时间：2022-07-11 02:17:42
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇太阳能发电技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
论文摘要：从技术创新生态系统的定义出发，阐述其特征与功能结构，并由此发展出全球化自然生态系统的概念，阐述其特征结构与实施必要性。并在当前提倡低碳社会的背景下，以太阳能产业为例，对GIES环境下的我国太阳能产业发展进行分析，并提出建议。
1、创新生态系统
创新是指以科学技术为基础创造出新型的经济价值和社会价值。为了强化国际竞争力，解决地球规模的问题，就必须将科学知识、技术、手段转化为经济和社会层面的价值，其原动力即为创新。在创新的过程中，构思设想于各阶段间循环反馈发展进化，将牵涉到大量的经济要素与社会要素，具有复杂性和不确定性。这种综合性的复杂系统表现为创新生态系统。
创新生态系统是"面向客户需求、协作R&D、知识产权许可、技术标准合作、战略联盟"为核心的基于构件模块的知识异化、共存共生、协同进化的创新体系，具有类似自然生态系统的基本特征。
创新生态系统的结构，由起点的研发理论，战略构想为基础，通过大学，企业，学术机构等各领域的研究开发，确立创新思维体系的核心部分。而创新思维的实证，则在各式各样的创新型网络相互作用的"场"内进行。创新型网络是围绕创新思维形成的各种正式与非正式协作关系的总结构，连同各种各样的经济要素和社会要素形成了"场"。在网络化的"场"中，人才，资金，情报等创新要素相互作用，促进创新的进程，同时相应的"场"也随之变化。即在动态变化的"场"中进行创新过程。
2、全球化创新生态系统的结构
2.1通过创新生态系统解决全球化问题
在全球化进程加速和愈演愈烈的国际竞争背景下，各个国家为了维持自身发展，争相推进国家创新生态系统（National Innovation Ecosystem，NIES）的结构扩展。为了解决全球性问题，实现可持续发展的目标，各国的创新生态系统推广到国家所在地域范围，进一步推广到全球层面，构筑全球化创新生态系统，成了当务之急。
2.2全球化创新生态系统的框架结构
全球化创新生态系统（Global Innovation EcoSystem，GIES）不局限于各国国内，在世界规模的系统环境下，科学技术、市场、社会、人才、制度、资金等积极地相互作用，积极推进国际性的生态系统结构的形成，实现社会和地球的可持续发展。
GIES主要由三方面的要素构成。
(1)"场"的推动要素，即科学技术、市场和社会。
(2)"场"的构成要素，即人才、制度、资金。
(3)"场"的构成要素的调整，国际协作框架下的公共部门以及企业部门。
三方面的要素相互作用，促成创新过程，通过对已有实例的分析，把握动态要素的活动方向，可以对GIES下的新型创新项目提供支持。
3、全球化创新生态系统环境下中国太阳能产业的发展动向
3.1 GIES环境下中国太阳能产业的不均衡问题
中国太阳能产业近几年来虽呈现出较快的发展势头，但发展速度依然缓慢，太阳能产业与市场间存在着巨大的不均衡，不符合可持续发展前提下的能源计划与环境产业的步调。总结起来，主要有以下两个方面：
国内太阳能市场的发展程度远低于产业自身发展，对中国能源产业产生不利因素的同时，也不利于维持太阳能产业的健康发展。太阳能产业的成长不仅需要一个良好的国际市场环境，更重要的是拥有一个良好的国内市场。国内市场的成长不仅为国内产业提供新的成长空间，还将解决非太阳能用电区域内的电力问题，对改善中国能源结构有着重要的意义。
研究开发能力和自主创新能力的脆弱。近年来，多数企业设置自身的研发中心，并与国内外的大学和科研机关进行紧密的合作，各级政府在太阳能的研究领域投入也明显加大。中国太阳能领域的科研能力不足，产学研交流不足的情况得到了一定的缓解。但是技术水平和人才培养结构的落后，中国太阳能产业的研发能力依然很薄弱，同时存在自主创新不足的问题。企业技术人才的明显不足，导致了对国际先进技术的消化，吸收和更新更加困难。在激烈的国际竞争氛围下，加速人才培养，提高中国自主创新能力是当务之急，也是重要的战略性任务。
3.2 GIES环境下对中国太阳能产业发展的建议
GIES是NIES基础上的逐步扩展，当前国际太阳能产业的高速发展带动了中国太阳能产业，给中国太阳能产业提供了一个良好的国际氛围。这也要求中国太阳能产业在拓展海外市场的同时，应该优先健全国内市场，积极调整国内市场结构，加强投入力度，加大政策扶持，以内在市场推动海外市场发展，真正成为太阳能产业的大国强国。所以，针对GIES环境下，中国太阳能产业提出以下建议：
强化太阳能发电的战略研究。集合专家学者对世界与中国的能源形势进行深入研究，准确捕捉世界太阳能发电的发展趋势和行进路线。据此规划中国太阳能发电产业的中长期科学发展计划，并且该计划与低碳社会和可持续发展的要求相一致。
强化支援太阳能发电技术，科学技术的进步是太阳能发电成本削减的重要因素之一，加大科技投入，加强中国太阳能技术力，加速太阳能成本的削减。重点支援多晶硅制造的核心技术开发，提高中国太阳能电池多晶硅制造技术水准。
建设国家级的太阳能技术研究机构，提高中国太阳能自主研发能力。设立国家级的太阳能技术研发机关，是提高中国自主研发能力的重要途径，从技术面和政策面上对太阳能发电技术和产业提供最直接的科学指导。
强化太阳能发电的宣传普及和教育，提高全民对太阳能发电的认识，同时应在大学等教育机构设立与太阳能相关联的专门学科，培养优秀人才。
强化太阳能技术的国际交流合作，尤其是在法制层面上，使中国太阳能发电的法律构造和体系健全化，强化中国太阳能发电相关法规以及实施细则的科学性和实用性。在科技，人才，资源和协议加强国际交流合作，不仅可以促进中国太阳能发电技术水平和产业水准的提高，同时也将对中国和世界的能源可持续发展和低碳社会建设做出积极的贡献。
4、结论
在全球性问题日益突出的今天，全球化创新生态系统寻求联合性的技术创新，产品交流，政策上的，推动世界市场的发展，解决社会问题。通过对太阳能产业发展动向的分析，根据先进国的动向发现中国太阳能产业尚存在的问题，结合GIES的诸要素基准，不断完善发展国内市场环境，使中国太阳能产业发展更加均衡，更加切合低碳社会和可持续发展的准则。
参考文献
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【5】李建海.太阳能的开发与我国的可持续发展(J).兰州教育学院学报2003.3:45-48.
关键词：太阳能，LED，楼道灯，照明系统
0.引言
目前，国内的楼宇楼道照明都是采用传统的~220V的白炽灯或节能灯，每层楼道装上手控或声控等控制开关，加上时间控制器。论文参考网。这种楼道照明系统使用已经几十年了，现在还在被广泛采用。但这种楼道照明系统存在着其与生俱来的缺点：1、电费分摊难，一个楼道有好多住户，楼道灯的电源接在哪一户都不合理。2、白炽灯或节能灯使用寿命短，尤其是楼道灯需要经常启闭的情况下，灯的使用寿命更短。3、损坏了没人修，因为是公共使用，修理的责任不明确；这样，有些楼道灯随着时间的延长，损坏了没人修，成了盲道，没有起到楼道灯的作用，给住户带来很大的不便。现在随着太阳能发电技术与发光二极管照明技术的应用普及，我公司完美地融合了太阳能和LED两大高新技术，已成功地开发出太阳能楼宇楼道照明系。
1.楼宇楼道照明系统的原理及组成
太阳能楼宇楼道照明系统的工作原理是：利用白天太阳能电池吸收太阳能，储存在蓄电池中，晚上蓄电池放电供楼道灯照明。
太阳能楼宇楼道照明系统主要由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）、大功率LED照明灯、时间控制器、各楼层控制开关等部件组成。论文参考网。各部分的作用为：
1）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能楼宇楼道照明系统中的核心部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能，送往蓄电池中存储起来；目前较常用的太阳能电池板是多晶硅太阳能电池板，它的转换效率一般为14~17%，国产的转换率低一点，进口的相对高一点。
2）蓄电池：一般为免维护铅酸电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到晚上需要的时候再释放出来，供楼道灯用。
3）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。
4）LED照明灯：这也是太阳能楼宇楼道照明系统中主要的部件。LED（Light-Emitting-Diode 中文意思为发光二极管）是一种能够将电能直接转换为可见光的半导体，采用电场发光。LED的特点是寿命长、光效高、无辐射与低功耗。其寿命可大于10万小时以上，比普通的白炽灯长几十倍；其光效已经达100Lm/w以上（节能灯80Lm/w）；节能明显，比节能灯还要节能1/4；除此之外，LED还具有光线质量高、低压直流驱动（一般为3~3.5v）、基本上无辐射等优点，属于典型的绿色照明光源；太阳能电池发出的是直流电，LED的驱动也是直流电，它们之间不需要复杂的能量转换，所以太阳能与LED的组合是最完美的组合。LED照明灯用在楼宇楼道照明系统中还有一个更大的优势是，因为其驱动电压低，启动时没有大的冲击，适合频繁启闭，不影响使用寿命。
5）时间控制器：也是这个系统中的主要部件。它与普通的楼道照明系统中的时间控制器的作用一样，当每层楼的控制开关动作后，楼道灯就点亮，用时间延迟器控制亮灯时间，一般是在1~3分钟之间可调。太阳能楼宇楼道照明系统中的时间延迟器是采用直流延迟控制的。
6）各楼层的控制开关，这与传统系统中的一样。可采用手控、声控、红外线光控等。所起的作用也是一样的。
2.太阳能楼宇楼道照明系统的设计需要考虑如下因素
太阳能楼宇楼道照明系统的原理比较简单，主要的元器件也不复杂，但在系统的设计时以下几方面的问题必须充分考虑到。
1）根据楼层的高低、楼道灯的多少、灯负载的大小、每次亮灯的时间、遇到没有日光照射的阴雨天气的多少，来匹配太阳能电池板的大小与储能用的蓄电池的大小。我们开发的楼宇楼道灯一般以六到七层、每层一盏3~5w的LED照明灯为一个单元，如果是高层建筑的，最好能考虑多个系统单元。每次亮灯时间为2~3分钟，南方地区要考虑7~10天的阴雨天气，北方地区可以根据各地的气候特点作相应的调整。这方面需要进行精确的计算。
2）根据LED照明灯的驱动电压，来选择太阳能电池和蓄电池的电压等级，从安全、经济等因素的考虑。我们认为选择12V等级的比较好。
3）LED照明灯尽可能选择用大功率LED制成的。现在大功率LED的技术已经较成熟，性能也较稳定，价格也合理；尽可能采用功率为3~5w的灯具，这样的LED灯的实际照度相当于白炽灯的25w~40w，作为楼道灯已经足够了。我们采用3个1w的大功率LED串联，其驱动电压接近12V，与上面的驱动电压正好相匹配。论文参考网。
4）太阳能控制器，一定要选用质量、性能稳定的，并具有对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用的，它的好坏直接关系到整个系统的运行情况与使用寿命。
3.系统的适用范围及推广价值
太阳能楼宇楼道照明系统，不仅可应用在普通的住宅，也可应用在学校、机关、工厂、商厦等所有的楼道照明上；它不仅仅能解决传统楼宇照明系统中存在的普遍问题，使所有楼道灯真正起到楼道照明的作用，还能节约大量的人力、物力；尤其是提倡低碳经济的现在，它还是真正意义上的节能环保、安全可靠的照明系统；一旦市电系统出现故障，它也能保证楼道照明的正常。这种照明系统如果在全国推广，它的经济价值是无法估量的，它的社会价值是不可低估的。
关键词：光伏发电； 锂电储能；混合供电管理；双向逆变
Abstract：In recent years，The photovoltaic power generation has become an important form of distributed generation，Step-by-step into the civilian。In order to meet the family，Focuses on the use of photovoltaic power generation system，Lithium energy storage systems，Discharge management system，User side of the power situation，City of electrical intervention and control management system integrated the run design content。By Photovoltaic power、The friendly intervention of electrical，storage of energy storage systems and home power grid，To achieve the photovoltaic and Mains complementary support load， Effectively play the energy-saving effect。
Keywords：photovoltaic power generation；lithium energy storage；a mixed supply management；bidirectional inverter
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
0引言
太阳能具有资源丰富、开发方便、清洁无污染等优点，光伏发电作为太阳能发电的主要应用形式，已成为一种重要的分布式发电技术。随着光伏、风电等可再生能源发电技术的发展，分布式发电日渐成为满足负荷增长需求、提高能源综合利用效率、提高供电可靠性的一种有效途径，并在配电网中得到广泛的应用。
但分布式发电的大规模渗透也产生了一些负面影响，如单机接入成本较高、控制复杂、对大系统的电压和频率存在冲击等。这限制了分布式发电的运行方式，削弱了其优势和潜能。混合动力型系统设计为发电技术及可再生能源发电技术的整合和利用提供了灵活、高效的平台。
光伏发电受光照和温度等外界条件的影响较大，其功率输出具有较强的波动性与间歇性，给电能质量和电网调度带来了很大的挑战，因此在家庭应用中配备一定的储能装置组成光伏-蓄电池混合发电系统，改善系统动态和静态特性特性。
本文首先介绍含锂电池储能的光伏发电和市电混合供电设计系统的详细方案，其特征是：
集光伏、市电和锰酸锂电池供电为一体；具有逻辑控制功能；逆变输出纯正的正弦波；同时具有电压调整功能，输出电压稳定可靠。通过光伏发电、储能和市电控制管理系统研究和设计，完成独立光伏储能发电接入工程总体技术方案，为实现绿色光伏电源无障碍介入提供技术指导。
1总体方案设计
光伏发电阵列通过充电控制连接锂电储能系统，锂电储能经由一个双向DC/DC 换流器通过充放电系统接入逆变单元，同时连接市电。市电输出控制电路和隔离逆变都连接AC输出接口。该系统以光伏发电用电为主，光伏发电不足时由市电介入，在没有市电和光伏发电不足时采用蓄电逆变支持负载工作的先后顺序。
2光伏发电系统设计
2.1 光伏电池阵列设计
系统的光伏组件选用功率为195 Wp 的单晶硅太阳电池组件，工作电压约为36.5 V，开路电压约为41 V。根据家庭用电情况满足室内照明、冰箱、电视、电脑等用电设备。系统电压DC48V，双向逆变器功率为2KW，光伏方阵为4块195Wp组件，采用2串2并方式连接。
光伏电池是光伏发电系统中最基本的电能产生单元，单体电池的输出功率较小，需经串并联形成光伏阵列以获得较高的输出电压和较大的输出功率。
太阳电池的输出特性
光伏性能图
3蓄电系统设计
3.1 储能装置选择
综合比较各种储能技术在新能源发电领域的应用特点，锂电池作为新型绿色储能产品，具有寿命长、体积小、容量大等特点，在该项目中我们选用锰酸锂电池，在功率配比、循环使用寿命、使用费用等各个方面，均比较适合本项目的设计要求。
3.2 储能装置充放电系统
对于储能系统，设计采用双向逆变器实现光伏发电、锂电池储能系统与市电的能量交互。双向逆变器采用逆变/充电一体机可以实现纯正弦波输出交流电压，以及在交流逆变器中集合了蓄电池充电功能、交流自动切换开关等。该储能系统配置的监控系统监控范围覆盖充电电流、蓄电池容量等各方面。充、放电电流实时测量，系统同时实时监控电压值，以保证系统运行在最佳状态下，延长系统使用时间。
4市电接入及控制管理系统设计
4.1市电介入工作模式
该工作模式为当光伏不处于发电状态或光伏发电不能满足负载用电时，由市电（交流）输入经隔离变压器隔离降压后，经整流器进行整流滤波，由逆变器逆变后给负载提供纯正弦波电能。同时市电通过整流后可以为蓄电进行充电。
4.2整体控制管理系统设计原理
具体工作原理如下：
1）、当日照充足，系统光伏输入功率大于负载功率时，保持长期由光伏输入经逆变DC-AC转换，输出交流电向负载提供电能，同时对逆变器后备锂电电池进行充电，直至锂电电池组电压充到设定的过高压保护点Vch值。
2）、当日照不充足或光伏输入功率小于负载功率时，当锂电电池组电压降低到设定点Vb时，由蓄电逆变转为市电交流供电，并且交流电经由逆变控制单元和光伏发电同时向锂电电池组进行充电。当逆变器后备电池组电压恢复到Vch时，断开交流供电，重新由光伏输入或逆变器后备电池组对负载提供电能。
3）、当光伏电池处于不发电状态时，该系统将处于交流市电供电模式，同时由交流供电经由双向逆变单元向后备锂电电池组进行充电。只有当具有光伏发电时转至1和2状态。
4）、该系统供电由三路供电组成，分别为市电供电模式，后备锂电电池提供供电模式以及光伏发电供电模式。根据工作环境按1）、2）、3）的逻辑模式工作。
系统原理图
5结论
本系统设计具有真正包含光伏发电、蓄电储能和市电接入的实际运行能力，能够真正实现分布式光伏发电、蓄电储能和市电供电之间的混合式供电。通过光伏发电和市电接入有效的保证系统供电的稳定可靠，可体现分布式光伏发电、市电接入及储能系统智能协调工作，有利于光伏分布式发展和提高光伏发电经济效益。
参考文献
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关键词：创新教育 新能源 人才培养
中图分类号：F240；G645
文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2016）05-177-02
引言
近十几年来，我国新能源产业得到迅猛发展，在风力发电、太阳能光热发电、生物质能源利用、氢能开发等方面处于世界领先地位{1}。但与这种情况相悖的是，无论在新能源利用技术方面还是相关的装备制造业，新能源产业的人才明显滞后于产业发展，存在着严重的人才缺失现象。这种现实状况制约了我国新能源产业的可持续发展。因此，对于为社会培养高级技术人才的高等院校来说，培养新能源方面人才已成为迫切任务{2}。
大学生创业教育理念是强化创新创业能力训练，增强高校学生的创新能力和在创新基础上的创业能力，培养适应国家建设需要的高水平人才{4}。在大学生创新创业教育模式下培养新能源领域紧缺人才，能够极大地促进新能源产业的发展。
一、风力发电
笔者所在专业为农业电气化与自动化专业，主要培养电气工程类专业技术人才。目前，小型风力发电系统效率很高，已达到商品化程度，风力发电机、风力发电已初步形成产业。风力发电技术为本专业的一门专业选修课，风力发电原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，是一种特别好的发电方式。
近年来，笔者所在的佳木斯大学大力支持大学生创新创业训练计划项目的开展，学生在指导教师的指导下申请一些风力发电方面的项目。风力发电技术课程涉及到直流发电机、同步交流发电机、异步交流发电机、发电机组的控制、充电器及逆变器方面的知识，这些知识大多抽象，学生只会理论计算，对工程实际应用及运行情况不了解，使项目进行过程中遇到很多阻碍。为此，本专业带学生到学校附近的大唐依兰风电公司进行参观实习，使学生了解风力发电实际运行情况，在实践与创新理论的指导下完成课题。
二、太阳能光热发电
1.太阳能光伏发电。太阳能是石油和煤炭等常规能源最理想的替代能源，太阳能光伏发电是各种新能源中应用前景最广阔的一种{4}。鼓励学生申请光伏装置设计方面的课题，通过装置搭建过程中掌握太阳能光伏发电系统工作的原理，在实际操作过程中发现问题，然后通过交流学习解决问题，掌握逆变技术、最大功率点跟踪技术的原理和方法。此外，还通过太阳能光伏板完成太阳能充电器、太阳能灭虫等设计，使学生的创新能力、实践能力得到了极大的提高。
2.太阳能热电发电。太阳能热利用技术按终端使用温度范围大致分为低温、中温、高温：低温范围在100℃以下，主要用于生活用水、采暖、干燥、蒸馏、农用温室等；中温100～300℃之间，用于工业用热、制冷空调、烹调等；高温则为300℃以上，用于热发电、材料高温处理和有毒物料的去毒处理等。太阳能利用技术也是农村新能源利用的核心，在社会主义新农村的新能源建设中起到至关重要的作用。
太阳能热电发电有两种形式，一种是利用太阳热能产生高温蒸汽推动汽轮机发电，另一种是将太阳热能耦合到热电材料，利用热电材料的赛贝克效应进行发电。其中，第二种太阳能发电形式被称为太阳能温差发电，这种发电方式更适合大学生创新创业项目。作为本项目的前期铺垫，目前已经指导学生完成2015年大学生创新创业项目，智能半导体温差发电装置设计（201510222017），目前发表学术论文2篇，申请专利1项（ZL201520418516.8）。项目实施过程中，学生从对温差发电一知半解，最后通过学习、研讨、反复实验解决各种问题，提高理论与科学技能的同时，创新能力及团队合作能力都得到了极大的锻炼，此外，项目申请与答辩过程中都需要项目组成员自已完成PPT制作与解说，使学生得到了专业锻炼，为今后工作中遇到同样问题打下良好基础。下个项目的目标是完成太阳能温差发电装置的设计，使学生在项目实施过程中掌握更多太阳能利用的理论与技术。
三、水力发电
水力发电虽然不是新能源发电，但也是节能环保的可再生能源发电。水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能{5}。在水力发电中，主要培养学生控制方面的技能，目前已经完成“基于PLC的水电站闸门监控系统设计与实现”。学生采用上位机与下位机协同工作的控制方式，RS485通讯方式进行数据的传输，以PLC为系统的控制核心，完成对水电站闸门的全程监控。实现功能主要包括：通过人机交互界面―触摸屏，实现对闸门的启动上升、停止、下降的控制；实现对闸门开放度信息的采集、显示及处理功能；在紧急情况下紧急落门和紧急抱闸刹车的功能；报警信息的显示以及通过触摸屏可以监视系统运行状态；控制闸门上升或下降到指定开度。项目实施过程中，学生的组态软件编程能力、PLC控制能力、上位机与下位机的通讯能力都得到了很大的提高。
总结
1.新能源发电领域的人才除了需要具备多学科理论知识，涉及机械、电机学、电力电子技术、自动控制理论等学科，主要还要求具备一定的实践技能。在大学生创新创业模式下，结合项目研发，使学生具备了更多新能源发电方面的理论知识与实践技能，符合新能源产业对人才多方位的、多层次的要求。新能源产业不仅需要技术领域的人才，还有相关的工程管理、项目规划、金融、财务等方面的人才。这些能力在大学生创新创业项目实施过程中都能得到极大的提高。
2.在认识到新能源产业人才的缺失如此严重的同时，也促进本专业的课程调整。考虑培养多层次的学生，既培养有从事科研、开发的领域的人才，也培养产业的技能人才，增强专业的活力。同时，新能源产业日新月异，新产品、新技能层出不穷，也要求专业教师们时刻更新自己的知识结构，跟上变化的步伐，打造更加专业的教师队伍。
3.目前高校都面临巨大的就业压力问题，社会上还缺少创新创业型人才，通过大学生创新创业项目培养出的学生，在专业技能、创新思维、创业能力、管理能力、商务能力等多方面得到锻炼和提高。即使学生不进入到新能源产业工作，也可选其他领域的工作，这在一定程度上增加了本专业的就业渠道，缓解就业压力大的社会问题。
注释：
{1}李春曦，王佳，叶学民等.我国新能源发展现状及前景[J].电力科学与工程，2012（28）4：1-8.
{2}王伟东，艾建军，杨坤.新能源产业人才培养问题与对策[J].中国电力教育，2011（12）：5-6.
{3}邓淇中，周志强.大学生创新创业教育体系的问题与对策[J].创新与创业教育，2014，5（1）：33-35.
{4}谌权章.我国新能源产业及其发展对策初探[J].重庆交通大学学报（社科版）.2011，11（3）： 20-23.
{5}张春友，赵华洋.新能源教学改革的几点思考[J].内蒙古民族大学学报（自然科学版），2014，29（4）：405-406.
（作者单位：佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
论文关键词：电力生产；自主教学法；学习兴趣；教学效果
“电力生产概论”是高校非电气专业开设的一门全校性选修课。它是为了让工商管理、市场营销及会计学等专业的学生了解一定的电力生产方面的知识，为以后在电力系统从事相关工作做准备。但是经济与管理学院的学生大多是文科类学生，数学、物理基础不扎实，而且大学期间又没有开设电气专业基础课（如“电路”、“电机”、“发电厂电气部分”等），所以学习起来有难度，而且很多学生认为这门课与他们的专业不相关，学习的积极性也不高。针对课程的特点和学生的学习心理，笔者在经过两三年的“电力生产概论”教学后，在重点讲述常规发电、电力生产原理等的基础上，把学生自主教学法成功应用到教学过程中。通过课堂教学效果的验证，本方法是行之有效的。
一、教材内容及教学方法介绍
长沙理工大学选定的“电力生产概论”教材是普通高等教育“十一五”规划教材，李光辉主编。该教材内容全面、难度适中，是一本非常适合非电气类学生学习电力生产方面知识的通用教材。全书共九章，教材前四章先介绍了电力系统与电力生产方面的知识，然后重点讲述了三大常规能源发电：火力发电、水力发电和核能发电。第五章为未来能源发电技术，依次介绍了风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电、生物质发电、氢能发电等相关知识。后面四章分别介绍了变电站、电力线路、直流输电以及计算机在电力行业中的应用等与电力生产密切相关的一些专业知识。教材内容安排合理，难度适中。只要学生跟着老师系统地把教材学完，对电力系统及电力生产应该有一个比较全面、系统的了解，收获是很大的。
针对学生数学、物理及电气方面基础不扎实的特点，要在开始就使学生对这门课程的学习感兴趣，并做好心理准备。第一节课在介绍了教材内容后，讲述该课程要采用的教学方法，即采用教师课堂讲述为主、学生自主讲述为辅的创新教学法。前四章常规能源发电等电力生产方面的知识由教师重点在课堂上讲述，让学生切实掌握电力生产过程的特点以及每一种常规能源发电的原理。后面第五章的未来能源发电技术的发电原理与常规能源发电基本是一样的，只是所使用的一次能源不同而已，而且新能源发电技术是现在研究的热点。所以针对教材上所提供的五种新能源发电，可让每个班商量讨论选定一类大家感兴趣的新能源发电技术作为自主讲述的内容。这门课一般是两个或三个行政班级组成，如果是两个行政班级则每班可分两组各选一种新能源发电技术讲述；如果是三个行政班级，则以班为单位各选一种新能源发电技术自主讲述。学生自主讲述的出力情况及讲课效果直接影响学生课程期末考核成绩。
在让每个学生详细了解教学方法之后，又提醒学生，如果前四章的基础内容没学好，要想在自主讲述的内容上面取得好成绩是很困难的。所以第一堂课下来，学生对这门课的学习兴趣就被激发起来了。课间休息时班干部就召集全班同学讨论选择自主讲述的新能源发电方式，最后把选定的结果向全体同学公布，并告诉他们，只有发挥全班同学的合力，共同参与、合理分配任务才能在自主讲述环节取得良好的效果。在时间安排上，为了使学生有充分的时间准备课件，在学生授课前2～3周提前通知他们。 转贴于
二、常规能源发电原理讲述
通过第一节课教学内容、方法的介绍，学生都心中有数，对这门课程的学习也做好了充分的思想准备。因此，在讲述电力系统及电力生产方面基础知识以及三大常规能源发电原理时，首先讲述什么是一次能源、什么是二次能源。怎样把一次能源转换为电能就是学习的重点。电能已成为工业、农业、国防、交通等国民经济各部门不可缺少的动力，所以作为当代大学生，了解电力生产方面的知识以及电力系统的发展方向和动态是完全有必要的。
了解了这门课程的重要性和学习了该课程的必要性之后，学生对后续的授课内容兴趣明显提高了。电磁感应定律是发电的基本原理，这在初中物理课程里面已经学过。1831年法拉第发现了电磁感应定律之后，很快出现了原始的交流发电机、直流发电机和交、直流电动机，为了给用户输送电能，慢慢发展了高压直流和交流输电。以至于到现在的特高压交流、直流输电技术。另外，重点讲述我国的电力发展现状以及在特高压输电领域的一些世界领先技术。学生对该课程的学习兴趣明显提高了。
电力生产就是要把自然界的一次能源转换为电能。火力发电的原理就是把煤、石油、天然气等一次能源中的化学能经过燃烧转化为高温高压水蒸气的内能，然后通过水蒸气膨胀做功推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机转子磁极旋转，在固定不动的定子绕组周围形成变化的磁场，从而在绕组内感应出电动势。若定子中的绕组按一定的绕线规律，与外电路形成回路，则绕组中就会产生相应的电流。在一定的电压下，电流沿输电线路将电能送往用户。水力发电是在水电站中水轮机将水的势能和动能转换为推动水轮机旋转的机械能，水轮机转轮旋转带动发电机发电。而核能发电的原理与火力发电很相似，也就是说核电厂只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能，其能量转换过程是：核能水和水蒸气的内能发电机转子的机械能电能。
三、新能源发电学生自主讲述
毕业设计的主体是学生，他们在毕业设计中投入的精力以及对待毕业设计的态度对毕业设计质量起着决定性因素。然而在毕业设计期间，多数学生忙于找工作，签就业协议以及考研复试等诸多问题，致使学生在毕业设计过程中投入的精力少造成在毕业设计过程中学生投入的时间和精力不足。同时学生也忽略了毕业设计的重要性，不重视毕业设计，认为毕业设计对未来的工作没有多大作用。另外找工作面试等也花费了不少时间，考研的学生在设计过程中伴随着考研的复试、调剂等诸多问题，致使学生在毕业设计中投入的时间少，从而使设计质量大打折扣。
二、提高毕业设计质量的方法与措施
（一）结合电气专业特点以及电气行业发展，优化毕业设计选题
毕业设计选题从工程、科研等先进的科技成果中选题，借鉴其他电力院校毕业设计经验，克服传统毕业设计与社会、与工程实际脱节的弊端，具体作法如下：（1）依托每个学生学识水平以及就业去向，与企业联合，以工程实践为背景，研究毕业设计题目、设计内容、设计要求；（2）依托辽宁省锦州市光伏产业集群发展需求，进行毕业设计选题；（3）依托光伏技术实验中心的设备及实验系统功能进行毕业设计选题；（4）依托电力系统自动化实验室的发电并网系统进行毕业设计题目；（5）依托专业教师纵向科研、横向科研进行毕业设计选题。
（二）充分利用电气专业校内外实践条件，进行毕业设计改革以往的虚拟的、纸上谈兵的毕业设计模式。根据学生实际情况以及就业去向，有计划安排优秀学生到校内外实习基地、实验室进行毕业设计，做到真题真做。目前可以被本专业利用进行毕业设计的校外资源有：“许继电气股份有限公司”、“锦州施维电器有限公司”、“锦州拓新电力电子有限公司”、“锦州节能有限公司”等4个企业；校内资源有“辽工变电所”、“电力系统自动化实验室”、“微电网技术实验室”、“新能源技术基础实验室”、“工业控制网络实验室”。
（三）校企联合、实行双导师制
“双导师制”源于20世纪90年代初，其目的是提升学生的理论与实践的结合能力，为社会培养出更多更适应的应用型人才。毕业设计实行双导师制源于以下三个方面：第一，就业方面，工科学生就业既需要接受一定的工程教学培养，又需要一定的工程项目训练背景；第二，经济发展和社会需求，学校的教学与专业工程实践需求之间存在矛盾；第三，电力行业具有较强的应用性，没有经过工程实际训练的毕业生，不能满足行业需求，基本上要半年以上时间才能基本上满足需求。为解决这一问题，我校电气工程及其自动化专业在毕业设计过程中采用“双导师制”。聘请了锦州拓新电力电子有限公司杨云龙高级工程师、许继电气股份有限公司的李瑞生高级工程师等具有实践经验的工程技术人员为毕业设计指导教师，并挑选部分学生到企业，根据企业产品以及科研的需求，确定毕业设计题目，学生直接参与企业产品开发或课题研究。这种模式的毕业设计对学生将来参加工作非常有利，提前接触工程实际，利于培养学生工程实践能力，大大缩短了毕业生适应期，降低了企业成本。
（四）依托导师制的毕业设计模式的实施
按照教学计划，毕业设计均设置在大学的最后一个学期，这期间学生面临着就业、研究生复试、研究生调剂等诸多事情，同时本科毕业生在最后一个学期毕业离校还要占用许多时间。扣除上述原因所占用的时间，可以用在毕业设计上的时间就所剩无几了。要想在如此短的时间里完成毕业设计，注定了大多数毕业论文的质量是难以得到保证的。为解决这个问题，本专业采取导师制的毕业设计指导。我校电气工程及其自动化专业本科生导师制是在大三开始申请的，所以在此基础上确定导师即为毕业设计指导教师。在大三时，导师针对学生实际情况制定学生最后两年的学习计划。这样在大三期间提前把毕业设计课题的研究方向定下来，使学生提前进入毕业设计阶段，最大限度消除就业、考研等对毕业设计带来的影响，使学生有足够的时间紧紧围绕毕业设计查阅资料，进行毕业设计，为毕业设计的真题真作提供了必要的基础条件，延长了毕业设计实践，有利于提高毕业设计论文质量。
（五）传统个体指导模式与多群体指导模式有机结合
所谓的传统个体指导模式就是：一个学生只有一个毕业设计指导教师，指导教师依据自己的教学能力、工程经验以及对专业培养方向掌握程度，指导教师拟出毕业设计题目及其毕业设计任务书，学生依据指导教师下达的任务书完成毕业设计，这种统个体指导模式的优点是指导教师对他指导的学生全程负责，指导的责任明确，缺点是毕业设计质量受教师的水平和责任心限制，是教师的个人行为，是典型的师傅带徒弟的模式，具有强制的对应关系，没有做到因材施教，不适应不同层次学生的需要[3]。为了提高毕业设计质量，改革了传统个体指导模式，探索多群体指导模式，组建了电力系统继电保护毕业设计指导小组、光伏发电技术应用指导小组、PLC控制技术应用于指导小组、计算机控制技术应用指导小组等若干小组。多群体指导方式能够充分发挥骨干教师的作用，能促进教师积极性，同时多群体指导，有利于学生从不同的教师身上吸取各有专业技术优势，这一模式的实施不仅能够提高毕业设计质量，同时对年轻教师还起到了传帮带的作用，利于教师整体素质的提高。
（六）强化对指导教师、学生的考核
在整个毕业设计过程中，首先是毕业设计开题答辩，然后是中期检查和答辩，最后是论文的评阅和答辩。在开题答辩的第一个阶段，主要是学生依据毕业设计题目及任务书，进行资料查阅与收集。即在指导教师的耐心引导下，使学生根据所要进行的毕业设计选题独立完成收集查阅文献资料，到相应的企事业单位实习调研，了解目前毕业设计题目的在国内外的技术现状，为学生总体设计方案确定，奠定良好的基础。（1）首先规范强化了对指导教师指导情况考核：（2）指导教师每周和学生至少见面3次，每次时间至少为2小时；（3）指导教师要做好指导答疑记录以及学生毕业设计进度考核表；（4）制订了毕业设计质量监控方法；（5）所有的毕业设计指导教师每一届都成立毕业设计指导小组QQ群，与学生实时交流，及时解决学生问题。其次，严格监督学生在设计过程中的表现，在中期答辩中，对不能按时保质保量完成设计任务的学生，给予警告，责令限期修改完善，一周后进行第二次中期答辩，还没有通过的中期检查的，直接进入二辩；在最后的毕业设计答辩，对那些没有按质按量完成毕业设计的学生进入二次答辩，二次答辩时间安排在1个月后，即下一学期开学初进行，这样学生可以利用一个月的时间进行毕业设计修改完善，这一举措不但保证了毕业设计质量，同时也对下一届学生起到了警醒的作用，有利于毕业设计质量的提高。为了保证毕业设计论文撰写质量，增加了集中授课方式的指导。具体的、个别性的问题适合教师个别指导，而对于通用、普遍存在的问题就采用集中统一授课方式进行指导，聘请学术水平高、指导经验丰富的教师给学生上课，讲授文献检索、开题报告撰写、摘要、结论、总体设计方案的论述等等与毕业设计说明书有关的环节的设计与书写。
三、结束语
关键词：工程教育；专业认证；课程体系
作者简介：黄云志（1976-），女，安徽淮南人，合肥工业大学电气与自动化工程学院，教授。（安徽 合肥 230009）
基金项目：本文系安徽省重点教学研究项目（项目编号：2012jyxm024）的研究成果。
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0093-02
近十年来，我国高等教育快速发展，但在数量快速发展的同时，也面临着很多问题，突出表现为工程教育缺乏行业的引导和支持，人才培养定位不明，培养模式单一，专业教师普遍缺乏工程经历，产学脱节使工科毕业生工程实践能力不足，不能适应产业发展的要求等。为促进我国工程教育的改革，加强工程实践教育，提升工程教育质量；建立与注册工程师制度相衔接的工程教育专业认证体系；促进我国工程教育参与国际竞争，教育部在2006年启动了工程教育专业认证试点工作，并依“国际实质等效性”原则制定了认证标准。截止到2012年，已经完成国内部分高校的机械工程及其自动化、电气工程及其自动化、化学工程与工艺、计算机科学与技术等7类专业的认证工作。
在工程教育的学历互认方面，目前国际上有三个协议，即《华盛顿协议》、《悉尼协议》和《都柏林协议》。《华盛顿协议》是世界知名度最高的工程教育国际认证协议，是1989年由美国、加拿大、英国、爱尔兰、澳大利亚和新西兰等国的民间工程专业团体代表上述6国签订的国际性协议。该协议承认签约国所认证的工程专业（主要针对四年制本科高等工程教育）培养方案具有实质等效性，认为经任何成员国认证的专业的毕业生均达到了从事工程师职业的学术要求和基本质量标准。
2013年6月19日，在韩国首尔召开的国际工程联盟大会经过正式表决结果，同意接纳中国为《华盛顿协议》的预备成员。为顺应国际教育与科技的发展趋势，培养高素质工程技术人才已成为当前高等工程教育发展中的重点目标。工程教育专业认证制度融入了国际先进的高等教育理念，是提高工程人才培养质量的重要保证，也是我国高等教育参与国际竞争的重要基础，将成为引领我国工程教育发展的航标。
一、工程教育专业认证标准
工程教育专业认证的核心是其认证标准，认证标准依国际实质等效性的准则建立，既是专业认证思想和理念的体现，又是专业认证制度实施的根本。适用于普通高等学校工程教育本科专业认证的《全国工程教育专业认证标准（试行）》包括通用标准与专业补充标准两个部分。通用标准是各工程教育专业应该达到的基本要求，专业补充标准是在通用标准基础之上根据本专业特点提出的具体要求。通用标准包括学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件等7项一级指标。[3]
专业认证是以学生为中心，评价全体学生的表现；以培养目标为导向，培养目标是围绕着学生工程能力的培养，内容设计是对学生进入工程专业领域的的预期，师资队伍和支持条件必须有利于学生达成目标；强调持续改进，持续改进的基础是对常规教学活动进行的常态性评估与评价，效果通过学生的表现来体现。
二、电气专业课程体系建设
我国的电力行业正处在高速发展之中。改善能源结构，开发利用可再生能源，建设智能电网等都需要大量工程技术人才，目前高等学校制约工程技术人才培养的因素主要是工程教育与企业需求脱节、缺乏自主性的工程实训平台、实践教学没有落到实处等。合肥工业大学电气工程及其自动化专业以工程教育专业认证的标准为导向，根据社会需求和行业引领，定位专业培养目标；并在此基础上认真梳理了毕业要求和课程的对应关系，建立符合认证标准的课程体系；通过持续改进的途径保障教学质量。
1.毕业要求
专业认证的通用标准中明确规定了专业毕业生知识、能力与素质的10条毕业要求。专业的培养规格一定要覆盖通用标准的基本要求，培养规格确定后，建立毕业要求与专业教学过程的对应关系。通过公共基础课、学科基础课以及专业课程体系的设置、课程的讲授，以及实验实习、课程设计、工程实训等实践教学环节的安排，毕业设计（论文）综合训练、各种形式的人文素质及科技讲座、学生社会实践活动等环节保障学生的知识、能力和素质目标的实现。具体实施中：第一，遵循“精减学时、整合资源、突出实践、构建平台、完善标准、交叉教学”的总原则制订培养方案。第二，本着“厚基础、宽口径、强能力、高素质、重实践”的原则，加强通识教育，构建人文社科基础、自然科学基础、工程技术基础和基本技能等有机结合的公共基础教育平台；按学科大类构建专业基础课程平台和实践教学平台，拓宽专业面向，形成宽口径专业培养计划。第三，“以学生为主体”，因材施教，注重个性发展原则，进一步压缩课内学时，设置个性化学分，为学生自主学习留下充足空间，引导学生形成研究性、批判性、创新性学习思维。强化学生学习能力、实践能力和创新能力的培养，使其达到知识、能力、素质协调发展，个性得到充分发展。
2.课程体系建设
为支持培养目标的达成，专业教学充分依托和利用科研优势与特色，以工程应用创新能力培养为主线，提出“优化基础理论，注重工程思维，强化实践能力，培养创新精神”课程体系建设原则，依据专业认证标准对专业知识点的要求，按照工程基础知识、技术知识、能力模块三部分构建特色鲜明的课程体系。
对于专业基础课程“自动控制原理”、“电力电子技术”、“工程电磁场”、“电机学”、“电力拖动基础”等课程，以优化夯实为导向，整合和完善课程之间内容上的衔接和知识点上的更迭，实现整体的优化。对于专业课程，拓展两个方向：电力系统及其自动化、电机与电力电子。在电力系统方向“电力系统继电保护”、“电力系统自动装置”、“电力系统调度自动化”等课程；电机与电力电子方向“现代电源技术”、“电机设计基础”、“特种电机”等课程中注重培养学生工程思维能力，对抽象出来的数学描述从工程实际需求引入，强调符合工程实际的参数选择等。对于专业课程设计和综合实践课程，要求在实验装置上调试而非单独的计算机上机仿真。同时结合科研优势与特色，将太阳能发电技术、风力发电技术、柔性输电技术、现代电源技术等新能源利用方面的课程纳入到教学计划中，将前沿技术引入课堂教学内容，加强学生专业综合素质的培养，培养学生的创新精神。
通过三个层次的实践教学体系，保障实践教学落到实处。实践内容包含基础认识、综合应用和研究创新等三个层次。具体内容为认识实习、专业社会实践、课程设计、综合实验、实习实训、毕业设计和课外科技活动等环节，给出各环节与培养目标的对应关系，列出能力矩阵。
基础层次涵盖物理综合实验、电路理论、电子技术等基础课程实验、基础课程设计和基础综合实验，以及工程训练、电子实习、EDA与数字系统课程设计、认识实习等实践教学环节，侧重于基本实验方法、操作技能和初步工程概念培养，使学生认识专业，掌握基本技能。综合应用层次通过专业课程和综合实验/设计、专业课程设计等实践教学环节，着力培养学生的专业技能和初步工程实践能力，使学生了解专业知识，掌握解决工程问题的方法。研究创新层次通过毕业实习、毕业设计，创新计划项目、创新创业大赛等系列创新实践活动，主要加强学生工程实践能力、创新能力和创业意识的培养，使学生真正学以致用。
内容丰富的实践教学体系注重将教学实验室、校内实习基地、大学生科技创新基地和校外实习基地进行统筹规划与建设，同时结合专业教师反映学科发展方向的科研成果，自行研制实验设备，加强实验条件建设。
针对优化的理论和实践体系，采用了“以学生为中心，以工程问题为引导”的课程教学，并结合认证标准，重新编写了课程教学大纲和实践大纲，强调课程与培养目标的关系、知识点的掌握具体通过哪些教学目标的实施，课程过程规范等内容。
3.持续改进
专业认证通用标准要求：专业应建立教学过程质量监控机制。各主教学环节有明确的质量要求，通过课程教学和评价方法促进达成培养目标；定期进行课程体系设置和教学质量的评价。结合学院本科教学管理的实践经验与质量保障体系的理论研究，面向“基础学习、专业学习、实践训练”三个阶段的教学全过程，本专业建立“以质量监控为基础，以过程评价为核心，约束与激励结合，反馈与改进互补”的校院两级教学质量保障体系，以教学督导组为主体，全体师生参加，保证人才培养模式的实施。
在教学管理中，过程评价体系的建立尤为重要。过程评价体系包括评价对象、评级内容和评价主体三个基本要素。评价对象是全体教师，评价内容是理论教学和实践教学过程，实践教学包含综合实验、课程设计、毕业实习和毕业设计。评价主体是学院的教学委员会、教学督导委员会及全体学生。评价体系是通过各种制度化的学院教学管理文件来表现，按照评价内容建立相应的评价制度和量化评分标准。理论课程教学包括：讲稿及课件、督导及听课、学生评教、试题评价、试卷分析等。课程设计教学包括：培训过程的督导、教学计划及实施方案、指导过程评价、答辩过程、报告及成绩评定评价等。毕业设计教学主要包括毕业设计选题及任务书评价、开题报告、中期进度检查评价、论文情况、答辩情况、指导答疑过程及毕业论文文档等评价。实习实训类课程主要包括培训过程的督导、教学计划及实施方案评价、报告及成绩评定评价。
面向理论教学全过程，建立了重过程、重平时的课程成绩评价方法。面向实践教学全过程，解决了传统工程教育实践教学环节评价难的问题，切实促进学生理论学习与实践学习相结合，提高学生的实践创新能力。
从专业基础课课程设计及课内外实训项目入手，例如电子技术基础的课程设计，采取精细化管理，按照多教师、小分组、一人一题，小组答辩的方式，督促学生改变过去课程设计相互抄袭、蒙混过关的现象；在综合实验环节发挥科研的优势，将科研中的问题抽取出来，作为设计性的实验。如“自动控制原理”中磁悬浮系统和倒立摆系统的设计；“现代电源技术”中开关电源负载实验；“继电保护与调度自动化综合实验”中负荷预测和状态估计等；积极组织学生参加全国大学生电子设计大赛、挑战杯大学生课外科技作品大赛、全国嵌入式设计应用大赛、数学建模大赛、美新杯物联网大赛、中国大学生DSP设计大赛等。
本专业对各门课程的课程目标达成状况建立了持续的评价机制，对从各种途径获得的评价信息，通过分析、归纳、总结形成反馈信息，用于教学计划修订和教学过程各环节的持续改进，切实提高本科教学质量。
三、小结
