網企業相關網站公布。[14]

參考文獻：

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[2] 2012中國光伏裝機1.19GW大幅低于預期[EB/OL]. 2013-01-16，.

[6] 王文祥，史言信.我國光伏產業困境的形成：路徑、機理與政策反思[J].當代財經，2014，350（1）：87-96.

[7] 《內憂外患致朝陽產業步入困境_中國信息報》――透視中國光伏產業發展尷尬局面[EB/OL]. 2012-09-05，http：//.cn/jsdk/201209050021.shtml.

[8] 怎樣看待光伏產業產能過剩？[EB/OL]. 2012-07-10，http：///energy/2012-07/10/c_123391828.htm.

[9] 袁艷平.戰略性新興產業鏈構建整合研究――以基于光伏產業的分析[D].西南財經大學，2012.

[10] 許振超.光伏發電并網面臨的問題分析[J].動力與電氣工程，2017

（7）：119.

[11] T.M.Razykov，C.S.Ferekides，D.Morel，E.Stefanakos，H.S.Ullal，H.M.Upadhyaya，Solar photovoltaic electricity：Current status and future prospects[J].Solar Energy，2011（85）：1580-1608.

[12] 工信部：下半年我國光伏產業有望跳躍式增長_產業經濟_財經_中金在線[EB/OL]. 2014-08-20，http：///chanyejingji/

20140820/18732714.shtml.

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論文摘要：“電力生產概論”是高校非電氣專業開設的全校性選修課。課程的授課目的是讓上述專業的學生對電力生產過程有一個大致的了解，為以后有可能服務于電力行業做準備。由于學生在數學、物理以及電氣方面的基礎薄弱，因此本課程的教學方法與電氣工程及其自動化專業的課程教學法有所不同，重點是要激發學生的學習興趣，讓他們克服畏難情緒主動學習，在重點講述常規發電原理的基礎上把自主教學法成功應用于課堂教學過程中。通過課堂教學效果的驗證，本方法是行之有效的。

論文關鍵詞：電力生產；自主教學法；學習興趣；教學效果

“電力生產概論”是高校非電氣專業開設的一門全校性選修課。它是為了讓工商管理、市場營銷及會計學等專業的學生了解一定的電力生產方面的知識，為以后在電力系統從事相關工作做準備。但是經濟與管理學院的學生大多是文科類學生，數學、物理基礎不扎實，而且大學期間又沒有開設電氣專業基礎課（如“電路”、“電機”、“發電廠電氣部分”等），所以學習起來有難度，而且很多學生認為這門課與他們的專業不相關，學習的積極性也不高。針對課程的特點和學生的學習心理，筆者在經過兩三年的“電力生產概論”教學后，在重點講述常規發電、電力生產原理等的基礎上，把學生自主教學法成功應用到教學過程中。通過課堂教學效果的驗證，本方法是行之有效的。

一、教材內容及教學方法介紹

長沙理工大學選定的“電力生產概論”教材是普通高等教育“十一五”規劃教材，李光輝主編。該教材內容全面、難度適中，是一本非常適合非電氣類學生學習電力生產方面知識的通用教材。全書共九章，教材前四章先介紹了電力系統與電力生產方面的知識，然后重點講述了三大常規能源發電：火力發電、水力發電和核能發電。第五章為未來能源發電技術，依次介紹了風力發電、地熱發電、太陽能發電、海洋能發電、生物質發電、氫能發電等相關知識。后面四章分別介紹了變電站、電力線路、直流輸電以及計算機在電力行業中的應用等與電力生產密切相關的一些專業知識。教材內容安排合理，難度適中。只要學生跟著老師系統地把教材學完，對電力系統及電力生產應該有一個比較全面、系統的了解，收獲是很大的。

針對學生數學、物理及電氣方面基礎不扎實的特點，要在開始就使學生對這門課程的學習感興趣，并做好心理準備。第一節課在介紹了教材內容后，講述該課程要采用的教學方法，即采用教師課堂講述為主、學生自主講述為輔的創新教學法。前四章常規能源發電等電力生產方面的知識由教師重點在課堂上講述，讓學生切實掌握電力生產過程的特點以及每一種常規能源發電的原理。后面第五章的未來能源發電技術的發電原理與常規能源發電基本是一樣的，只是所使用的一次能源不同而已，而且新能源發電技術是現在研究的熱點。所以針對教材上所提供的五種新能源發電，可讓每個班商量討論選定一類大家感興趣的新能源發電技術作為自主講述的內容。這門課一般是兩個或三個行政班級組成，如果是兩個行政班級則每班可分兩組各選一種新能源發電技術講述；如果是三個行政班級，則以班為單位各選一種新能源發電技術自主講述。學生自主講述的出力情況及講課效果直接影響學生課程期末考核成績。

在讓每個學生詳細了解教學方法之后，又提醒學生，如果前四章的基礎內容沒學好，要想在自主講述的內容上面取得好成績是很困難的。所以第一堂課下來，學生對這門課的學習興趣就被激發起來了。課間休息時班干部就召集全班同學討論選擇自主講述的新能源發電方式，最后把選定的結果向全體同學公布，并告訴他們，只有發揮全班同學的合力，共同參與、合理分配任務才能在自主講述環節取得良好的效果。在時間安排上，為了使學生有充分的時間準備課件，在學生授課前2～3周提前通知他們。 "

二、常規能源發電原理講述

通過第一節課教學內容、方法的介紹，學生都心中有數，對這門課程的學習也做好了充分的思想準備。因此，在講述電力系統及電力生產方面基礎知識以及三大常規能源發電原理時，首先講述什么是一次能源、什么是二次能源。怎樣把一次能源轉換為電能就是學習的重點。電能已成為工業、農業、國防、交通等國民經濟各部門不可缺少的動力，所以作為當代大學生，了解電力生產方面的知識以及電力系統的發展方向和動態是完全有必要的。

了解了這門課程的重要性和學習了該課程的必要性之后，學生對后續的授課內容興趣明顯提高了。電磁感應定律是發電的基本原理，這在初中物理課程里面已經學過。1831年法拉第發現了電磁感應定律之后，很快出現了原始的交流發電機、直流發電機和交、直流電動機，為了給用戶輸送電能，慢慢發展了高壓直流和交流輸電。以至于到現在的特高壓交流、直流輸電技術。另外，重點講述我國的電力發展現狀以及在特高壓輸電領域的一些世界領先技術。學生對該課程的學習興趣明顯提高了。

電力生產就是要把自然界的一次能源轉換為電能?；鹆Πl電的原理就是把煤、石油、天然氣等一次能源中的化學能經過燃燒轉化為高溫高壓水蒸氣的內能，然后通過水蒸氣膨脹做功推動汽輪機旋轉，汽輪機帶動發電機轉子磁極旋轉，在固定不動的定子繞組周圍形成變化的磁場，從而在繞組內感應出電動勢。若定子中的繞組按一定的繞線規律，與外電路形成回路，則繞組中就會產生相應的電流。在一定的電壓下，電流沿輸電線路將電能送往用戶。水力發電是在水電站中水輪機將水的勢能和動能轉換為推動水輪機旋轉的機械能，水輪機轉輪旋轉帶動發電機發電。而核能發電的原理與火力發電很相似，也就是說核電廠只是以核反應堆及蒸汽發生器來代替火力發電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學能，其能量轉換過程是：核能水和水蒸氣的內能發電機轉子的機械能電能。

三、新能源發電學生自主講述

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一、我國城市生態社區研究現狀

進人21世紀，我國的人類居住地與生態社區建設有了較大的發展，如1994年通過的《中國21世紀議程人口、環境與發展白皮書》提出:人類社區發展的目標是促進其可持續發展，并動員全體民眾參加，建成規劃布局合理和環境清潔、優美、安靜及居住條件舒適的人類住區；目前，對于生態社區建設，國家主管當局已提出“應把注重高質量的生態環境和住宅的質量放到（社區）規劃的首位”的要求，表明了對社區生態質量的重視。我國學者近年來也開始注重生態社區的研究，重點集中在生態社區的功能、建設內容以及指標體系、標準的研究。國家有關部門和機構也相應出臺了一些規范和標準，用以指導生態社區的建設。

二、生態社區建設的理論支持

西方對生態系統的研究已發展出了許多分支，如景觀生態學、應用生態學、人類生態學、城市生態學、生態倫理學等，而其中每一方面的成果都補充以至改變著生態社區的理論，可歸結如下：

（1）景觀生態學是生態社區最表相的基礎，為生態社區建設提出最為基本的外在要求。

（2）人類生態學和應用生態學是生態社區的核心，前者為生態社區的發展進行定位，后者則為之提供建設方法和準則。

（3）生態倫理學從本質上闡明了“生態”的內涵，從人的道德層面上明確了生態社區的必要性，并且強調了它的價值，以至當生態與經濟發生沖突時，成為衡量生態與經濟之間沖突的尺度和揚棄標準。

以上生態學的各分支學科，成為支持生態社區建設的理論依據。它要求不能把生態社區建設片面地理解為“美觀社區建設”或“綠化社區建設”等。生態社區的建設需要建立系統而全面、合理的標準和指標體系，使社區的建設在各方面充分體現其基本內涵以及優越性。

三、生態社區的設計規劃

（一）綠地系統的設計

綠地系統是社區內唯一具有負反饋功能的生態系統，綠化的功能在生態社區的建設中是極其重要的。目前對社區綠地系統的建設往往偏重于景觀上的美化，而忽略了綠地系統調節小氣候、凈化空氣、減少噪音、調節社區布局的生態作用。同時在綠地系統建設中只滿足于追求綠化覆蓋率，綠化質量不高，采用的植被往往過于單一。研究表明復合的綠地生態系統其生態效益遠高于一個單一的草坪。一個生態穩定的綠地系統，其結構和功能要高度統一和諧，不僅外部形式符合美學規律，內部和整體結構更應符合生態學原理和生物學特性。因此生態社區應采用“喬、灌、花、草”相結合的多層次的復合綠地系統，充分發揮生態功能。

（二）環境生態系統設計

生態城市社區要求增加輔助能源系統，對于安裝太陽能集熱系統要求與建筑設計相協調，管道安裝與給水系統配套，同時做好防雷與防雨處理；利用太陽能發電、風能發電技術等要與地區電網并網；將地熱用于戶室中央空調系統的冷熱源。生態城市社區要求水環境系統中使用節水器具，全部污水處理率和排放率達標，建立中水處理系統和雨水收集與利用系統。生態城市社區要求室外氣環境質量達到一級標準；禁止使用破壞臭氧層產品，室內具有自然通風和機械換氣設備；室內的聲環境小于35~40dB。生態城市社區要求室外公共照明采用綠色照明，使用發光指示牌和立體照明設備；室內采用自然采光和節能光源；采用采暖、空調和生活熱水三聯供的熱環境技術。生態城市社區室外綠地采用具有光合作用的綠色再生機制，實現節約用地、節約資源綜合環境保護。廢棄物處理按照無害化、減量化和資源化原則分類處理。

（三）節約能源的設計

節能設計已開始普遍應用，盡管節能設計和節能設施可能是要多花錢，增加投資，但從長效來看，還是比較可取的。綠色住宅注重使用保溫材料與構造，提高建筑熱環境性能，如在建筑物的內表面采用高性能的保溫材料，高效節能玻璃等新型節能建材，從而對建筑物起保溫隔熱作用；采用外墻遮陰和屋頂隔熱措施，控制建筑對熱量的吸收，與自然通風降溫手段配合，減少空調費用；采用能源及資源的分戶計量收費體制，減少能源使用中的大鍋飯現象。

（四）廢物處理設計

生態社區應具備內部廢物（主要是生活垃圾和生活廢水）的基本處理措施，或是能夠將廢物在就近進行處理，以達到廢物在社區內部或最小范圍內的轉移和消化。例如可以開展垃圾分類回收和加強污水處理，就地回用。

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一、風能與動力工程專業人才培養現狀

由于風電產業的飛速發展，高等學校的專業設置顯得相對滯后，導致風電相關技術人才匱乏，同時這方面的專業教育資源和專業的高級人才也相當缺乏。風電產業的可持續發展、風電領域核心技術的突破很大程度上依賴我國風電本科人才培養。伴隨著產業規模的日益擴大、風力機組單機容量的進一步增加以及風電科技的快速發展，人才短缺的問題日益凸顯。風電本科教育始于2006年，教育部相繼批準華北電力大學、河海大學、長沙理工大學、蘭州理工大學、內蒙古工業大學、東北電力大學和沈陽工業大學等少數高等院校開辦“風能與動力工程”本科專業。國內設置風能與動力工程專業的院校，如蘭州理工大學主要依托能源與動力工程學院，華北電力大學主要依托可再生能源學院，沈陽工業大學主要依托新能源工程學院，培養計劃偏重于動力機械；專業設置側重于風力發電的只有河海大學，由原電氣工程學院與水利水電工程學院部分學科專業調整合并組建了能源與電氣學院，并設置了新能源系，但是也成立于2009年，其人才培養和課程體系也屬于摸索階段。目前，設置本專業的高校因發展基礎和辦學定位等方面的差別，所制定的培養方案也存在一定差別和側重，對于風電這個新興產業對人才的需求及風電人才培養缺乏系統的、深入的研究。

師資短缺是新辦專業普遍面臨的問題，之前沒有這方面的人才儲備，也缺乏這方面的專業教育資源，現有的少數高級人才相對集中在一些科研單位。教師除部分從事過與新專業相關科研項目的骨干教師外，一般都對新專業課程體系缺乏總體掌握，在轉行教師中常出現的問題是教學內容組織缺乏面向新專業的針對性。對于骨干教師應注意的問題是科研成果向教學中的轉化問題，將風能最新技術進展融入到課堂教學中。結合我國風電行業發展的現狀和趨勢，從人才現實需求和高等教育銜接的角度立足于內蒙古的資源優勢、地域特色及畢業去向，構建以風能與動力工程專業為核心，形成創新型、實踐型為主的風電人才培養體系，不求規模的最大化，但求優勢和特色的互補。在橫向對比其他院校風能與動力工程專業人才培養的基礎上構建創新人才培養體系，將培養創新能力和工程實踐能力視為風能與動力工程專業的主要人才培養模式，同時培養學生具備到邊遠艱苦地區工作的身體素質和意志品質。

二、風能與動力工程專業課程體系設置規劃

風力發電系統是一個綜合電機制造、空氣動力學、電力電子、電力系統、先進控制理論等多學科知識的高度交叉的新技術系統工程，現有風能與動力工程專業的教材缺乏系統性、實用性和時效性，同時復合型師資和教育資源有所欠缺，各學科交叉聯合攻關研究的學術氛圍不濃。在調研其他院校風能與動力工程專業課程體系的基礎上，本著學以致用的思想，立足內蒙古風電大發展的現實，面向風電制造企業和風電場，秉承服務社會的理念，優化整合教學資源，既要保證理論知識的掌握又要提升學生實際動手能力，構建科學合理、特色鮮明的以風力發電為主體專業課程體系。

在完善風電人才教育體系的基礎上構建了內蒙古工業大學風能與動力工程專業選課指導。課程體系設置以綜合素質教育為核心，實踐能力和創新精神培養為重點，要求學生具備較寬廣的電氣學科工程技術基礎和風能與動力工程領域專業知識，接受風能開發利用技術的基本科研和工程訓練，具有分析和解決風能利用方面問題的基本能力，能把握電機電器、電力系統、電力電子、自動控制與風力機械和風電場的有機結合，強化多學科交叉融合與實際工程應用能力的緊密聯系。其專業主干課程主要包括：工程力學、機械制圖、電路原理、電子技術基礎、電力電子技術、自動控制理論、電機學、電力拖動自動控制系統、風力機空氣動力學、風資源測量與評估、風電機組控制技術、風電場電氣工程、風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、太陽能發電技術、可再生能源。

風能與動力工程專業作為一個工科專業，要求很強的實踐性，需要配備良好的實驗環境和實踐基地。由于開辦時間短、缺少相關的教學實驗設備，加之風電機組的安裝條件等因素，高校雖然擁有良好的育人環境，但是教學資源和實踐基地的缺失已經嚴重制約了風電人才的培養。目前國內只有少數單位開發了演示性風電實驗裝置。為彌補實驗設備不足的問題，可以采用建立校企產學研合作的方式，充分利用地區優勢，與內蒙古范圍內的風力發電企業建立實習基地。目前我國正式出版的風能技術書籍不少，但其中能直接用于本科教學的書籍較少。主要是由于這些書籍集中于以下三類：第一類為技術培訓類教材，理論性和知識的系統性不足；第二類為理論性專著，偏重理論性，有深度，很多內容源自作者的學位論文或技術報告，部分章節的難度遠超本科生的理解能力；第三類是各國風電行業標準和操作規程，可作為教學輔助用書，但同樣不適于課堂教學。由于以上問題，內蒙古工業大學在沒有進行專業師資培訓的前提下，教師們通過自身科研和刻苦自學克服了很多實際困難，采取自編校內講義和其他近似參考教材相結合的方式開出了風能與動力工程專業所有大綱要求的專業課程，如風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、無功補償技術等專業課程，計劃在經過兩到三屆的試用和修改補充后正式出版一些教材。

三、結語