时间：2023-07-17 17:22:22
我国将太阳能光伏产品应用到武器装备的技术虽然开发较晚，但是依托国内比较成熟的太阳能光伏发电技术，以及国家倡导的在各个领域实现低碳绿色节能环保的要求，一些专业太阳能光伏研究机构在此方面进行了许多积极、深入的研究，并取得了较大突破。
课题：武器装备的电力供应及保障
现代武器装备早已不是简单的一支枪了，而是融合了光电技术，集成有先进的观察、测距、瞄准等功能，而且随着信息化作战的发展，常规轻武器将融入越来越多的电子信息化、自动化功能，这样，电力供应及保障便成为一个突出的问题。其他国家的通常做法是采用各种镍镉、镍氢以及锂离子电池供电，但是这些电池的电能存储容量有限，导致武器光电设备的使用时间受到限制，同时这些电池的供应也造成了后勤保障的重负。
对我军而言，采用这样的电池同样也存在类似问题，而且这些电池污染较大，不符合低碳环保的要求。为了彻底解决这一问题，减轻部队后勤负担及士兵的负荷，将太阳能光伏发电技术引入到单兵武器装备中，将太阳能光伏电池和枪械附件设计成一个整体，把太阳能电池板安装在单兵武器电子设备的合适位置，直接为电子设备提供电能或将产生的电能储存在常规电池中。这样，士兵不需要等待后勤保障部门补给电池，就能保证武器装备电力充足，可极大满足现代化、信息化作战的需要，有效解决现代化武器装备对传统电池的依赖问题。
太阳能光伏发电技术应用于武器装备的诸多优势
太阳能光伏发电技术应用在单兵武器装备上，具有以下诸多优势：
――使太阳能光伏电池和武器附加装具一体化成型，将传统电池更换为同等规格的可充电蓄电池，无需对原有装备进行过多改动；
――太阳能光伏电池安全可靠，其组件结构具有足够的强度，可充分满足军事需要；
――选择特殊材质能够减轻太阳能光伏发电附件的整体质量，提高电源供应的可靠性，不仅不会因此增加单兵负荷，相反还会减少士兵所携带的备用电池数量，减轻单兵负荷；
――采用太阳能光伏发电技术可使电源持久供应，其产生的电能一部分供电子设备使用，一部分存入蓄电池中，只要满足光照条件就能给其充电，有阳光时直接用光伏发电，无阳光时用蓄电池供电，能够长时间保证电源供给，士兵不会有电源不足的困扰；
――节约能源，减少常规能源的消耗；
――无排放物，能避免因废弃电池暴露己方踪迹，同时保护环境，
――太阳能电池具有较长的寿命，在无损坏情况下至少能用25年；
――用于武器装备的太阳能光伏电池采用高效率的军工级晶体硅材料，并由特殊封装材料及特殊封装工艺制成，其光电转换效率高，抗冲击、不易破碎，耐老化，伪装性能好，安全系数高，能够满足特种场所需要。
光伏发电技术在单兵武器装备上的应用
Comp M2是瑞典艾姆波音特公司生产的红点瞄准镜，是一种主要面向军队和警察的快速瞄准镜，即使戴上防毒面具的射手也能利用其快速准确地进行瞄准；另外，Comp M2还能与夜视瞄准镜匹配使用。因此Comp M2被美国陆军作为制式装备而大量采购，以提高士兵的近战能力。
comp M2使用一块3伏2L76或DL2/3N锂电池供电，由于使用艾姆波音特公司的专利“电路效率技术”(CET，Circuit Efficiency Technology)，单块电池有较长的使用寿命，虽然Comp M2的耗电量非常低，但由于其使用的电池型号较为特殊，对后勤保障有一定的要求。但现在，Comp M2正在更换成以太阳能光伏发电的方式供电，这样，后勤保障的难题就可得到有效缓解。
国产瞄准镜产品同样正在尝试应用太阳能光伏发电技术，通常是在瞄准镜外部上方便于接受阳光照射的位置安装折叠式军工级太阳能电池组件，并根据瞄准镜所使用的电池电压要求设计。利用太阳能充电时打开电池组件，携带时使其处于折合状态。
与太阳能光伏电池匹配使用的储能蓄电池一般采用安全性能好、高容量密度、质量轻、循环寿命长的锂电池或者镍氢电池，同时增加保护电路设计，使其具有平衡充、过充、过放、短路保护等功能，增强电池在武器装备上使用时的可靠性，保证电源供给质量，提高电池使用寿命，降低使用成本。
关键词：光伏建筑一体化设计；BIPV的定议；BIPV设计中的问题
1 前言
随着石化能源的逐渐枯竭，自然环境的恶化，人们越来越重视太阳能、风能等可再生能源的利用。光伏建筑一体化建筑是光伏应用形式中最接近人类生活的一种，其效果的好坏将直接影响到人们对光伏产品的映像。
2 光伏建筑一体化的定义
光伏建筑一体化(BIPV)技术即将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。BIPV即Building Integrated PV，PV即Photovolta-ic。光伏建筑―体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV：Building Attached PV)的形式。两种系统的实例请见图1、2、3。
图1为南玻大厦外循环式双层光伏幕墙，采用多项专利技术解决了光伏组件的散热问题、以及双玻组件受力的问题，同时保持原有建筑外立面效果。
图2为深圳南玻幕墙及光伏工程有限公司建造的南玻光伏建筑一体化建筑。此BIPV建筑的屋顶是由4块80Wp的多晶硅双玻光伏组件及支撑结构组成的光伏采光顶，立面光伏幕墙由4块80Wp多晶硅双玻光伏组件及支撑结构组成。此建筑的太阳电池板是建筑围护结构的一部分，其既可以遮风挡雨，又可以发电，同时又起到了遮阳的作用。
图3为深圳市国际园林花卉博览园并网光伏发电系统。在此BAPV建筑中采用的是普通太阳电池组件，太阳电池组件通过支架安装在原先建好的屋顶上。拆除此BAPV建筑上的光伏组件，并不会影响原有建筑的基本功能。在建造BAPV系统前，首先要考虑建筑的结构受力问题、以及对建筑风格的影响等问题，并不是所有建筑都适合建造BAPV系统。大型BAPV工程都应报建，经过有关部门审批后，才能施工。
3 BIPV建筑设计中需注意的几个问题
3.1 光伏组件的力学性能
作为普通光伏组件，只要通过IEC61215的检测，满足抗130km/h(2，400Pa)风压和抗25mm直径冰雹23m/s的冲击的要求。用做幕墙面板和采光顶面板的光伏组件，不仅需要满足光伏组件的性能要求，同时要满足幕墙的三性实验要求和建筑物安全性能要求，因此需要有更高的力学性能和采用不同的结构方式。例如尺寸为1200mm×530mm的普通光伏组件一般采用3.2mm厚的钢化超白玻璃加铝合金边框就能达到使用要求。但同样尺寸的组件用在BIPV建筑中，在不同的地点，不同的楼层高度，以及不同的安装方式，对它的玻璃力学性能要求就可能是完全不同的。南玻大厦外循环式双层幕墙采用的组件就是两块6mm厚的钢化超白玻璃夹胶而成的光伏组件，这是通过严格的力学计算得到的结果。
3.2 建筑的美学要求
BIPV建筑首先是一个建筑，它是建筑师的艺术品，就相当于音乐家的音乐，画家的一幅名画，而对于建筑物来说光线就是他的灵魂，因此建筑物对光影要求甚高。但普通光伏组件所用的玻璃大多为布纹超白钢化玻璃，其布纹具有磨砂玻璃阻挡视线的作用。如果BIPV组件安装在大楼的观光处，这个位置需要光线通透，这时就要采用光面超白钢化玻璃制作双面玻璃组件，用来满足建筑物的功能。同时为了节约成本，电池板背面的玻璃可以采用普通光面钢化玻璃。
一个建筑物的成功与否，关键一点就是建筑物的外观效果，有时候细微的不协调都是不能容忍。但普通光伏组件的接线盒一般粘在电池板背面，接线盒较大，很容易破坏建筑物的整体协调感，通常不为建筑师所接受，因此BIPV建筑中要求将接线盒省去或隐藏起来，这时的旁路二极管没有了接线盒的保护，要考虑采用其他方法来保护它，需要将旁路二极管和连接线隐藏在幕墙结构中。比如将旁路二极管放在幕墙骨架结构中，以防阳光直射和雨水侵蚀。
普通光伏组件的连接线一般外露在组件下方，BIPV建筑中光伏组件的连接线要求全部隐藏在幕墙结构中。
3.3 建筑结构与光伏组件电学性能的配合
在设计BIPV建筑时要考虑电池板本身的电压、电流是否方便光伏系统设备选型，但是建筑物的外立面有可能是一些大小、形式不一的几何图形组成，这会造成组件间的电压、电流不同，这个时候可以考虑对建筑立面进行分区及调整分格，使BIPV组件接近标准组件电学性能，也可以采用不同尺寸的电池片来满足分格的要求，以最大限度地满足建筑物外立面效果。另外，还可以将少数边角上的电池片不连接入电路，以满足电学要求。
3.4 建筑隔热隔音的要求
普通光伏组件并没有像中空玻璃一样的隔热空气层，只是简单地安装在建筑物上或者支撑构件上，和建筑物并没有形成统一的整体。这时的光伏组件作为BIPV组件来使用往往会将大量的热量带入室内，造成耗能和节能相矛盾的情况，同时也不能满足建筑的隔音要求。这时可以将普通光伏组件做成中空Low-E玻璃的形式，这样既能隔热又能隔音。或者采用南玻大厦一样的双层外循环系统的幕墙形式。
3.5 建筑采光的要求 普通光伏组件为了提高效率，会将电池片间距缩小到2～5mm。但在BIPV组件中，要考虑到室内的采光要求，这时要调整电池片间距到25mm左右，使组件的透光率在30％左右。
3.6 光伏组件安装方便的要求
BIPV光伏组件作为建筑物的一部分，它安装要求比普通组件的安装要求高很多，难度大很多。一般BIPV组件安装高度较高、安装空间较小。考虑到安装方便，可以将光伏组件做方便拆卸的单元式幕墙形式，这样既方便了安装，同时也提高安装精度。
3.7 光伏系统寿命问题
普通光伏组件封装用的胶一般为EVA，由于EVA的抗老化性能不强、使用寿命达不到50年，不能与建筑同寿命。EVA发黄将会影响建筑的美观和系统的发电量，所以设计师在选择BIPV组件时应该尽量避免使用EVA封装的组件。Schott和Schuco现在已经有PVB封装的光伏组件，国内还没有厂家掌握这种技术。PVB已经成熟应用于建筑用夹胶玻璃的制作，用PVB代替EVA制作的光伏组件会有更长的使用寿命。盼望国内光伏组件生产商尽快掌握PVB封装技术。
普通光伏系统的大部分连接线都是敞开在大气中，空气对流充分，温度低。BIPV建筑系统中的连接线大多都在幕墙立柱、横梁等密闭结构中，其温度远远高于普通光伏系统电线所处的环境温度，这对BIPV建筑系统中电线的要求也高很多。普通系统中，一般使用普通的聚氯乙稀铜线就能满足要求。但在BIPV系统中，我们建议使用光伏专用电线：双层交联聚乙烯浸锡铜线。另外考虑到温度对电阻的影响，BIPV建筑系统中选用的电线直径应该要比普通光伏系统大一些。
建议选择著名国际品牌的连接器；有同事做过对比实验。性能优异的连接器的防水性能和耐老化性能要比一般的连接器好很多。如果连接器的防水性能不好，这可能会导致大楼带电。如果连接器的耐老化性能不佳，这将会导致系统漏电、电线氧化。
关键词：光伏发电；安装；检查；质量验评
引言
近几年，我国大力发展可再生能源，优化能源消费结构，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡，并在向并网发电的方向发展。光伏发电快速发展，而施工技术人员培养和施工队伍建设难以跟上光伏发电市场步伐。随着光伏发电工程越来越多，越来越大，光伏发电工程的质量安全事故也随之增加。为了减少事故隐患，保证工程的质量，完善检查和质量验收，下面将以光伏电站电气工程在施工中的开箱检查、安装和安装完成后的质量验评介绍伏电站电气施工质量控制。
1 电气工程控制点
在光伏发电工程电气工程检查和验收中需要控制的质量要点主要分以下几方面：交/直流汇流箱；光伏逆变器；高低压成套配电柜；电缆敷设；光伏连接器制作。
2 安装流程和质量验评
2.1 交/直流汇流箱
2.1.1 交/直流汇流箱开箱检查。由现场技术人员和施工人员按设备材料清单，检查设备及附件、备件是否齐全；附件、备件是否齐全；产品合格证、技术资料、设备说明书是否齐全；汇流箱外观无刮花、变形，油漆无掉漆等；并做好开箱检查记录。
2.1.2 交/直流汇流箱安装。交/直流汇流箱安装应符合以下规定：位置正确、箱体安装水平垂直、牢固、无损伤。
2.1.3 交/直流汇流箱接线。接线准备：先断开所有断路器或熔断器后检查汇流箱内电气接线无误且牢固。
光伏组件组串进线安装：压接光伏线缆前确保组串出线公母头未连接（不带电操作）；光伏线缆正、负极接线：根据电缆编号顺序接线，从左往右标号依次增大。将对应编号的电缆，通过箱底相应编号的防水接头，穿入箱内。根据接线位置截取一定长度的线缆，压接欧式端子，安装到位，拧紧螺丝，拧紧防水接头。
压接欧式端子：剥线长度以端子型号为准，剥去线缆绝缘层时，不得损害线芯，并使导线线芯金属，压接需牢固。
出线安装：将电缆通过防水接头穿入箱内，剥去电缆外护套，注意剥去外护套部分电缆应在箱内；按汇流箱接线图，套上相应电缆标志牌，剥去电缆芯线绝缘表皮，套上压接端头用压线钳压接后套上热缩管，用热风枪吹至与电缆紧贴为宜；接线时注意将对应极性的电缆接入断路器，拧紧螺丝，无松动或螺丝卡死现象。
接PE线：剥开两端线芯，压接线鼻子，两头压接部分用绝缘胶布缠好。将PE线穿过汇流箱底部PE线进线孔，一头接在汇流箱内部接地排上，另一头接在汇流箱安装位置的附近接地极或接地点上。
在电缆标志牌上写上电缆规格型号、起始位置及电压等级。
箱内接线完成后用适当力度去拉下每根接线，以排除没有紧固的电缆。
用螺丝刀重新将箱内与电缆连接的螺丝再重新紧固一遍，端子台则需避免正面用力挤压接线。
通讯电缆与外部供电电源的接线参照通讯接线图，交流电缆应保持适当距离，485接头需搪锡后压接。
所有汇流箱安装完成后应各自贴上编号，以便记录和查询。接线应整齐美观，线号标志部分朝外可见，汇流箱出线无交叉。接线应留有适当余量，以利于检修。
2.1.4 质量验评。交/直流汇流箱安装位置正确、部件齐全、箱体开孔合适、切口整齐、箱体紧贴墙面水平垂直；无绞线现象，油漆完整、箱内外清洁、箱盖开关灵活、回路编号齐全、接线整齐、PE线安装明显、牢固；导线截面、相色符合规范规定。
2.2 光伏逆变器
2.2.1 光伏逆变器开箱检查。由现场技术人员、施工人员或供货单位共同进行，并做好开箱检查记录。按照设备清单、施工图纸及设备技术资料，核对设备本体及附件、备件的规格型号；附件、备件是否齐全；产品的合格证书、技术资料、说明书等是否齐全。逆变器外观检查无损坏、无变形，油漆无掉漆、刮花。逆变器内部检查：电器装置及元件、绝缘瓷件齐全、无损伤、裂纹等缺陷。
2.2.2 光伏逆变器安装完成检查。机械安装检查：无变形、损坏情况；底部固定、支撑稳定可靠；周围有足够的空间；所处环境的温度、湿度、通风情况符合要求；冷却空气流通顺畅；柜体密封防护完整可靠。
电气安装检查：逆变器接地完整牢固；网侧电压与逆变器单元额定输出电压相匹配；网侧连接相序一致；直流输入连接正负极正确；紧固力矩符合要求；通讯接线正确，并与其他电缆保持一定距离；电缆线号标记正确、清晰；绝缘防护罩完整可靠，危险警告标签清晰牢固。
其他检查：所有无用的导电部分用绝缘扎带扎紧；柜体内部无遗留工具、零件、钻孔产生的导电灰尘或其他异物；柜体内部无凝结的潮气或结冰现象。
2.2.3 |量验评。核对并网逆变器的设计原理图、接线图，复查并网逆变器内的接线是否正确。线号是否和图纸上一致，线束是否扎牢。接触器触点应紧密可靠动作灵活。所有连接线缆均已连接牢固，所有螺钉均已紧固到位，固定和接线用的紧固件、接线端子，应完好无损。对并网逆变器接线应编号，端接线进行明确标识。接地线应连接牢固，不应串联接地。禁止在逆变器内部或顶部施行任何与安装无关的机械操作。安装时应保证逆变器内部及周围环境的清洁。
2.3 电缆敷设
2.3.1 来料检查。所有电缆应具有出厂合格证、生产许可证、“CCC”认证标识；其规格型号及电压等级应符合设计要求。每轴电缆上应标明电缆规格、型号、电压等级、长度及出厂日期，电缆轴应完好无损。电缆外观完好无损，铠装无锈蚀、无机械损伤、无明显皱折和扭曲现象。橡套、塑料电缆外及绝缘层无老化及裂纹。
2.3.2 电缆敷设。电缆敷设前绝缘摇测或耐压试验：电缆应做耐压或泄露电流试验，试验结果符合现行国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150）和当地供电部门的规定。电缆敷设时安装图纸要求位置敷设，布线应符合设计及标准要求。
2.3.3 质量验评。应符合设计图纸的规定选用导线，布线应符合设计及标准要求。按设计要求将光伏组串连线与汇流箱连接或逆变器电缆必须压欧式端子或专用端子。组件连线和方阵引出电缆应用固定卡固定或绑扎在支架上。方阵的输出端应有明显的极性标志和子方阵的编号标志。
2.4 光伏连接器制作
2.4.1 制作过程。裁线：根据光伏连接器的压线端长度用剥线钳剥去光伏电缆的绝缘长度（1cm左右）；4平方的光伏电缆用剥线钳的MM=5.5的口来剥，以免伤到线芯。铆接插针、插套：先将剥开的一端整齐的放入插针、插套的“U”型槽里，再用压线钳将其铆接，压接时注意不要压到光伏连接器的卡头。插线：将线缆插入连接器内（插入时听到“咔”的声响为止）。同样需要试拔。紧固螺母：先将连接器放入多用治具的限位孔里，再用扳手套住螺母右旋将其拧紧。连接时直接将连接器公插头对准母插头插入即可。分开时用多用治具卡住连接箭头指示处，即可拔出。
2.4.2 质量验评。检查光伏连接器是否存在未绑扎情况，严禁直接将光伏连接器搁置于金属屋面。检查光伏连接器是否耦合到位，外壳双边的倒卡是否卡紧。
按照中央依靠科技进步扩大内需、保持经济平稳较快增长的总体要求和保定市建设“太阳能之城”、在全市范围内广泛推广应用光伏-LED、光热产品的要求,到2011年推广应用LED市政照明灯具5万盏以上,达到以下目标:
1、促进光伏照明基础研究的发展
以天威英利等新能源企业为依托,与华北电力大学等高等院校深度合作,建立产学研联合体,加速光伏产业链系列新产品的开发力度,构建高科技产品孵化基地;在光伏LED方向进行自主创新,获得一批完全具有自主知识产权的技术与理论成果;实现节能30%以上和国产化芯片、器件用量60%以上。
2、提高半导体照明生产技术水平
以研发太阳能光伏LED照明产品应用和功率型超高亮白光LED及相关配套产业为主;并加强对外延片生长、芯片制造等LED核心技术的研发和投入;建立先进的全自动波峰焊接生产线、高速贴片生产线及LED芯片自动生产线、LED自动封装线及LED灯具自动生产线。
3、带动光伏照明相关产业发展
不仅要促进保定市光伏LED产品市场的发展和成熟,也要带动灯杆、喷塑、镀锌、灯具、LED数码产品等相关行业的发展,为国家创造更多的就业岗位。在光伏LED行业的高速发展和应用的同时,积极与国内外商家联系,能够使保定的光伏LED产品走出河北、走向世界。
4、创造巨大的经济、社会效益
到2011年推广约5万盏以上LED市政照明灯具,应用在道路、机关学校、地下停车场、加油站、城市景观、旅游景区等地点,实现年节电1000万度以上,年节约维护成本800多万元以上,年减排NOX、CO2、SO2等排放物150万吨。
二、实施步骤与具体工程项目内容
2009年到2011年,预计总共投资约8160万元、再推广LED节能灯约38400盏(基),使全市达到5万盏以上。具体工程项目情况如下:
1、市区道路太阳能LED路灯改造工程
2009年到2011年,计划在市区内22条路段安装LED路灯共约4200盏,建设投资规模3400万元。
2、民用建筑小区LED照明应用改造工程
2009年到2011年,保定市民用建筑小区拟开工新建项目约300万平方米,拟推广应用太阳能光伏照明LED路灯、庭院灯约为22300盏(规格为15WLED,10WLED),总投资金额约2760万元。
3、市直学校LED照明应用改造工程
到2011年,保定市各直属学校继续推广使用LED照明产品,预计安装包括太阳能路灯、照明灯、庭院灯、灯箱、电子显示屏在内的LED产品共计3400多盏,预计总投资190万元。
4、地下停车场LED照明应用工程
2009-2011年保定市已开工和拟开工的新建地下停车场30个(每个约5000平方米),按每平方米需2WLED设计,共需100WLED光源4000盏,预计总投资约为130万元。
5、加油站防爆LED光源及灯箱标示照明应用工程
2009-2011年已开工和拟开工加油站约10个,采用防爆LED(60WLED)共约100盏,灯箱标识(400WLED,按8)共10盏,预计LED光源总投资约为180万元。
6、公共场所和城市景观照明应用工程
2009-2011年完成市区内9处园林、绿地的太阳能LED应用改造,预计投资300万元,安装太阳能LED灯600基、景观灯2100盏。
7、其它地点的应用
2009-2012年陆续完成对机关、医院、酒店等太阳能LED路灯的应用改造,预计安装太阳能168W和60WLED灯约1700盏,投资1200万元。
三、具体工程项目拟实施模式
1、市区道路太阳能LED路灯应用改造工程
市区道路太阳能LED路灯应用改造工程,由政府部门筹集资金,由市政建设部门负责实施。市区道路LED路灯具体安装情况参见表1。
2、民用建筑小区LED照明应用改造工程
民用建筑小区LED照明应用改造工程,由市建设局负责实施、监督。按照保定市《关于在建筑领域推广应用太阳能光伏LED照明技术的通知》等文件要求,新建的宾馆等公共建筑和住宅小区的庭院照明要全部按照太阳能光伏技术要求进行设计、施工,采用太阳能光伏LED灯;新建的住宅建筑楼梯间照明要全部按照太阳能光伏技术要求进行设计、施工,采用太阳能光伏LED技术(LED、节能灯);既有公共建筑和住宅小区的庭院照明应按照太阳能光伏技术要求,积极采用太阳能光伏LED灯进行改造;工程采用太阳能LED照明作为建筑节能专项验收必备内容;未采用太阳能光伏照明设施或采用不合格产品的工程,不予通过验收。
3、市直学校LED照明应用改造工程
市直学校LED照明应用改造工程由保定市教育局负责监督、实施。具体安装情况为:一中安装LED照明产品,投资25万元,位置:校园内;二中安装太阳能路灯,投资20万元,位置:学校大门两侧;三中安装照明灯,投资16万元,位置:校园内;进修学校安装照明灯,投资19万元,位置:会议室;市二职中安装路灯、灯箱,投资18万元,位置:校园内;教育局机关安装路灯盏,投资25万元,位置:院内;特教中心安装庭院灯、电子显示屏,投资8万元,位置:院内、大门口;市职教中心安装路灯,投资25万元,位置:院内;电大安装庭院灯,投资10万元,位置:院内;青幼安装庭院灯,投资9万元,位置:院内;保师附小安装庭院灯、室内照明光源,投资8万元,位置:院内、行政楼、地下车棚;第四职业中学安装照明灯,投资8万元,位置:教学楼内;女子职业中专学校安装庭院灯,投资3万元,位置:院内。
4、地下停车场LED照明应用工程
地下停车场LED照明应用工程,由市建设局参照《关于在建筑领域推广应用太阳能光伏LED照明技术的通知》进行监督实施。
5、加油站防爆LED光源及灯箱标示照明应用工程
由市建设局监督加油站防爆LED光源及灯箱标示照明应用工程的实施,在新建的加油站,要求其光源均采用半导体照明。
6、公共场所和城市景观应用工程
公共场所和城市景观应用工程,由保定市园林绿化管理局负责实施完成市区公共场所和园林、绿地的太阳能LED应用改造。
四、资金需求与来源
保定市半导体照明应用工程需大量资金支持。市区道路太阳能LED路灯改造工程,预计投资约3400万元;民用建筑小区LED照明应用改造工程,预计投资约2760万元;市直学校LED照明应用改造工程,预计投资约190万元;地下停车场LED照明应用工程,预计投资约为130万元;加油站防爆LED光源及灯箱标示照明应用工程,预计投资约为180万元;公共场所和城市景观照明应用工程,预计投资300万元;其它地点的应用,预计投资1200万元。保定市半导体照明应用工程预计总投资8160万元。
项目资金来源按照“政府引导投资为主、受益者积极参与投资”的思路,主要由三部分组成:政府配套资金、企业单位支持资金和集体自筹资金。市政公共设施的半导体照明建设主要靠政府配套资金的支持,如市区道路太阳能LED路灯改造工程和公共场所和城市景观照明应用工程;企业单位的半导体照明建设由政府配套资金支持引导,企业单位积极投入,主要包括市直学校LED照明应用改造工程、地下停车场LED照明应用工程、加油站防爆LED光源及灯箱标示照明应用工程等;民用建筑小区LED照明工程主要靠政府配套资金和社区自筹资金保障。
五、保障措施
为了保障光伏产业的良好发展,将建立和完善组织管理平台、政策保障平台、投融资平台、技术服务平台、创新创业孵化平台,创造优越的太阳能光伏LED产业发展环境。
1、组织管理平台
保定市成立了太阳能综合应用领导小组和LED应用领导小组,办公室设在科技局,统一推进太阳能和LED产业应用,并将LED应用示范工程纳入市重点工程。项目所在市县区建立相应推进机构,及时落实市里协调的重要事项及具体组织项目实施。
加强咨询论证。设立专家组,按精干高效原则,聘请国内著名专家组成,在制订规划、产业布局、项目论证等方面提供决策咨询和技术支撑。
成立行业协会,促进产业集群内上下游企业的协作,避免只竞争不合作的局面,构建基地内的创新网络,提高产业的总体生产率。
2、政策保障平台
加大政策扶持力度。构建政策保障平台,在市场准入、土地使用、财政运行、人才流动、成果转化等方面给予有力的政策支持。对于出现的新情况、新问题,适时地制定相应的配套政策。
保定市已将“中国电谷”作为实现跨越发展的第一支撑来培育。2006年保定市政府出台了《关于鼓励“中国电谷”建设的若干规定》和《关于加快推进保定“中国电谷”建设的实施意见》,确立了“中国电谷”中长期发展规划,将在资金、土地等方面倾力支持,优先发展。2007年3月15日,保定市发改委、市建设局又联合下发了《关于在建筑领域推广应用太阳能光伏LED照明技术的通知》。河北省政府已将“中国电谷”列为“十一五”发展重点。2008年,河北省政府提出将“中国电谷•低碳保定”建设作为保定“中国电谷”建设的长远发展目标,给予更大的关注和支持。
3、多元投融资平台
光伏产业的发展,离不开资金作为坚强的后盾。进一步研究和建立促进我市光伏LED照明产业发展的投融资支撑体系,包括行业发展基金的来源及建设等。金融服务体系的建设,将针对不同企业的需求差别,通过在国内、国际资本市场的直接及间接融资,为企业量身定做适合的融资方式,增强保定光伏产业的发展后劲,为企业提高自主创新能力不断创造条件。
4、技术服务平台
目前保定高新区已建有5个国家技术中心、9个省际技术中心、27家高新区内企业技术中心。华北电力大学在全国电力行业具有举足轻重的作用,在电能的生产、传输、转换和使用的理论与技术方面具备世界一流水平,一直与保定高新区企业保持良好的合作关系。
组建太阳能光伏LED协会和太阳能光伏LED技术交流中心;做好光伏虚拟工程技术研究中心;创办太阳能光伏LED专业刊物;谋划创办“中国太阳能光伏发展高层论坛”;谋划建设产业会展中心,为承接全国性和国际性的专业会议创造条件。
5、创新创业服务平台
充分利用保定高新区10年间逐渐创建的三级创业服务平台:创业中心、火炬园和专业化基地。
针对处于不同阶段的高新技术企业发展特点,确立适合自身发展的创业系统和风险担保机制,对中小型企业从科研到试产到规模发展进行扶持,区分企业成长的不同阶段,引导企业逐步走向成熟,即初创的科技型中小企业进入孵化器,进入创业中心提供孵化条件;成长企业发展成熟后,进入产业园区,由产业园提供统一配套的设施和服务;成熟企业发展壮大后,可选择进入专业化基地,实现规模化发展。
六、预期经济、社会、环境效益分析
1、经济效益
到2012年推广约5万盏LED市政照明灯具,应用在道路、机关学校、地下停车场、加油站、城市景观、旅游景区等地点,实现年节电1000万度以上,年节约维护成本1000万元以上。
2、社会效益
本项目将推进保定建设“中国电谷”、打造“太阳能之城”和建设“低碳保定”的步伐;将促进保定风电、光电、储能、输变电与电力自动化、节能等五大产业完整的产业链的发展;将为保定半导体照明产业的发展注入强大动力;有利于我市完善产业结构、转变经济增长方式、加快新型工业化进程、实现经济跨越式发展;对于缓解能源紧张形势,建设节约型社会起到示范和带头作用;在全球经济危机的大背景下,对拉动内需、开发新的经济增长点、促进就业等也有积极的作用。
1光伏发电应用的领域
光伏发电应用的领域日益扩大，从上世纪60年代最初太空应用开始，发展到以建筑结合的分布式发电和大型并网光伏电站应用为主流、光伏电站在微型电网的应用成为未来发展方向的新局面，见图1．
2光伏产业发展迅猛
近十几年来，随着产业政策和市场推动，全球光伏产业迅猛发展。以太阳电池产量为代表，世界光伏产业最近10年平均年增长率为48．5%(，虽经2008年金融危机，但最近5年平均年增长率为55．2%，2009年世界太阳电池产量达到10．66GWp，比上年增长35%。经过金融危机的洗礼，光伏发电前景愈显突出和重要。表3为2002～2009年中国大陆太阳电池超过4GWp，占世界产量的37．6%，显居世界首位;我国2007年已跃居太阳电池第一大生产国，预计2010年将接近世界产量50%。图2给出了各类光伏电池的产量及份额，从中可以看出，晶硅电池至今仍然是光伏市场的主导技术，其市场份额超过80%。薄膜电池技术显示出增长趋势，特别是CdTe电池近年发展迅速，见图3。表4为2009年世界太阳电池产量前15位的电池制造商及其产量。除首位Firstsolar生产CdTe薄膜电池外，其余全部为晶硅电池，而尚德(suntech)为晶硅电池的第一大生产商。在前15家生产商中，中国9家(大陆5家，台湾4家)
中国光伏产业发展近况
1太阳能电池世界第一
多晶硅材料基本自给，太阳能电池和组件80～90%出口，我国出口约70%产品在欧洲市场其次是美国市场。中国的光伏产业在2004年前太阳电池产量还占世界产量1%的份额，2004年后飞速发展，连续5年的年增长率超过100%，2001～2009年连续3年的太阳能电池产量居世界第一，见图4。2010年产量4011MWp，占世界产量37．6%，目前国内已经有海外上市的光伏公司12家，国内上市的光伏公司13家，行业年产值超过2000亿元，就业人数20万人。可是，近来美国金融危机和欧债危机催生了贸易保护主义重新抬头，对我国光伏产品发动“双反”调查，美国于2012年10月终裁拟课以重税，欧盟正启动反倾销调查，打压中国光伏企业，出口骤减，沉重地把中国光伏产业推向灾难的边缘。因此，只好转向内销，促使国内光伏发电加快发展。
2核心技术具有自主知识产权
主要表现为多晶硅规模化生产技术取得突破，初步不再依赖进口，基本可以自给。中国晶体硅太阳能电池的生产已占有技术和成本的绝对优势，2009年的产量占全世界产量的40%，主要光伏生产设备的国产化率不断提升，薄膜电池等新型技术水平也不断提高。
3多晶硅生产技术有重大突破
千吨级多晶硅规模化生产技术取得重大突破，初步实现循环利用和环境无污染，节能减排生产。在三氯氢硅合成提纯技术及装置、还原炉制造技术自动电控技术及装置、尾气干法回收、四氧化硅氧化技术等方面有了较大提升，打破了国际上对其生产技术的垄断。还原炉由9对棒发展到12、18和24对棒;生产工艺由常压生产到加压生产，个别企业还实现了四氯化硅冷氢化闭环生产，使综合能耗和成本大为降低，彻底解决了四氯化硅的排放和污染问题。
4晶体硅电池质量与成本世界领先
中国企业已在产品质量和成本上成为世界领先。无锡尚德的冥王星(Pluto)技术将单晶硅太阳能电池的有效面积转化效率提高到18．8%，多晶硅17．2%，多晶硅电池的全光照面积的转化率已达到了16．53%，世界第一。冥王星电池组件比传统技术能多输出约12%的电量。南京中电的赵建华博士至今保持着单晶硅太阳电池实验室效率的世界纪录(25%)，他所开发的发射结钝化技术使批量生产的电池效率均超过18%。保利英利，常州天合、苏州阿特斯、河北晶澳、江苏林洋等国际化公司也都拥有各自的专利技术，电池的转换效率均达到世界一流水平，平均每瓦光伏电池的高纯硅材料的用量从世界平均水平的9g/W下降到6g/W，大大降低了制造成本。
5光伏设备制造业已成规模
设备制造已成规模，为产业发展提供了强大支撑，在晶硅太阳能电池生产线的十几种主要设备中，6种以上国产设备已在国内生产线中占据主导，其中单晶炉、扩散炉等离子刻蚀机、清洗剂绒设备，组件层压机、太阳模拟仪等已达到或接近国际先进水平，性价比优势十分明显，多晶硅铸锭炉多线切割机等设备制造技术取得了重大进步，打破国外垄断。
6多晶硅材料依赖进口有所改善
2004年前后，国际上太阳能电池需求爆炸式增长造成全球多晶硅紧缺，中国光伏产业经历了多晶硅材料受控于人的艰难处境，连续多年多晶硅材料依赖进口，2007年我国多晶硅的产量仅有1100t，需求11000t，90%依赖进口，2008年我国多晶硅的产量4500t，需求20000t，仍有80%以上依赖进口。由于市场紧缺，多晶硅材料价格暴涨，最高达到$400/kg(成本只有$30～40/kg)，多晶硅材料的短缺和行业暴利，极大地激发了我国其产业的投资热潮，根据PhoroInternational的统计，国内2009年在建的多晶硅厂有48家。
光伏发电国外近况
1光伏发电发展迅猛
近十几年来随着产业政策和市场的推动，世界光伏产业，百花齐放，技术创新和规模扩大，太阳能发电成本愈来愈低，其应用领域愈来愈大，全球光伏产业规模迅猛发展，竞争愈烈，向规模化与多元化格局发展。虽经过了2008年世界金融危机，但2009年世界光伏发电装机容量达7900MWp，同比增长27%，2010年达12200MWp，同比增长65%。
2光伏电平价上网趋势日增
近来，有些国家和地区已经率先实现光电平价上网，而且平价上网将在全世界形成蔓延之势。在意大利，光伏系统全生命周期光伏发电成本为0．24欧元/kW．h而2009年意大利的民用零售平均电价为0．26欧元/kW．h。意大利事实上基本实现了上网平价，美国部分地区、日本、西班牙等国上网电价亦已临价。
3全球光伏市场简况
当前，全球光伏市场主要还是欧洲。2009年，全球光伏装机容量达到7．9GW，其中欧洲占80%，北美占7．0%，亚洲占9．8%，其他占3．1%。欧洲的70%来自德国。所以，德国仍然是目前光伏市场的主体，尤其在2010年，仅德国的装机容量就达到了7GW以上。据欧洲光伏产业协会(EPIA)统计报告显示:2011年全球安装量突破27．7GW，同比2010年增长70%，创历史新高。意大利和德国成为全球安装量最高的国家。占全球市场60%。欧洲仍继续统领全球光伏市场与全球市场75%，同比2010年下降5%。2011年全球累计安装量达67．4GW，较2010年底的39．7GW增长70%。意、德、中、美、法和日在2011年安装量超过1GW。2011年新装量:中国2GW，美国1．6GW，日本1GW，澳700MW，印度300MW，2011年发电量约80亿kW．h，足以满足20万家庭需求。并网光伏发电发展最快，占光伏应用市场的80%并逐步发挥着替代常规能源的作用，受到全球的关注。
光伏产业是世界性的产业，然而有些国家的政府考虑对其制造贸易壁垒，频频制造反倾销，反补贴，贸易保护主义，国与国的竞争十分激烈。其实完全没有必要，经数据分析，可看到，处于光伏产业最上游的多晶硅制造，30%来自美国，18%来自欧洲，实际上来自于中国仅占18%，大部分原材料依然来自于欧美，而电池和组件的制造，则主要来自于中国大陆和台湾地区。可见，当前国际光伏的高端产业链的分布仍然在欧美，我国光伏产业两头仍在国外，风险特大。
我国光伏发电近况
2009年装机容量约160MWp，截止2009年底，累计装机容量约300MWp(图5)，光伏市场发展十分缓慢。尽管2009年装机容量超出此前的累计安装量，但与产量相比，只是当年产量的4%。因此开拓市场仍然是我国光伏发电产业中存在的重大问题。近几年，国家积极推广建设，特别在2012年上半年以来，美国对我国光伏产品发动“双反”调查以来，中国光伏界在忐忑不安中等待调查结果，美国“双反”尚未终裁，欧盟效仿美国再次发难，把中国光伏产业企业推向灾难的边缘。因而，转向国内市场，降低出售，使国内市场快速增长，装机容量从2011年西部地区开始掀起建设高潮，将延续至2012年以后。全联新能源商会的《2011—2012中国新能源产业年度报告》最新统计数据称，2011年我国光伏安装量达到2．89GW，首次突破GW级，成为世界第三大光伏安装国，我国只用五年时间，就成为光伏产业制造大国，根据目前发展状况，完全可能在未来5～10年成为光伏应用大国。Solarpraxis公司对我国大规模光伏设施的项目开发，融资，建设运营和监测表明，在2011年中国2．89GW光伏装机容量投运后，预计2012年仍要安装4～5GW。
我国光伏发电对平价上网的预测
1太阳电池组件成本下降
2009年以来，中国太阳电池的成本持续下降，国际竞争力增强。太阳电池的成本主要取决于工厂的初始投资、生产规模、材料成本、人工、税收和管理等多种因素。随着多晶硅材料价格的下降，太阳电池的组件价格随之降低，根据PacificEpoch2009年12月公布的调查结果，中国市场上光伏用多晶硅材料的价格在2008年10月份的365．8美元/kg，下降到2009年12月份的51．9美元/kg;而晶体硅太阳电池组件的售价也由2008年10月份的3．55美元/Wp(人民币25元/Wp)下降到2009年12月份的1．78美元/Wp(人民币12元/Wp)。金融危机来临，多晶硅材料的价格直线下降，2009年底已经降到50～60美元/kg，太阳电池的成本随之大幅度下降，中国2009年底太阳电池的成本仅有$1．2～1．4/Wp(相当人民币7～10元/Wp)，大约比欧美太阳电池的平均价格低30%。
中国的太阳电池组件之所以可以做到如此低廉的价格，除了中国光伏企业在非硅生产环节努力降低成本的努力外，还得益于生产设备的国产化。过去从国外引进全套太阳电池生产线，引进一条25MW的太阳电池生产线大约需要人民币5000～6000万元，而一条国产设备的生产线却只需要2000～3000万元，比进口生产线低了50%以上。关键生产设备也是如此，例如一台8英寸的单晶炉，进口设备需要人民币80万元/台，国产设备的价格仅是进口价格的50%;一台270kg的多晶硅铸锭炉进口价格大约130万美元，而国产设备只需要人民币130万元。
2光伏发电“平价上网”预测
按照中国光伏产业目前的发展趋势，随着技术进一步提升和装备的全面国产化，到2015年初投资有望达到1．0万元/kW，发电成本小于0．6元/kW．h，首先在发电侧达到平价上网是完全有可能实现的。经过努力，2020年初投资达到0．7万元/kW，发电成本达到0．4元/kW．h，在配电侧达到平价上网也是有可能的。
国际上对光伏发电成本下降的预测
美国太阳能先导计划(SAI，2006年公布)对于光伏发电达到“平价上网”的预测最为激进，认为到2015年光伏电价将低于10美分/kW．h(相当于人民币0．7元/kW．h)。
图6中的Residential:一家一户的光伏系统，者指居民用电，SAI预测2015年在这一市场的光伏电价将下降到8～10美分/kW．h;Commercial:公共、商业和工业建筑用光伏，或者指商业用电，SAI预测2015年在这一市场的光伏电价将下降到6～8美分/kW．h;Utility:公共电力规模的光伏，或者指上网电价，SAI预测2015年在这一市场的光伏电价将下降到5～7美分kW．h。德意志银行经过细致的成本测算，预计光伏发电到2015年，即可达到15美分/kW．h，相当于人民币1元/kW．h。
日本政府(NEDO)2004年在“PVRoadmap2030”中预测:光伏电价2020年达到14日元/kW．h，2030达到7日元/kW．h。2009年日本政府(NEDO)了新的光伏发展线路图，重新调整了预测:2017年达到14日元/kW．h，2025达到7日元/kW．h，将2004年的预测提前了3～5年。太阳能光伏发电的快速增长将使大型项目的投资成本朝着$3/W。在技术政策和制造过程等多方突破后，将于2017年达到美国能源部的Sunshot目标:$1/W。
美第一太阳能公司的制造成本，从2004年$2．94/W，降至2011年$75分/W，该公司还使薄膜和玻璃太阳能电池效率从2009年的10%提高到2011年的11．2%。该公司的路线图要求到2014年成本降低至$64美分/W。美GE公司认为，由于创新，在3～5年内太阳能发电将比化石燃料和核发电更廉价。如太阳能发电售价能达到$15分/kW．h，将会有很多人使用太阳能发电。据美技术推进协会(IEEE)预测光伏发电成本在10年内可望低于化石燃料发电，这必须要求太阳能行业使光伏电池效率提升，并实现规模经济性。EPIA于2011年9月6日公布主要欧洲电力市场分析显示，光伏发电至少于2013年可实现某些细分市场达竞争力程度，所有市场将于2020年达到竞争程度。
国内外光伏发展目标
1国际上对于光伏发展目标的展望
欧洲2009年12月，欧洲光伏工业协会EPIA公布了“Setfor2020”，对光伏发电的目标分三种情况，对2020年欧洲的光伏累计装机进行了分析和预测:基本发展模式，100GW;加速发展模式，200GW;理想发展模式，400GW。分别占欧洲电力总需求的4%、6%和12%。2010年10月，EPIA“日照充足国家的光伏潜力”研究报告，认为占全球74%的国家日照充足(148个国家)，包括印度、中国、中东、非洲、澳大利亚等。这些国家的光伏市场到目前为止尚未开发，具有很大的发展潜力。预计到2030年理想发展模式下，光伏在这些国家的装机应达到1100GW(11亿kW)，占到这些国家供电需求的12%，届时光伏发电的标准价格(LCOE)将达到4～8欧分/kW．h，届时光伏发电将能够同所有常规电力相竞争，包括火力发电。最近欧盟还通过了一项建筑能耗特性导则(en-ergyperformanceofbuildingdirective)，要求到2020年所有新建建筑基本达到零能耗。这项导则在2012年欧盟成员国中推行，届时光伏将发挥主要作用。欧洲建筑总占地22000km2，40%的屋顶和15%的南立面，可以安装15亿kW(1500GW)光伏系统，年发电量高达14000亿kW．h，占2020年整个欧洲电力需求的40%。今后10年建筑集成光伏(BIPV)和建筑附加光伏(BAPV)将成为欧洲光伏市场的主流。
美国美国太阳能工业协会(SEIA)在哥本哈根会议上宣布:美国到2020年光伏将提供全部电力需求的10%，太阳能利用提供的热水、采暖和制冷将替代电力需求的3%，太阳能热发电将提供电力需求的2%。光伏到2020年将提供67．6万个工作岗位，每年减排3．8亿tco2。按照1MWh光伏电力减排1tco2，则2020年美国的光伏累计装机将达到300GW。2010年7月，美国参议院批准了千万屋顶计划(10millionsolarroofs)，该项目计划10年内在美国全国推广40GW太阳能发电系统，使美国成为世界最大的太阳能发电市场。日本日本2008年6月9日，福田康夫首相发表了电视演说，计划在目前的基础上到2030年前再增加40倍太阳电池装机量。执行部门又进一步细化为在2020年达到累计装机容量为2005年(1．4GW)的20倍即28GW，2030年为40倍，即56GW。
印度印度2009年公布“SolarPowerPlan”，计划到2020年，光伏发电在印度的累计装机要达到20GW。
2我国的光伏发展目标
按照集中开发与分布式利用相结合的原则，积极推进太阳能的多元化利用，鼓励在太阳能资源优良，无其它经济利用价值土地多的地区建设大型光伏电站，同时支持建设以“自发自用”为主的分布式光伏发电，积极支持利用光伏发电解决偏远地区用电和缺电的问题，开展太阳能热发电产业化示范。到2015年，太阳能年利用量相当于替代化石燃料5000万t标准煤。太阳能发电装机达到2100万kW，其中光伏电站装机1000万kW，热发电装机100万kW，并网和离网的分布式光伏发电系统安装容量达1000万kW，太阳能热利用累计集热面积达4亿m2。到2020年，太阳能发电装机达到5000万kW，太阳能热利用累计集热面积达到8亿m2。太阳能发电建设布局见表5。
结束语
a．发展太阳能产业是解决能源短缺，缓解供需矛盾，减少环境污染，应对全球气候恶化，减少温室气体———碳排放和人类社会可持续发展最有效途径之一。
b．全球都在积极发展太阳能产业，据预测到2040年太阳能发电中的光伏发电将达到全球发电量的25%。根据国际能源(IEA)的预测太阳能在不到20年内占世界能源需求的5%，比2012年增加49倍。c．近十几年来，全球光伏产业迅猛发展，最近十几年来，市场增长率在50%左右。经过2008年金融危机的洗礼，光伏产业前景愈显重要。2009年世界超过10GWp，中国大陆超过4GW，从2007年起已跃居太阳能电池世界第一生产大国。
d．2009年以前我国光伏发电装机容量较小(累计140MWp)，光伏市场发展缓慢，尽管2009年装机容量约160MWp超出此前的累计安装量，但与产量相比，只是当年产量的4%。近几年，有很大改变，受欧债危机和美国贸易壁垒“双反”反倾销，反补贴，光伏产品出口大受影响，中国光伏产业必须转向国内，经国家大力支持积极推广，国内市场快速增长，装机容量从2011年西部地区掀起了建设高潮，将拓展全国，延续至2012年，届时，估计我国累计装机量达5000MWp以上。
e．十二五”光伏发电建设规模:并网光伏电站1，000万kW，分布式光伏发电系统，1000万kW，合计2000万kW。
关键词 教材建设；项目化教学；立体化教材
中图分类号：G712 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）02-0065-02
Research on Higher Vocational Teaching Material Construction of Photovoltaic Power Engineering Technology//Zhan Xinsheng， Ji Zhi
Abstract The necessity of teaching material Photovoltaic Power Engineering Technology construction is analyzed. The content， basic ideas， compilation principles and the three-dimensional teaching construction of textbook are stated in this paper.
Key words teaching material construction； project teaching； three-dimensional teaching material
1 引言
光伏产业是一个潜力无限的新兴产业。在追求低碳社会的今天，社会越来越重视清洁的可再生源——太阳能，光伏技术和光伏产业已越来越受到世界各国的重视。我国光伏专业教育还比较滞后，部分高职院校开设了光伏发电技术及相关专业，但国内系统介绍光伏发电技术的高职高专类教材还比较缺乏，且现用教材多为科普类或理论性很强的专业研究书籍。教材建设是高职院校学科建设、课程建设的重要组成部分，教材建设的好坏直接影响教学质量，直接关系到人才培养的质量[1]。为了满足高等职业教育发展要求，提升光伏发电技术类专业学生的光伏发电工程技术理论知识、实践操作技能和综合素质，现以《光伏发电工程技术》教材建设为例，谈谈笔者对该教材的一些看法。
2 根据人才培养要求确定教学（教材）内容
通过对企业进行调研，可知企业对光伏系统集成工程技术人员的要求（仅作参考）：具备扎实的光伏发电工程技术的理论知识和光伏发电系统设计及施工等方面基本技能；具有光伏发电系统设计、安装施工、系统调试、系统维护等能力。光伏发电工程技术这门课是光伏发电技术专业的一门核心课程，根据企业对人才的要求确定该门课程的教学目标：理解光伏发电原理；掌握光伏发电系统的组成、设计过程、施工技术、运行维护等；能够运用光伏工程技术相关知识进行光伏发电系统的设计、施工、运行维护、故障排除等。由此确定教材的编写内容包括光伏发电原理，光伏发电系统组成及原理，光伏发电系统设计，光伏发电系统的运行、维护及故障排除等。
3 教材编写的基本思路
教材建设的基本思想：进一步明确光伏发电工程技术课程的能力目标，以实际光伏发电工程实例（如3 kWp光伏发电系统设计、施工、运行维护等）为主线，按照以完成项目（或任务）为中心、相关知识为支撑的思路进行编写。
通过对高职光伏发电技术类专业学生的职业岗位能力分析，光伏发电工程技术课程能力要求如下：能识别光伏发电系统（或光伏电站）的主要部件，分析其工作原理；能画出实用光伏发电系统的设计流程图，说明设计内容、思路及应考虑的问题；能对光伏组件、蓄电池容量、逆变器、控制器进行选型；能分析控制器电路和逆变器电路的工作过程；能进行光伏发电系统防雷及光伏阵列支架的设计；能对光伏发电系统进行安装施工（支架、组件、逆变器、控制器、交直流配电柜、汇流箱等安装，防雷和接地施工）；能对光伏发电系统运前进行检查、运行维护、故障维修等。
“项目化教学”是目前高等职业教育中应用比较多的一种教学方法，它是将一个相对独立的项目或任务交给学生独立去完成，教师在项目实施中起到咨询、指导和解疑答惑的作用。这种教学方法能充分调动学生学习的积极性，让学生带着问题去学习，提高学生学习的积极性，使学生在“学中做，做中学”，从而掌握知识，形成技能。
根据光伏发电工程技术教学内容、教学要求，确定该教材的编写项目。该教材共包括4个项目：光伏发电系统组成及分析；光伏发电系统的设计（包括光伏组件的选型、光伏控制器的选型、光伏逆变器的选型、防雷及光伏阵列支架的设计）；光伏发电系统的施工；光伏发电系统的运行、维护及故障排除等。每个项目中又包括若干个任务。
4 教材编写的原则
校企合作共同编写 2010年颁布的《教育部财政部关于进一步推进“国家示范性高等职业院校建设计划”实施工作的通知》提出，企业应通过直接参与教学过程、校企合作共同开发课程和教材，以及共建校内外实训基地等措施促进校、企的深度融合。高职教育的培养目标要求高职专业教材的开发应由企业工程技术人员和高职院校一线教师共同开发[2]。由于光伏发电技术专业建设相对较晚，其专业教师大多是由电气技术、电子技术、自动化技术等专业转来的，很少到光伏企业一线学习或实践锻炼，对企业生产这一部分相对不太熟悉。而光伏发电的工程技术人员具有光伏电站设计施工、现场管理和操作的经验。为了使编写的教材更贴近生产实际，确保教材实用性、先进性，该教材的编写应由学校的教师与光伏企业工程技术人员共同编写。校企合作共建教材，还便于借鉴企业相关技术资料，如光伏发电工程实践（案例）、企业操作规程、质量管理和工程验收标准，从而保证编写的教材内容符合行业标准和技术规范。
按照行业领域工作过程的逻辑确定教学单元 教材的编写应按照光伏发电工程技术流程安排教学单元，教学单元完整且符合生产实际。光伏发电工程技术流程：光伏发电系统的设计（光伏组件的选型，控制器和逆变器选型，蓄电池的选型，防雷及光伏阵列支架的设计，并网系统设计等）光伏发电系统安装施工光伏发电系统的运行、维护及故障排除。
教材的编写应符合高职学生学习习惯 根据学生的认知特点和课程内容的特点，合理编排内容顺序；编写时尽量以图代文、以表代文，能用图或表格表达清楚的尽量不用文字表述，淡化示意图，增加实物图，从而便于学生理解和接受；多增加一些工程案例或光伏发电在生活、工作中应用的知识等，提高学生学习兴趣。
体现“任务引领”的职业教育教学特色 采用“项目—任务”的模式编写教材。每个项目里面有若干个任务，在任务中有任务目标、相关知识、任务实施等环节。任务目标给出本次任务的教学要求，相关知识主要阐述完成本次任务所需的相关任务知识，任务实施就是实践操作（完成任务）。这样编排将实践操作（任务实施）和理论知识有机地结合起来，便于进行理实一体化教学。
5 加强立体化教材的建设
教材建设不只是纸质教科书的建设，纸质教材只是教材建设中一部分。现阶段的高职学生大多为“90后”，习惯于声、光、电、影像、图片、网络等多形式、多渠道认识新事物，这给教材建设提出更高的要求。立体化教材是指依托现代教育技术，以能力培养为目标，以纸质教材为基础，以多媒介、多形态、多用途及多层次的教学资源和多种教学服务为内容的结构性配套教学出版物的集合[3]。立体化教材以其多样性、个性化、实用性、交互性的特点，最大限度地满足了教学的需要。
光伏发电工程技术立体化教材主要包括主教材、实验实训教材、电子教案（或多媒体课件）、网络教材、视频资源、动画资源、图片资源等。
6 结束语
随着光伏技术和光伏行业的蓬勃发展，光伏企业对人才的需求也将越来越多，质量也越来越高。加强光伏发电工程技术教材的建设，将有利于该课程的教学改革，有利于提高该专业教学质量，为光伏企业培养出更多优秀技术技能型专门人才。
参考文献
[1]彭中权，熊顺林.高职学院教材建设的分析及思考[J].教育界，2011（30）：19.
EPC光伏电站工程采用的是EPC总承包模式，也就是将光伏电站工程的设计、施工、调试到竣工整个过程交给承包公司，光伏电站工程的施工质量、施工进度、成本、安全等问题都由承包公司负责，这就对承包公司的实力要求较高，对承包公司的资金实力、技术实力、管理能力等各项因素都有较高的要求。采用EPC模式进行光伏电站工程建设具有较大的优势，EPC模式使业主方能够对光伏电站工程建设进行更好的管理，光伏电站工程的成本、施工、质量等风险都由承包公司承担，让很多业主方积极实行EPC模式的光伏电站工程建设。EPC光伏电站工程进行项目管理的时候，使工程项目能够更好地进行操作施工，因为工程设计和工程施工都是承包公司负责，使工程设计与施工能够相适应，防止设计与施工出现矛盾，EPC光伏电站工程一般都是同时进行设计、施工、管理等工作，能够提高工程施工效率，控制工程造价成本。
2EPC光伏电站工程在建设过程中的项目管理
2．1EPC光伏电站工程施工进度管理
EPC光伏电站工程的建设周期一般较短，需要占用很大的土地面积，因为工程建设周期比较短，对光伏电站工程的设计、材料设备采购和施工都有较大的影响，因此，合理的控制光伏电站工程的施工进度十分重要，EPC光伏电站工程的承包商要制定统一的施工计划，以EPC光伏电站工程的工期为依据，对工程中的土建施工进度进行合理的安排，对土建施工的进度进行规划后，对工程中安装机电设备的进度进行分析规划，EPC光伏电站工程承包公司与设备供应商需要明确的签订合同，确定设备的供货时间和设备的具体情况，要保证机械设备供应商能够及时地提供机械设备，保证机电安装施工顺序能够按照计划进行，合理地控制机电安装的进度。承包公司在规划好光伏电站工程的施工进度后，对光伏电站进行阵列布置，合理分配和安装设备，对EPC光伏电站工程要使用的设备，如汇流箱、箱变、支架等分配情况制作成分配表，以分配表为依据，来合理地对设备进行下发，有利于设备的安装，便于承包公司进行质量验收。在EPC光伏电站工程的施工现场，合理规划设备安放的位置，使工程施工过程中能够比较方便的利用设备，避免在施工现场出现二次转运设备的现象，使EPC光伏电站工程的施工现场能够竟然有序的进行土建施工、机电设备安装等操作，防止出现交叉作业的情况，有效地控制EPC光伏电站工程的施工进度。
2．2EPC光伏电站工程的施工成本控制管理
光伏电站工程项目的成本要比常规电站项目的成本要高，所以EPC光伏电站工程对施工成本进行管理是非常必要的，对施工成本进行有效的管理，就要对工程项目的投资成本进行合理的控制。承包商需要建立专门的监理部门，对光伏电站工程的投资进行控制和管理。承包公司要采取一定的经济措施，在光伏电站工程施工的过程中，对各项付款账单进行重复审核后，才能对付款证书进行签字。对施工的投资资金进行跟踪，将实际施工所用的资金与计划投入资金进行对比，对产生的偏差进行分析，找出原因，并采取相应的措施进行调整，将光伏电站工程的投资成本控制在合理范围内。光伏电站工程的承包商对设备供应商的选择关系到工程的施工成本，承包商可以选择议标的方式来选择设备供应商，通过设备供应商之间的竞争，对其进行对比，选择价格合理、具有良好声誉的设备供应商，与其合作，并对合同进行严格的管理，合理的控制施工成本。
2．3EPC光伏电站工程的施工技术管理
对光伏电站工程的施工技术进行有效的管理有利于提高工程的建设质量，光伏电站工程的设计变更对工程的资金投入有较大的影响，需要对光伏电站工程的施工设计进行控制，在设计的过程中，对工程施工技术进行经济分析，根据光伏电站工程的实际情况制定施工技术方案，要保证施工技术水平，首先要确定光伏电站工程使用的设备材料质量符合规范要求，如电池组件，电池组件需要具备较大的功率和较高的转换率。根据光伏电站工程的实际情况选择合适的施工工艺，提高施工人员的施工技术水平，对电站电缆进行合理的布置，将损耗降到最低，使光伏电站系统的转换效率得到提高，从而促进施工技术的提高。
2．4EPC光伏电站工程的施工质量控制
光伏电站工程的施工质量对项目的使用效果有很大的影响，EPC承包商要根据光伏电站工程的实际管理情况，来规划工程的施工质量管理，施工质量管理的重点在于施工前对工程质量进行控制和施工的过程中对施工质量进行控制，防止施工后出现质量问题，影响光伏电站工程的使用效果。要实现有效的控制施工质量，承包商需要制定施工技术标准和施工质量验收标准，聘请专业的质量管理工作人员，对光伏电站工程建设过程中的各个环节进行严格的监督检测，保证各个施工环节的质量符合规范要求。光伏电站工程进行施工质量控制是一个系统的控制过程，即事前控制、事中控制、事后控制。
2．5EPC光伏电站工程的施工安全管理
EPC承包商在进行光伏电站工程建设的过程中，应该对施工安全问题进行重点管理，随着社会的进步，“以人为本”的观念逐渐深入人心，在光伏电站工程的施工过程中，不仅仅要重视施工质量，对施工安全同样要引起重视，光伏电站工程的施工安全影响到施工人员的生命财产安全，对光伏电站工程的质量也有很大的影响，所以EPC承包商在施工的过程中，需要制定施工安全管理制度，做好安全防护措施，对施工过程进行实时监督，及时发现安全问题，并采取相应的措施将安全隐患消除，保证光伏电站工程顺利施工。
3结语
（陕西国防工业职业技术学院，户县 710300）
（Shaanxi Institute of Technology，Huxian 710300，China）
摘要： 本文介绍了太阳能光伏发电系统在公共建筑中的应用，对光伏发电系统进行了探讨和分析，介绍了光伏发电系统与公共建筑结合的形式、关键技术、系统组成和BIPV的应用实例。
Abstract: This paper introduced the application of photovoltaic systems in public buildings, discussed and analyzed the PV system, and introduced the form, key technologies, system composition and BIPV application cases of the combination of photovoltaic system and public buildings.
关键词 ： 太阳能；BIPV；光伏发电
Key words: solar energy；BIPV；photovoltaic
中图分类号：TM615 文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2015）06-0040-02
0 引言
21世纪，世界十大问题之首，就是世界能源的日趋减少。在发展低碳经济的大背景下，太阳能发电凭借着绿色环保、日趋成熟的技术水平、安全、长寿命和取之不尽等优势，得到各国政府的高度认可。截止2011年底，我国太阳能光伏发电累计装机量达300万kW，但与发达国家相比，太阳能光伏发电仍是我国新能源发电产业的“短板”[1]。
自1839年法国科学家E.Becquerel发现光生伏打效应以来，太阳电池已经有170多年的发展历史[2]，1954年美国贝尔实验室成功制备了具有实用价值的单晶硅太阳能电池，该硅太阳电池的转换效率从开始的4.5%，到几个月后的6%[3]，光伏技术的研究与应用进入了新的发展阶段。21世纪以来，太阳能电池开始规模化生产，太阳能光伏发电技术成为朝阳产业，特别是西方等发达国家，太阳能光伏发电技术的应用渗透到各个行业领域中。
1 绿色建筑中太阳能光伏发电技术
1.1 太阳能光伏发电原理 太阳能光伏发电系统，主要是利用太阳能电池的光生伏打效应，将太阳光辐射能量能直接转换为电能，提供给外界负载使用或者进行存储的一种新型发电系统。其关键元件是太阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装保护后构成大面积的太阳能电池组件，配合上功率控制器等单元电路，形成光伏发电装置。
1.2 太阳能光伏发电系统分类 按供电特点，太阳能光伏发电系统也可分为两大类，其一是不用公用电网发生电连接的独立光伏发电系统（Stand-alone PV System），这种形式是当下的主流，主要用于小容量用户、偏远的无电地区和特殊领域的供电；其二是与公用电网发生紧密电连接的并网光伏发电系统（Grid-connected PV System），目前大型集中式太阳能光伏电站、分散式太阳能屋顶光伏发电系统都采用的是并网形式[4]。独立太阳能光伏发电系统的工作原理为白天、光照强度较强时，电池阵列将接收到的太阳能转换为电能，其输出的直流功率直接供给直流负载，同时将多余电能转换为化学能的形式存储在蓄电池中，当遇到夜间、阴天、或雨雾等日照不足的情况时，蓄电池通过放点对负载进行供电。由于负荷电压经常产生波动，在系统中还应设置控制器以调节电压。并网光伏发电系统的特点是当太阳能电池阵列发出的电功率超过负荷需求时，可通过自动控制输向交流市电网，即为“逆潮流”，俗称“卖电”。反之，当光照不足或太阳能发电量不够时，可通过市电网进行供电，即为“正潮流”，俗称“买电”。
2 光伏发电系统应用于公共建筑的技术探讨
随着能源危机、环保等问题的日渐显著，绿色建筑等被提了出来，将光伏发电技术集成到建筑物上，即将光伏发电这样的新能源利用技术与建筑材料、建筑造型等有机的结合起来的新型节能建筑形式[5]。根据光伏电池方阵与建筑物结合的方式不同，太阳能绿色建筑可分为两大类：一是将太阳能电池方阵依附于建筑物上，即太阳能电池方阵以建筑物为载体，建筑物起支撑作用。二是光伏组件以一种建筑材料的形式出现，即把太阳能电池方阵与建筑物集成，成为建筑不可分割的一部分。光伏建筑一体化BIPV即Building Integrated PV，PV即Photovoltaic。BIPV技术是将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术。光伏建筑一体化（BIPV）不同于光伏系统附着在建筑上（BAPV：Building Attached PV）的形式。现代化社会中，人们对舒适的建筑环境的追求越来越高，导致建筑采暖和空调的能耗日益增长。在发达国家，建筑用能已占全国总能耗的30%-40%，对经济发展形成了一定的制约作用。
2.1 入网模式 光伏技术与建筑相结合应用时，大多采用并网发电的方式，因为国家对并网技术出台了相关政策进行支持。同时，并网技术可以将多余电力输送给电力公司，中心电网控制、管理着光伏发电系统进入或者退出电网。
2.2 BIPV系统组成 BIPV系统与传统光伏电站系统大致相同，但因为其要与建筑构造相融合，因为在对光伏组件的选型和安装上要花一番功夫。光伏逆变装置同样也是整个BIPV系统的控制核心，其性能优劣决定了光伏组件的装换效率。储能设备，主要应用于独立BIPV系统中，一般也采用蓄电池进行电能存储，其充放电的控制也可通过逆变装置的控制单元实现。通过远程监控、数据传输、持续获得的逆变器及风速、雨、光照、温度等系统数据，系统监控装置可及时了解BIPV系统的整体发电状态。
3 典型应用案例
位于武汉东湖新技术开发区汽车电子工业园内的日新工业园，建设工程占地面积42913.4平方米，总建筑面积30900平方米，预算总投资2.5亿元。园区建设按照统一规划，包含2栋太阳能光伏组件生产厂房，1栋绿色照明研发生产厂房（框架钢构二层），1栋光伏工程研究中心（框架五层）和1栋综合楼（框架六层）。在主厂房及薄膜组件生产车间、湖北光伏工程技术研究中心楼、绿色照明产业基地楼及综合楼安装1.2MWp的光伏并网发电系统，整个光伏安装面积为9823平方米。整个土建和光伏施工的建设周期从2008年8月至2010年3月。全部设计为太阳能与建筑一体化，使太阳能光伏组件与建筑有机地结合在一起，真正实现资源节约型、环境友好型的高科技示范园区。
建设目标是采用BIPV技术，实施此装机容量为1.2MW的并网项目，年发电量为160-180万kW·h，将节约大量电力，减少含碳燃料消耗，从而减少粉尘、SO2和CO2排放。整个工业园建成投产后，将形成30MWp电池组件的生产能力，年发电量约为4500万度，节约标准煤18000吨，将减少234吨粉尘，44865吨CO2和1350吨SO2的排放，进而减少对环境的污染。
工业园投产后，公司年产值将达到10亿元人民币，上缴大量税金，可以增加地方财政收入，带动相关产业的发展，对地方经济发展具有重要意义。
4 结语
节能环保是21世界人类最为重视的问题，各国政府都极为重视开发、利用新能源，借助于国外相关光伏建筑一体化的应用实例，从我国国情出发，使太阳能光伏发电技术在公共建筑中大范围应用起来，推动我国太阳能发电事业的飞速发展。
参考文献：
[1]中投顾问.2012-2016年中国太阳能光伏发电产业投资分析及前景预测报告[R]．全球分析网，2012，3．
[2]R.M.Mach,G.O.Mueller.White light emitting diodes for illumination.SPIE,2000(39):30.
[3]徐青山.分布式发电与微电网技术[M].北京：化学工业出版社，2009，12：25-26.
关键词：光伏发电 节能环保 城市节能
中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：
前言：我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。光伏发电作为清洁、廉价、环保、可再生的新能源，受到世界各国的重视。
一、光伏发电的原理
光伏技术，是一种利用太阳能电池直接把光能转换为电能的环保型新能源技术。由于从太阳光能转换成电能的光电转换装置，是利用半导体器件的“光生伏打效应”原理进行光电转换的，因此把与太阳能发电系统构成链条关系的产业称为光伏产业。光伏产业的链条，包括：硅矿硅矿石(石英砂)工业硅(也称金属硅)多晶硅、单晶硅晶圆或多晶硅切片太阳能电池组件发电系统。工业硅的纯度，一般为98-99.99%；太阳能级硅的纯度，一般要求在6N级即99.9999%以上。
二、光伏发电系统的组成
1、基本组成：一套基本的太阳能发电系统是由太阳电池组件、充电控制器、逆变器和蓄电池构成：
①太阳电池板的作用是将太阳辐射能直接转换成直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。
②充电控制器在不同类型的光伏发电系统中，充电控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组成。在太阳发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。
③逆变器的作用就是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的低压直流电逆变成220伏交流电，供给交流负载使用。
④蓄电池组是将太阳电池方阵发出直流电贮能起来，供负载使用。
2、光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统，独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式，成为电网电量的补充。
三、光伏产业的发展趋势及分析
世界能源组织、欧洲光伏工业协会，对太阳能光伏发电的未来发展，一致做出如下预测：2020年全球光伏发电的发电量占总发电量的11％，2040年占总发电量的20％。欧、美、日各国都提出了各自的中长期发展路线图。2007年初，欧盟提出新的可再生能源发展目标，到2020年，可再生能源消费要占到全部能源消费的20%，可再生能源发电量占到全部发电量的30%。到2050年光伏发电总装机容量将达到440GW（其中德国为80GW）；2035至2040年达到总量的一半，即120GW。美国的发展目标，是到2030年太阳能电池累计销售量上升到200GW，光伏发电量将达到360×109KWh，2050年光伏发电量将达到1400×109KWh。
1、传统的化石能源即石油、煤炭、天然气等均是濒临枯竭的不可再生资源，太阳能是最有前途的替代能源。
国际能源机构预测，到2050年，世界石油开采量将比现在减少30%，而到2080年，世界石油开采总量只有现在的50%，煤炭开采量将减少40%，人类必须寻求新的能源。
化石能源不可再生，终将面临消耗殆尽的窘境。在社会需求的拉动下，石油价格多次冲高，化石能源在使用过程中，会有大量污染物排放，给全世界带来了以温室效应为代表的巨大环境危机。
2、从整体看，世界各国对太阳能光伏发电的政策扶持力度在逐年加大。各国的补贴政策主要分为两类：一类是对安装光伏系统直接进行补贴，如日本；另一类是对太阳能光伏发电的上网电价进行设定，如德国、西班牙等国。而美国加利福尼亚州，则是将两种政策混合执行。
(1)日本政府在1994-2003年间成功实施一轮补贴，促使2004年日本光伏累计安装量达1100MW，成为当时全球光伏容量最大的国家。但日本政府于2007年开始停止住户太阳能奖励方案，这一举措使得日本市场出现萎缩状态。2007年总安装量为230MW，比上一年下降了23%。由于石油价格暴涨和全球日益变暖的双重压力，日本政府又重新制定了从2007年开始到2012年，用6年的时间推行一项在全国的政府办公大楼屋顶安装太阳能发电装置的计划。根据该项计划，约300栋政府办公大楼屋顶将安装太阳能发电装置，每年发电约1000万千瓦时，预计能提供2500户普通家庭的用电。此外，今后新建的政府办公大楼，除了由于积雪等原因日照量不能确保外，所有的政府办公大楼都要采取太阳能发电。
日本政府2008年11月了“太阳能发电普及行动计划”，确定太阳能发电量到2030年的发展目标是要达到2005年的40倍，并在3-5年后，将太阳能电池系统的价格降至目前的一半左右。2009年还专门安排30亿日元的补助金，专项鼓励太阳能蓄电池的技术开发。
(2)美国自2005年起施行光伏投资税减免政策以来，美国光伏装机容量得到较快增长，2007年新增装机容量190MW，仅次于德国、西班牙和日本，列全球第四位。具体条款包括：①对于商用光伏项目的投资税减免延长8年；②住宅光伏项目的投资税减免政策延长2年；③取消每户居民光伏项目2000美元的减税上限。
按该减税政策，相对于商业光伏项目，居民住宅光伏系统的需求会更为快速释放。因为住宅光伏项目两年后能否继续享有减税政策有很大的不确定性，将2010年以后的住宅光伏系统安装需求提前；取消减税上限，将鼓励单户居民安装更大规模和功率的光伏系统。
在减税政策的支持下，美国光伏行业预测，预计2008-2012年美国光伏装机容量将维持52%的年均增速，新增容量将从2007年的220MW达到2012年的1840MW，累计容量将从2007年的636MW增至2012年的5182MW。
(3)意大利政府颁布了带有门槛的并网法，目标是1200 MW，过了此门槛后的宽限期为14个月。从2009年开始，电价将按每年2%的比例下调。从2009年开始，所有新建房屋必须配有太阳能屋顶。由于日照时间长的地理优势，根据目前电力市场电价上涨以及光伏成本下降的速度，欧盟联合研究课题以及美菱投资集团都预测，意大利将在2012年成为第一个实现光伏电价和商业电价持平的国家。
(4)希腊政府计划在并网电价的机制下使光伏系统安装量到2020年达到700 MW，并把光伏系统安装设为有行业标准的独立的行业分支。但是只有具备公司法人资格的单位才有资格申请。由于优良的日照条件，希腊的某些岛屿上事实上已经实现了光伏电价和常规电价的持平。
3、光伏科技的进步，使光电转换效率不断提高、光能发电成本不断降低。
技术进步是降低光伏发电成本、提高光能利用效率、促进光伏产业和市场发展的重要因素。几十年来围绕着降低成本的各种研究开发项工作取得了显著成就，表现在电池效率不断提高、硅片厚度持续降低、产业化技术不断改进等方面，对降低光伏发电成本起到了决定性的作用。
多晶硅生产成本大幅下降：多晶硅是太阳能电池必不可少的基础材料，其占到太阳能电池成本的80%，每生产1兆瓦太阳能电池需要12-14吨多晶硅。多晶硅主要采用化学提纯、物理提纯两种方法进行生产，其中化学提纯方法主要有西门子法（气相沉淀反应法）、硅烷热分解法、流态化床法，物理提纯方法主要有区域熔化提纯法（FZ）、直拉单晶法（CZ）、定向凝固多晶硅锭法（铸造法），等等。目前最为成熟的多晶硅提纯工艺是西门子法，全球80%以上的多晶硅产量采用改良西门子法生产。西门子法提纯多晶硅需要维持1100℃ 的高温，因此耗费大量电能。每生产1公斤多晶硅的耗电量，2003年前要500―600kWh，而目前已经降到300 kWh以内。
为了进一步降低成本，国内外正在研究开发新的生产工艺，而物理法是大家比较公认的能够替代西门子法的一个新途径。一般来说，利用西门子法新建多晶硅厂，千吨产能规模需要投资人民币10亿元左右。而采用物理法，千吨产能规模的投资只需要4亿元左右。目前，制约物理法推广应用的瓶颈，关键在于硅的纯度和技术的稳定性问题尚未完全解决。
光伏电池效率不断提高：目前，由晶体硅制作的太阳能电池在市场上占据90%以上的份额。由于太阳能电池技术的进步，晶体硅太阳能电池的光电转换效率已由3年前的14-16%提高到15-20%，而且稳定性不断提高。电池效率的提高是光伏发电成本下降的重要因素之一。
近日，据媒体报道，德国ISFH 研究所的研究人员已经研制出一种制造太阳能电池的加工工艺，用该工艺制造的背接触式硅太阳能电池的光电转换效率可以达到22%。美国麻省理工学院研究人员利用计算机模型和先进的芯片制造技术，找到了能极大提高太阳能光电池效率的新途径，方法是在构成太阳能电池的超薄硅薄膜的正面增加了一种增透膜，并在背面增加了由多层反射膜和衍射光栅组合成的精细结构。当增透膜为2μm厚时，光能转换成电能的效率提高了50%。
四、光伏发电系统的典型应用
1、道路照明―太阳能灯具
太阳能灯具目前是应用最广泛的光伏发电系统，它充分体现了光伏技术环保节能、使用灵活的特点。太阳能灯具根据光源类别、功率及灯杆特点等一般分为：太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯等。目前，该类产品已广泛应用于道路照明、广场亮化等方面。
2、建筑夜景照明―小型太阳能发电系统
随着城市的发展，建筑、桥梁的夜景照明越来越受到重视，其发展程度在一定程度上体现了城市的发达程度。但由于夜景照明往往耗电巨大，因此也常常引起非议。
太阳能夜景照明系统，是太阳能光伏发电系统与节能灯具的合理应用的有机结合。它在很大程度上解决了高能耗的问题，同时为市电难以铺设的桥梁照明提供了解决方案。
3、交通警示―太阳能交通系统
太阳能交通信号灯、太阳能道路监控系统等产品在道路交通，特别是高速公路方面也得到了广泛应用。该产品具有设置灵活、无需外接电源的特点。
4、野外电能供应
小型便携式太阳能系统对于野外作业、郊区露营等非常方便实用。它不但能提供照明用电，而且可以为手机、电脑等提供电能供应。
5、无电地区电能供应
中国西北部地区还存在大量无电村落。由于这些村路非常偏僻，且居民很少，因此采用市电供应耗资巨大，且容易出现问题。如果采用太阳能光伏发电系统或者“风光互补”发电系统则可以很好的解决这个问题。目前，采用太阳能发电系统已使很多无电村实现了电气化。
6、大型太阳能并网电站
这是光伏技术发展的终极目标和最佳方式。随着光伏技术和产业的发展，光伏发电成本终将达到常规能源发电水平。
7、太阳能集热器
太阳能集热器在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。一个好的太阳能集热器应该能用20～30年。
8、太阳能热水系统
早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种：自然循环式和自然循环式。
五、加大宣传意识
以科学发展为主题，把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点，加大相关工作力度，推广普及光伏发电技术，培育发展太阳能光伏产业；要加强政府引导，通过组织节能宣传周等形式多样的活动，宣传太阳能光伏产业的成果和经验，推广高效、惠民、实用的节能技术产品，进一步倡导低能耗，以推动全社会树立资源忧患意识，增强节能减排意识，让节能成为全社会每个单位、每个家庭、每个人的自觉行动，形成浓厚的社会氛围，动员社会力量积极参与。
六、加强政策支持
1、强化政策措施的执行力，加强对太阳能光伏产业工作进展情况的考核和监督，主管部门进行考核。加强节能执法，发改委、质监、建设、环保等部门建立节能联合执法机制，提高节能执法综合能力和水平。各级质量技术监督部门要强化对生产和流通太阳能光伏产业产品的监管，建立节能产品质量公告制度，对生产和销售不合格产品的，依法予以严厉处罚。
2、完善节能价格机制，充分发挥价格杠杆作用，按照产业政策要求，建立有利于太阳能光伏产业的价格机制。
3、实行太阳能光伏产业奖励制度，对太阳能光伏产业技术研究和推广工作中做出显著成绩的单位和个人要给予表彰和奖励。生产经营单位和用能单位要制定科学合理的节能奖励办法，结合本单位的实际情况，对工作中做出贡献的集体、个人给予表彰和奖励。
七、总结
太阳能取之不尽，用之不竭，光伏发电以它独特的优势，无污染、清洁、高效和稳定可靠给人们的生活带来巨大的变化，摆在我们面前的问题是怎样宣传、引领太阳能光伏产业，要不断的大力支持光伏产业，让光伏产业更快、更好的为人民服务，保障国家的经济建设和人民的生产生活顺利进行。
参考文献：
【关键词】太阳能；光伏建筑一体化；应用；前景
引 言
能源是全球国民经济发展和人民生活水平提高的重要基础保障，目前全世界能源的紧缺提出了对可再生能源的需求的，太阳能作为一种资源最丰富，适用范围最广泛的新能源，受到了全世界的关注。而随着现代化社会的发展，人们对舒适的居住环境的追求越来越高，导致建筑采暖和空调的能耗日益增长。目前发达国家中建筑用能已占全国总能耗的30%—40%，对经济发展形成了一定的制约作用；我国的建筑能耗也已接近全社会能耗的1/3，并且随着我国城市化进程的加快，建筑能耗将继续保持增长趋势。发展太阳能光伏建筑越来越成为当今社会发展的必然选择。光伏发电与建筑相结合是目前世界上大规模利用光伏技术发电的研发热点。在我国，光伏建筑一体化尚处于示范阶段，随着《中华人民共和国可再生能源法》的施行，将大大地推动我国光伏发电与建筑的结合。加强光伏建筑一体化技术研发，促进光伏产品在建筑上的应用，是光伏行业、建筑行业推动可再生能源在建筑上应用的新课题。
1、光伏建筑一体化（BIPV）的概念
1991年，德国旭格公司首次提出了“光伏发电与建筑集成化（Building Integrated Photovoltaic，简称BIPV）”的概念。一般来说光伏建筑一体化是在建筑结构的表面安装光伏组件，以提供电力，同时作为建筑结构的功能部分，取代原有传统建筑的部分结构如屋顶板、瓦、窗户、墙面、遮挡棚等，也可以做成光伏多功能建筑组件，实现更多的功能，如光伏光热系统、与照明结合、与建筑遮阳结合等。
2、光伏建筑一体化（BIPV）应用的意义
从建筑、能源和经济角度来看，光伏建筑一体化（BIPV）有诸多优点：节地、节能、节材、减少环境污染。具体而言：（1）光伏组件可以有效的利用围护结构表面，如屋顶或墙面，无需额外用地或增建其他设施，适用于人口密集的地方使用，这对于土地昂贵的城市尤其重要。（2）可原地发电、原地用电，在一定距离范围内可以节省电站送电网的投资。在那些架起公共电网非常昂贵的地方，光伏发电是一个具有很高性价比的替代物。（3）夏季，由于大量制冷设备的使用，形成电网用电高峰。BIPV并网系统除保证自身建筑用电外，还可以向电网供电，从而舒缓高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的社会效益。（4）由于光伏阵列安装在屋顶和墙壁等护结构上，吸收的太阳能转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内宅调冷负荷，既节省了能源，又利于保证室内的空气品质。（5）由于大尺度新型彩色光伏模块和各种造型的光伏模块的诞生，不仅节约了昂贵的外装饰材料（玻璃幕墙、屋顶瓦片等），而且使建筑外观更具有魅力。（6）避免由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染，这对于环保要求越来越高的今天和未来是至关重要的。（7）在建筑围护结构上安装光伏阵列，可以促进光伏组件的大规模生产，从而进一步降低PV部件的市场价格，这对BIPV系统的广泛应用有着极大的推动作用。
3、光伏建筑一体化的应用形式
3.1光伏屋顶系统。建筑屋顶作为太阳能有其特有的优势，日照条件好，可充分接受太阳辐射，系统可以紧贴屋顶结构安装，减少风力的不利的影响，并且，太阳电池组件可替代保温隔热层遮挡屋面。现在出现了另一种新型光伏系统：太阳能瓦。太阳能瓦是太阳能光电池与屋顶瓦板结合成一体化的产品，这一材料的创新之处在于使太阳能与建筑达到真正意义上的一体化，该系统直接铺在屋面上，不需安装独立支架。
3.2光伏幕墙系统。随着BIPV技术与建筑幕墙技术的日益融合，一种集成了光伏发电技术和建筑幕墙技术的新型功能性幕墙应运而生——“光伏幕墙”。光伏幕墙与传统玻璃幕墙的构造方式基本相同，兼具采光、遮阳功能，比传统玻璃幕墙更加节能，还是一种产能材料，因此大有取代传统玻璃幕墙的趋势。
3.3光伏采光顶系统。光伏采光顶是将具有发电功效的电池板应用到屋面，除了要满足安全、抗风压、防水和防雷要求，还必须满足屋面采光要求。光伏采光顶需具有一定的透光能力，因此常采用透光性的光伏元件（如薄膜太阳能电池）。设计时还可通过组件中电池片排列的间隔、安装位置及角度不同达到合适的透光率。
3.4光伏遮阳系统。将光电板作为遮阳构件，有以下优点：由于安装角度始终与太阳辐射角度垂直，有利于光电板最大限度的接受太阳辐射，提高光电转化效率；（2）将光电板作为遮阳构件，还可以阻挡阳光进入室内，利于控制和调节室内温度，降低建筑物空调负荷，起到节能减排的作用；（3）光电板作为一种新型的建筑遮阳构件，还可以节约遮阳材料，丰富建筑外观。因此，光伏遮阳结构是未来最具发展潜力的光伏应用形式之一。
3.5与其它光伏建筑构件一体化设计。光伏系统还可以与景观小品，如路灯、围栏等相结合构成一体化设计。像双面发光太阳能围栏，双面发电技术采用了正反两面都可以扑捉光线的“PN结”结构，有效提高了电池的输出功率，这种电池与传统电池的最大不同点在于它完全突破了太阳电池使用空间和安装区域的限制，可以不必考虑太阳运动对电池发电量的影响，很好地解决了在有限的空间保证功率需求的问题。
4、光伏建筑一体化的前景
随着世界能源日趋紧张，大力推广可再生能源应用已成为全世界面临的重大课题。太阳能是清洁、安全、取之不尽的可再生能源，充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策，利用太阳能近期可解决特殊应用领域的需要，作为常规能源的补充，远期将大规模应用，逐步替代常规化石能源。
我国颁布的《可再生能源法》、《十一五可再生能源发展中长期规划》及《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》等一系列法规，在政策上对我国光伏市场的发展给予了强力的支持。另外，随着光伏材料成本的下降及欧美光伏发电项目的普及，光伏产品在国内的应用条件日趋成熟。相信在未来2-3年内将会涌现出大批的BIPV光伏建筑艺术品，并且是一些非常有代表性的大型光伏建筑项目。目前中国建设部明确指出新建建筑全面推行50%的设计标准。“十二五”期间，中国节能建筑总面积累计要超过21.6亿平方米，其中新建16亿平方米，改造5.6亿平方米。我国现有400亿平方米的建筑中，130多亿平方米要进行节能改造。要实现这一目标，必然要采用包括太阳能照明、太阳能建筑一体化系统（太阳能瓦、玻璃幕墙等）等节能技术和设备。BIPV市场发展前景十分广阔。
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【关键词】光伏组件；封装设备；趋势；本土化
光伏组件封装是组件生产的关键步骤，且在电池片生产流程中占有重要地位。光伏组件封装通过密封处理能够使电池的使用寿命更加持久，而且能增强电池的抗击强度。
1、光伏组件封装设备构成与用途
光伏组件封装设备能够应用于太阳电池组件封装环节中。
其主要产品包括一下几种：装框机、打胶机、敷设机、焊接机、层压机、组件测试仪等。甚至还包括激光划片机、电池片分选仪等设备。
然而不同产品又有不同的用途：
①打胶机：通过对电池片灌注粘合剂进行封装。
②敷设机：按照一定的层次将组件串、玻璃和EVA、背板等进行敷设。
③层压机（单层）：通过加热使 EVA熔化，使电池、玻璃和背板三部分能够粘接在一起来制成光伏组件。
④装框机：能够给组件安装边框，以此来增加组件的强度和使用寿命。
⑤分选仪：测试电池片参数，以对其进行分类。
⑥焊接机：将电池片焊接，串接成组件串。
2、光伏组件封装设备发展现状
按照目前的背景来看，我国的光伏组件封装设备产业企业的数量有限，要想形成完全竞争态势还需要一定的时间。
下面为我国分布的一些企业和其产品的领域范围做了一些简单的介绍：
焊接机方面：有些厂家因技术积累等原因，所以能够较早地涉足对技术水平要求较高的焊接机领域。其中就有宁夏小牛太阳能、天津必利优科技等厂商。
组件测试仪方面：有些厂商依托高校研发优势，形成了明显的技术优势。其中包括生产商包括上海赫爽太阳能科技、陕西众森电能科技。
装框机方面：在我国的此类生产厂家主要有秦皇岛鑫美源自控设备、廊坊万和包装、营口金辰机械等49家企业。
河北羿珩太阳能科技和上海申科及秦皇岛博硕光电，是目前我国的国内市场内具有较大影响力的几大层压机制造商。
其中，我国第一家专业制造光伏组件封装设备的企业公司就是河北羿珩太阳能科技有限公司。近些年来，市场层压机产一半左右的销量都被该企业占据。
该公司还有许多成就如下：第一台全自动层压机、第一台背开式层压机、陆续研发成功了国内第一台层压机、第一台大型层压机、第一台调压式层压机、第一台全自动多层层压机。
另外，以层压机为主打产品的秦皇岛博硕光电设备有限公司，把精加工和自动化作为该公司未来的的方向发展。
上海申科技术有限公司则是以计算机技术为特色，该公司设备的车间生产和机械加工能力尝试采用电脑控制系统，目前已颇有成效。
3、光伏组件封装设备发展趋势
目前，国内一些主要的电池组件生产企业中，已经开始推广实施了流水线生产模式，并且有将在未来引领行业发展的趋势。封装设备研发生产企业和组件生产企业不仅将常规组件封装设备智能化，生产线自动化，而且还要会坚持不断创新以此来满足不断发展的市场需求。这样一来就有两方面的意义，则是能够使安装型光伏组件单体得到更大面积的发展，再者，市场也会随着光伏建筑一体化应用范围扩大，因此也会增加对建材型或构件型的光伏组件的需求，同时也会需要用到更多的小组件，如：双面组件、曲面组件、无边框组件、透明或半透明组件、异形组件、结构特殊的组件。随着时代的进步，新型电池和新材料的不断涌现，对封装技术也相应地提出了新的要求。因此，封装技术和封装设备的不断创新和发展是持续的课题。比如说，薄膜电池封装的特殊要求就是一个需要封装产业关注和跟进的重要方向。根据市场显示的数据分析，国产封装设备和流水线生产技术在我国大陆已经占有一席之地 ，然而对于向海外出口的货物要想同时涉及到还是有一定的困难。
封装设备将在未来继续向自动化发展。因为自动化生产能够有效地减少了员工的使用，也就相应的少了员工薪水的支出从而降低了光伏组件生产成本。况且，自动化生产出的产品无论是在质量控制和产品 稳定性方面均优于人工操作的产品。
流水线生产模式已经越来越成为国内外光伏组件封装行业的重要趋势。我国内的光伏组件封装设备行业也将在积极向由流水线发展看齐。自动化流水生产线与旧的模式相比而言，没有了人工干预。而设备间的机械手自动传送，更有利于促进生产自动化及整线生产效率的有效提高。因此，尽快促进设备自动化的实现已经成为光伏组件封装设备制造商的共同愿望。
4、总结
在目前，全球的光伏市场格局仍在不断的发生变化，新兴的市场份额正在不断争取中。像东南亚地区、中东地区、非洲、南美洲等这种市场潜力非常巨大的地区，它们在光伏产品的这片区域仍处于空白状态，于是这就为我国的封装工艺技术、封装设备、整装流水线这一系列产品生产的出口创造了有利的条件。我国的组件封装生产技术，可随着这些地区应用工程的增多而向其地区转移，从而实现本土化生产，强化我国封装生产技术的发展。
参考文献
0引言 能源建筑就是利用太阳能集热器和光电设备来收集和存储太阳能,从中所获取的电能不仅可以满足建筑物自身的需要,而多余出来的电力还可以输送到公共电网或者其他的建筑。将耗能建筑逐步转化为能源建筑已成为人类面临的一大课题。而太阳能的利用,特别是硅片技术的发展进而推动光电设备的进步给这一课题带来了希望。 1太阳能在建筑中的利用 在德国,先进的太阳能集热器m2/a提供的能量等于燃烧40L燃煤或者400m3天然气,这不仅节约了资源,还大大减轻了二氧化碳对环境的污染。此外,一台太阳能集热器设备在大约1a内产生的能量足以用于生产一台新的太阳能集热器,所以,1a后它就真正成为一个能量的来源。我国具有丰富的太阳能资源,每年照射时在2200h以上地区约占国土面积的2/3以上,年辐照量超过600MJ/m2,每年地表吸收的太阳能相当于17万亿t标准煤的能力,约等于上万个三峡工程发电量的总和。如此丰富的太阳能资源使我国较早就开始利用太阳能。近几年,太阳能科技突飞猛进,太阳能产品不断升级。特别是硅片技术的发展,使得太阳能在建筑领域有了长足的发展。我国太阳能建筑领域中技术最成熟、应用范围最广、产业化发展最快的是家用太阳能热水器(系统),其次是被动式采暖太阳房。同时,太阳能光伏技术和照明技术通过若干建筑示范工程实践,也积累了相当的应用数据和经验。如昆明冶研新材料股份公司的3000t多晶硅产业化项目就部分采用了太阳能光伏技术发电。 2.1能源与建筑的一体化(BIFV)设计 2.1.1设计原则 光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式,其主体是建筑,客体是光伏系统。因此,BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则,任何对建筑本身产生损害和不良影响的BIPV设计都是不合格的设计。 2.1.2建筑设计 BIPV的设计应从建筑设计入手:①对建筑物所处的地理气候条件及太阳能的资源情况进行分析,这是决定是否选用BIPV的先决条件;②考虑建筑物的周边环境条件,即选用BIPV的建筑部分接受太阳能的具体条件,如被其他建筑物遮档,也不必考虑选用BIPV;③与建筑物的外装饰的协调,光伏组件给建筑设计带来了新的挑战与机遇,画龙点睛的BIPV设计会使建筑更富生机,环保绿色的设计理念更能体现建筑与自然的结合。④考虑光伏组件的吸热对建筑热环境的改变。光电的能量转换需要足够的阳光接受面,而建筑物本身就是一个理想的受光载体,国外把外墙的玻璃装饰与光电元件有机地结合起来,取得了许多经验。例如,德国柏林能源论坛大厦仅利用斜度为8度的屋顶和建筑物的局部西南向外墙(斜度为80度)上就安装了总功率约55kWp的光伏设备。彼得斯山天主教乡村大学校舍也是利用外廊通道和南侧玻璃房安装光电设备,所有部件安装在结构上,使锥形的玻璃与之结合紧密,形成一体。这套设备还具有双重功效,一方面发电,另一方面又能在柱廊通道里达到必要的遮阳效果。柱廊通道中的电气连接装置做的非常小,从而能将包括避雷针和光电设备配线在内的缆线铺设在拱形的T字梁中,并把暴露在外的设备颜色与整体建筑设计协调一致。如果把光电设备置于屋顶,还可以起到隔热保温的效果。光电设备与建筑设计有机结合将是未来建筑设计的一大亮点,有可能是未来建筑装饰材料发展的方向。 2.1.3发电系统设计 BIPV的发电系统设计与光伏电站的系统设计不同,光伏电站一般是根据负载或功率要求来设计光伏方阵大小并配套系统,BIPV则是根据光伏方阵大小与建筑采光要求来确定发电的功率并配套系统。BIPV光伏系统设计包含3部分,分别为光伏方阵设计、光伏组件设计和光伏发电系统设计。1)光伏方阵设计,在与建筑墙面结合或集成时,一方面要考虑建筑效果,如颜色与板块大小;另一方面要考虑其受光条件,如朝向与倾角。2)光伏组件设计,涉入电池片的选型(综合考虑外观色彩与发电量)与布置(结合板块大小、功率要求、电池片大小进行);组件的装配设计(组件的密封与安装形式)。3)光伏发电系统的设计,即系统类型(并网系统或独立系统)确定,控制器、逆变器、蓄电池等的选型,防雷、系统综合布线、感应与显示等环节设计。 2.1.4结构安全性与构造设计 光伏组件与建筑的结合,结构安全性涉及两方面:①组件本身的结构安全,如高层建筑屋顶的风荷载较地面大很多,普通的光伏组件的强度能否承受风压变形时是否会影响到电池片的正常工作等。②固定组件的连接方式的安全性。组件的安装固定不是安装空调式的简单固定,而是需对连接件固定点进行相应的结构计算,并充分考虑在使用期内的多种不利情况。1)设计中应注意两点:①方阵场地的选择避免阴影影响,各方阵间应有足够的间距,以保证全年每天当地时间上午9时至下午3时之间光伏电池组件无阴影遮挡;②将方阵场地表面层切实夯实,并于场地周围设计排水沟。2)方阵倾角设计计算。根据当地地理、交通、居民文化水平等情况确定采用固定式支架。为了全年均可较好地接受太阳辐射能量,方阵倾角确定为当地纬度+5°,即32°十5°=37°3)光伏方阵方位角选择为使方阵全年接受日光照射的时间最长,选择的方位角为正南。4)光伏方阵间距设计计算。D=0.707H/tan[arcsin(0.648cosφ-0.399sinφ)]H=1480mm(φ选取37°)于是有D=0.707×1480/tan[arcsin(0.648cos37°-0.399sin37°)]=3624mm,取3700mm5)光伏方阵支架设计地面安装的光伏方阵支架采用钢结构。钢结构支架符合GB/T50250的要求,以保证光伏组件与支架连接牢固可靠,底座与基础连接牢固。组件与地面距离设计为600mm。支架采用直接接地,支架与预埋螺栓连接的接地体接地电阻不大于10n,接地进行防腐及降阻处理。支架钢结构件采用热镀锌防锈处理,以满足长期室外使用要求。光伏组件和方阵使用的紧固件采用不锈钢螺栓。 2.1.5光伏组件设计 1)蓄电池配置注意事项。每只蓄电池应有生产合格证,合格证上应标明蓄电池型号和生产日期。制造商应提供型号产品国家认可质检机构出具的质检报告。蓄电池的生产时间靠近发货日期,存放时间应不超过6个月。同一路充放电控制的蓄电池应采用同一生产厂家、同一规格和容量的产品,生产日期的间隔时间应不超过1个月。蓄电池的外观无变形、漏液、裂纹及污迹,标志清晰。蓄电池的并联组数量最多不超过6组。2)蓄电池连接电缆。蓄电池连接电缆端头上设冷压铜接头。所选用的电缆铜接头和接线端子的设计及尺寸应使其流过最大电流时的温度不超过电缆绝缘的允许温度。#p#分页标题#e# 3光伏发电系统设计 功率调节器主要由控制器、逆变器、交流配电柜、电子限荷器、输出防雷隔离器等设备组成。 3.1一般要求 1)功率调节器设备选型应满足光伏系统设计功能的需要,各功能设备间应考虑功能和功率(容量)的协调及匹配。2)功率调节器设备应符合产品标准并通过检验的合格产品。出厂时应带有铭牌标志、接地标志、功能标志等,标识应清晰、正确。铭牌至少要标明制造商品名称、出厂编号、生产日期以及该设备的主要特征参数。3)设备柜架应有足够的刚性并设有安装孔或吊装位置,运行操作的器件应适宜人员操作,应有可靠接地。4)设备绝缘性能应符合相关要求。耐振动性能应满足频率在10~55Hz间变化、振幅0.35mm的三轴向各振动30min后正常工作。 4控制器选型 技术要求正常运行情况下,控制器及相关器件应提供至少10a的服务期。当没有LED发光时,控制器最大自身耗电量不得超过其额定充电电流的1%。充电或放电回路电压降不得超过系统额定电压的5%。控制器的调节点须根据具体蓄电他的特性在出厂前预调好过充点或过放点。控制器应具有防止蓄电池过充电和过放电的保护、防止任何负载过流或短路的电路保护、防止任何负载极性反接的电路保护、防止控制器内部短路的电路保护、在多雷区防止雷击引起击穿的保护、防止夜间蓄电池通过太阳能电池组件反向放电的保护等功能。 5逆变器选型 其功能是将直流电变换成交流电,具有断路、过流、过压、过热、防蓄电池过放电等保护功能。6交流配电柜选型可接入逆变器,对用户供分配进行操作控制,装有用电计量电能表。选用上海某公司生产的型号为KPA-220~200的交流配电柜一台。 7输出防雷隔离器选型 输出防雷隔离器可安装在光伏电站控制机房的入口端和出口端,当遭到雷击或发生过流时,隔离器内防雷器件劣化,过流保护器自动跳出,自动脱扣脱离电路,以保证光伏电站设备的安全。 8机房、围栏、防雷及低压配电线路设计与建设 8.1光伏系统机房设计与建设 1)电站机房的面积包括蓄电池室、控制室和值班室。机房建设的原则为,结合当地的地理、气象条件,充分考虑蓄电池、控制器的最佳工作温度,符合当地的特殊地理、气象情况。2)为满足对于机房的温度要求,以确保冬天室内温度在0℃以上;地面采用防火阻燃木地板,机房设计要充分考虑空气对流,采用良好的通风结构,以确保夏天室内温度不超过28℃。3)为优化机房周围环境,要在机房周围设置排水沟和散水坡。 8.2光伏系统围栏设计与建设 1)采用防盗式热浸塑墨绿色钢焊接成网。2)焊接网热浸塑PE粉,单边厚度为0.4~0.45mm。3)设置防盗4N网围栏。4)焊接网用的钢丝为冷拔状态,抗拉强度为640~800N/mm2,实际直径为cp4.5mtna。 9光伏电站防雷设备设计与建设 1)电站系统线路不论是受到直接雷击还是间接雷击,都将产生过电压,若不能使雷击电流讯速流入大地,雷击就会浸入房屋,损坏建筑物或设备,严重的话会引起火灾,造成人身伤亡事故。因此,光伏电站必须采取有效措施防止雷击。2)电站的避雷系统设计,采用安装输人避雷器和输出避雷器,以确保电站设备安全,并将所有设备的金属外壳接地,以确保电站管理人员人身安全。 10结语 如果建筑物的装饰与光电组片结合起来,建筑与能源之间的关系将更加紧密。将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给甚至将电能输出,是未来建筑的发展趋势。
