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光伏技术发展趋势

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光伏技术发展趋势范文第1篇

【关键词】 红外探测器 非制冷 制冷

一、引言

红外探测器是红外系统的核心,是探测、识别和分析物体红外信息的关键部件,利用它制成的探测器是军事、气象、农业、工业、医学等方面需要的设备,它涉及物理、材料等基础科学和光学、机械、微电子和计算机等多学科领域的综合科学技术。红外探测器目前主要应用在军事装备上,进行夜视、遥感、侦查和制导等,它能透过烟、尘、雾、阴影、树丛等,探测重要军事目标,能实现全天候被动远距离探测。尤其在近十年来的现代化战争,拥有红外预警、制导和夜视技术的一方,基本都在战场上占据了主动。因此,世界各国对红外探测器的发展给予了大量的关注。

二、红外探测器技术分类

根据探测机理的不同,可把红外探测器分为制冷型探测器和非制冷型探测器两大类,如表1所示。

表1 红外探测器的分类

类型 典型敏感材料 特点

制冷

探测

器 光导型(光敏电阻) HgCdTe,PbS,PbSe 灵敏度高、响应速度快、具有较高的响应频率,一般需在低温下工作,探测波段较窄

光伏型 HgCdTe,InSb,PbSnTe

光发射-肖特基势垒探测器 PtSi/Si,IrSi/Si

量子阱探测器 GaAs/GaAlAs,GeSi/Si

非制

冷探

测器 热电堆/热电偶 Au/Poly Si 响应时间较长、灵敏度较低、响应波段宽,可以在室温下工作、使用简单

热释电 BST薄膜,铁电PZT

光机械 Au/SiNx 双金属片

微测辐射热计 氧化钒、非晶硅

2.1 制冷型红外探测器

制冷型红外探测器一般是指利用半导体材料的光子效应制成的探测器,在探测器吸收光子后,本身发生电子状态的改变,从而引起光伏或光电导等现象;

制冷型红外探测器系统如蹄镉汞(HgCdTe)探测器(工作在8-14μm波段)和锑化锢(Insb)探测器(工作在3-5μm波段)的灵敏度、响应速度、探测距离等性能都比较高,但都必须用低温制冷器进行制冷,而且红外成像系统几乎都要使用机械扫描装置,因而整个红外成像系统显得结构复杂并且成本很高。而且,部分高性能的光子型红外探测器很难实现硅基单片式结构,需要通过混合集成方式将探测器与读出电路相连。

2.2 非制冷型红外探测器

非制冷型红外探测器,又称为室温红外探测器,是指利用探测器接收红外辐射后自身温度开始升高,从而引起热敏元件的物理性质发生改变而实现对红外光进行检测的探测器。

室温红外探测器及其焦平面阵列一般不需要制冷,可以直接在室温下工作,易于使用和维护,可靠性好。因此,研究开发重量轻、体积小、功耗小和成本低的非制冷焦平面阵列及其成像系统成为一种必然的发展趋势。非制冷红外焦平面阵列主要是以微机电技术(MEMS)制备的热传感器为基础,大致可分为以下几种类型:热电堆/热电偶、热释电、光机械、微测辐射热计。

热电堆室温红外探测器及其阵列是最早研究并实用化的红外成像器件之一,它通过测量多晶硅/金属或双掺杂的多晶硅热堆的热电势来探测红外辐射。其工作原理是利用由逸出功不同的两种导电材料所组成的闭合回路,当两接触点处温度不同时,由于温度梯度使得材料内部的载流子向温度低的一端移动,在温度低的一端形成电荷积累,回路中就会产生热电势。因而,通过测量热电堆两端的电压的变化,可以探测出红外辐射的强弱。

热释电型非制冷红外焦平面阵列的探测原理是:红外辐射使材料的温度发生变化,引起材料的自发极化强度变化,在垂直于自发极化方向的两个晶面出现感应电荷。因而,可以通过测量感应电荷量或电压的大小,探测红外辐射的强弱。热释电材料大多采用铁电材料,如钽酸锂(LiTaO3)、钽铌酸钾(KTN)和钛酸铅(PbTiO3)等。

光机械室温红外探测器是利用双层的悬臂梁结构,当悬臂梁结构收到红外辐射后温度升高并弯曲,其端点的弯曲位移量正比于升温的大小,同时也正比于双金属材料的热膨胀系数之差,并可以采用光调制的方法读出位移量。

微测辐射热计是近年来发展势头最为迅猛的红外焦平面之一,是一种电阻型热传感器,通过探测红外辐射引起热敏电阻的变化而获得目标的红外信息,继而转换成目标图像。热敏电阻型非制冷红外焦平面阵列使用的热敏电阻探测材料主要有:氧化钒(VOx)、非晶硅(α-Si)、钛(Ti)、钇钡铜氧(YbaCuO)等,其最重要的参数是电阻温度系数(TCR:Temperature Coeffi-cient of Resistance)。它利用热敏电阻的阻值随温度的变化,来探测红外辐射的强弱。

红外焦平面阵列(IRFPA:Infrared Focal Plane Array)是具有对红外辐射敏感,并兼有信号处理功能的新一代红外探测器件。自从70年代后期提出红外焦平面阵列这个概念以来,它的发展十分活跃,已经研制出单片式、混合式、制冷型和非制冷型等一系列红外焦平面阵列。二十世纪九十年代,随着非制冷红外焦平面阵列技术的突破,非制冷红外热像仪的灵敏度大幅提高,同时由于其具有的低成本、低功耗、长寿命、小型化和高可靠性等优势,使其在民用领域逐步得到广泛应用,包括:电力设备故障检测、消防救助、火灾监控、工艺监控、医疗测温、车船夜行、公安侦察、环境保护等方面,几乎涉及到社会生活的各个领域,并有部分取代制冷型红外热像仪的趋势。

目前世界上只有美国、法国、日本、以色列四个国家拥有非制冷焦平面探测器产业化生产的能力,其核心技术仅有美国和法国两个国家掌握,日本和以色列则由美国取得技术专利许可,在其国内生产和有限制地使用。

而国内在非制冷红外成像方面的公司主要有浙江大立、广州飒特和武汉高德等,另外,一些大专院校或研究所,如电子科技大学、华中科技大学、中科院上海技术物理研究所、兵器211所等,也都在进行相关基础研究。

三、发展趋势

虽然非制冷红外探测器的探测率目前还不及光子型(即制冷型)IRFPA的高,已装备的非制冷红外热成像仪的NETD通常为20~100mK,但是凭借其低成本和高性价比,在中、低端的军用和民用市场均有着广泛的应用前景,在科研创新方面得到极大的关注,是红外探测器技术发展的重要方向。

参 考 文 献

[1] Mottin E, Martin J L, Buffet J, et al. Enhanced amorphous silicon technology for 320*240 microbolometer arrays with a pitch of 35um. Proceeding of SPIE, 2001, 4369:250-256.

光伏技术发展趋势范文第2篇

【关键词】光伏产业;政策;低碳

一、国际国内发展光伏产业概述

光伏发电是当今世界利用太阳能最主要的一种方式。面对当今全球面临的严重化石能源危机和环境危机,光伏发电从资源可持续性和环境友好这两个角度都具有显而易见的优势,作为全球新兴行业的一个重要代表,长期来看具有广阔发展前景,吸引着大量企业参与和投资。自从1954年第一块实用电池问世以来,光伏电池便取得了长足的发展。大概经历了以下几个阶段:

第一阶段(1954~1973年)。1954年恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,效率为6%。同年,威克尔首次发现了砷化镓有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了太阳电池。太阳电池开始了缓慢的发展。

第二阶段(1973~1980年)。1973年爆发了中东战争,引起了第一次石油危机,从而使许多国家,特别是工业发达国家,加强了对太阳能及其他可再生能源技术发展的支持,在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。

第三阶段(1980~1992年)。进入20世纪80年代,世界石油价格大幅回落,而太阳能产品价格居高不下,缺乏竞争力,太阳能技术没有重大突破,提高效率和降低成本的目标未能实现,以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心。这个时期,太阳能利用进入了低谷,世界上很多国家相继大幅消减太阳能研究经费,其中美国最为突出。

第四阶段(1992~2000年)。由于大量燃烧矿物能源,造成了全球性的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成威胁。在这样的背景下,1992年联合国在巴西召开“世界环境和发展大会”,会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》《21世纪议程》和《联合国气候变化框架条约》等一系列重要文件,把环境与发展纳人统一的框架,确立了可持续发展的模式。这次会议之后,世界各国加强了清洁能源技术的开发,将利用太阳能和环境保护结合在一起,国际太阳能领域的合作更加活跃,规模扩大,使世界太阳能技术进入了一个新的发展时期。

第五阶段(2000年至今)。进入21新世纪,原油也进入了疯狂上涨的阶段,从2000年的不足30美元/桶,暴涨到2008年7月时接近150美元/桶,这样世界各国再次认识到不可再生能源的稀缺性,加强了人们发展新能源的欲望。此一阶段,太阳能产业也得到了轰轰烈烈的发展,许多发达国家加强了政府对新能源发展的支持补贴力度,太阳能发电装机容量得到了迅猛的增长。

伴随着全球对能源、环境危机关注的不断增强,光伏产业在过去十年中经历了一个快速发展阶段。与此同时,中国的经济也在经历跨越式的发展,经济总量跃居全球第二,仅次于美国。作为全球举足轻重的制造业大国和能源消费大国,中国的光伏产业在世界光伏产业的快速发展中,扮演了非常重要的角色,同时也经历了产业发展的几次阶段性的起落。

1.快速发展期(2004~2008年)

随着德国出台EGG法案,欧洲国家大力补贴支持光伏发电产业,中国光伏制造业在此背景下,利用国外的市场、技术、资本,迅速形成规模。2007年中国超越日本成为全球最大的光伏发电设备生产国。以尚德电力、江西赛维为代表的一批光伏制造业企业先后登陆美国资本市场,获得市场追捧。光伏发电设备的核心原材料――多晶硅的价格突破400美元/公斤。

2.首度调整期(2008~2009年)

全球金融危机爆发,光伏电站融资困难,加之欧洲如西班牙等国的支持政策急刹车等导致需求减退,中国的光伏制造业经历了重挫,产品价格迅速下跌,其中多晶硅的价格更是跌落到约40美元/公斤的水平。

3.爆发式回升期(2009~2010年)

德国、意大利市场在光伏发电补贴力度预期削减和金融危机导致光伏产品价格下跌的背景之下,爆发了抢装潮,市场迅速回暖。而与此同时,我国出台4万亿元救市政策,光伏产业获得战略性新兴产业的定位,催生了新一轮光伏产业投资热潮。作为光伏产业晴雨表的多晶硅价格也迅速回升到90美元/公斤的水平。

4.产业剧烈调整期(2011~2013年)

上一阶段的爆发式回升导致了光伏制造业产能增长过快,但是欧洲补贴力度削减带来的市场增速放缓,导致光伏制造业陷入严重的阶段性过剩,产品价格大幅下滑,贸易保护主义兴起。我国光伏制造业再次经历挫折,几乎陷入全行业亏损。多晶硅价格在此时期一度跌落到约15美元/公斤的历史最低位。

5.产业逐渐回暖期(2013年至今)

日本出台力度空前的光伏发电补贴政策,使市场供需矛盾有所缓和。同时,中欧光伏贸易纠纷通过承诺机制解决,中国以国务院24号文为代表的光伏产业支持政策密集出台,配套措施迅速落实。中国因此掀起光伏装机热潮,带动光伏产品价格开始回升,多晶硅价格微涨至约18美元/公斤。

二、江西光伏产业的发展状况和所处地位

江西省一直把光伏产业作为新兴产业发展的重点,因为光伏产业是朝阳产业,未来必然成为新兴产业的支柱。江西的光伏产业从2005年开始起步,“十一五”期间,随着全国光伏快速发展,江西省也进入了快车道。2010年起,江西省将光伏产业作为战略性新兴产业的重点予以扶持,先后出台了“十二五”光伏产业专项规划和光伏产业延伸产业链发展规划,科学制定目标,合理规划布局,引导资源要素有效集中,促进产业链延伸与融合。这两年,尽管面临全球产业调整的严峻形势,江西省光伏产业仍然逆势而上,呈现出良好的发展态势。突出体现在:一是规模优势更加突出。二是通过竞争,优势龙头企业实力增强。三是光伏产业正在形成一个完整的产业链,产业链延伸成效显著。下游光伏电池及组件产能从2009年的320兆瓦,发展到现在的电池片2235兆瓦、组件3728兆瓦、薄膜电池130兆瓦。光伏设备、背板、切割材料、光伏玻璃等配套产品领域涌现了新余银龙、宜春明冠、萍乡金葵等多个拥有自主知识产权、特色鲜明的企业,成为江西省光伏产业的新增长点,形成了较为完备、颇具优势的光伏产业配套集群。从2012年开始,光伏产业遇到了前所未有的巨大压力,国际市场萎缩乏力,产品价格持续走低,美国“双反”雪上加霜,遇到的困难和挑战比2008年更严重。这一方面是由于受到欧债危机等影响,欧洲主力光伏市场国家加大了削减补贴的力度,严重压缩了市场空间;同时也是由于近年来国内光伏投资过热,产能明显过剩,企业陷入恶性竞争,导致风险叠加。从卖方市场向买方市场的转变,从高利向薄利的急剧变化,对企业战略眼光和经营意志是非常重要的一次考验。但在这两年间,江西继续加大对光伏产业的扶持力度,加快结构调整,提升产业素质,增强企业综合竞争力,推动江西省光伏产业实现从规模扩张到技术进步、品牌塑造的转型升级,使江西成为具有世界影响力的光伏产业基地。

三、江西发展光伏产业对江西经济的意义

光伏产业是清洁能源和新型再生能源,是江西最具竞争力和爆发力、最有发展潜力的高新技术产业。把做优做强光伏产业作为江西省重大产业发展战略,是江西省转变经济发展方式,依靠科技进步发展经济,走资源节约型、环境友好型和新型工业化发展之路的客观要求和必然选择。近年来,在中央政府大力推广新能源政策的支持下,各地方省份也是积极跟进,培养优势产业。江西省抓住机遇,凭借粉石英(硅材料主要原料)储量全国第一的资源优势,出台多方面措施保障光伏产业发展。短短3、4年时间,使得一大批光伏产业上下游项目迅速在江西集聚,成为我国重要的光伏产业基地。

随着全球经济的逐渐转暖,江西光伏产业呈强劲复苏态势,各项经济指标企稳回升。2012年以来,江西多条太阳能电池及组件生产线进入量产阶段,中下游产品产能、产量增长较快,产业链延伸的发展趋势向好。2013年6月,江西省正式启动万家屋顶光伏发电示范工程,鼓励全省城乡居民利用屋顶进行光伏发电应用,促进江西可再生能源和相关产业的健康发展。

2014年4月,江西省出台了《加快推进全省光伏发电应用工作方案》,明确提出2014年全省要建设完成国家下达的光伏发电装机容量38万千瓦,2015年至2017年按国家当年计划确定建设任务,力争2017年全省光伏发电装机容量达到180万千瓦以上。江西省对光伏产业发展给予融资、电力保障、优先安排用地、税收减免等扶持措施。同时,加大对外开放,加强重点招商引资力度,支持省内光伏产业合规收结汇、落实保险,积极支持光伏产业集聚地建设公用和自用保税仓,适时建设综合保税区。

四、光伏产业发展存在的问题与障碍

1.原料和市场两头在外

国内光伏企业生产所需的原材料(高纯度多晶硅)依然依赖国外进口,产业发展极不平衡。这导致国内光伏产业上游受制于人,并且随着国内光伏组装产能的释放,企业面临越来越激烈的市场竞争,太阳能组件的价格从2010年的1.4美元/W降到了2013年的70美分/W。此外,国内光伏产品也大多销往国外,欧美市场成为光伏产品的最主要市场。国外市场的繁荣极大的拉动了国内光伏产业,但国外市场的波动也注定对国内产业产生极大冲击。2007年金融危机爆发后,国外市场急剧萎缩,欧美国家迫于财政压力,纷纷下调了对光伏产品的补贴。终端市场的萎缩使得国内光伏企业销售受阻,产能过剩的问题逐步凸显出来。过分倚重国外市场也导致国际贸易摩擦不断,在金融危机背景下,出于保护国内光伏制造企业的目的,美国和欧洲先后对中国光伏企业进行“双反”调查,使得国内光伏制造企业更是雪上加霜。原料和市场的双重制约,使得国内光伏企业普遍经营艰难,以2013年破产的无锡尚德为例,2012年尚德的毛利率为-1.4%。2012年1-9月份,江西省规模以上光伏企业累计完成主营业务收入555.8亿元,实现利润总额27.7亿元,利润率为4.98%。

2.研发能力不足,技术含量不高

国内光伏企业大多属于组装加工型的低断制造企业,依靠低廉的劳动成本和政府各项扶持政策带来的廉价资金,迅速实现了规模经济。然而其技术仍然属于国外引进再消化吸收,相对国外同行竞争者并不具备技术优势。为能支持新兴产业发展,政府在税收、土地、资金等多方面给予光伏产业支持,国内光伏产业出现了高速增长。但副作用也是显而易见的,由于有政策托底,出现了光伏企业较高的道德风险问题,在一定程度上造成企业不把精力放在产品研发与成本控制上,而乐忠于资本运作及套取政府各项补助上。

3.产能过剩,供过于求

以光伏发电为代表的新能源技术被认为是替代传统能源的技术发展方向,诞生之初就受到了实业、银行基金、政府等多方面的关注。中国在2007-2008年就成为了世界上最大的光伏电池组件生产国,目前在全国有100多个产业基地,产能占到全球的一半。自2006年以来,光伏产业在政策扶持下急剧扩张,很多省或地区都将光伏产业列入“一号工程”予以重点扶持。江西省也提出将光伏产业纳入“三个千亿工程”。特别是在2009年金融危机后光伏市场突然出现井喷,2010年全球光伏市场增速达到153%,企业误以为行业触底反弹,纷纷盲目扩张。而市场的需求却以欧美为主,其中德国和意大利的装机容量占全球的70%,欧债危机的爆发使得对光伏产品的补贴大大下调,这极大的影响了全球光伏市场的需求。在内忧外患之下,国内光伏产业产能过剩的问题暴露无遗。

五、江西发展光伏产业的发展方向和措施

江西发展光伏产业的发展方向:(1)注重基础的原材料方面的发展,如高纯的硅片、多晶硅锭的研究发展,为整个光伏产业的发展打下良好的基础;(2)突出重点,重点发展太阳能电池的厂家,太阳能电池的厂家是光伏产业的中心,能够辐射到光伏产业的上下游;(3)抓好配套,光伏产业的离不开配套产业的发展,配套产业的发展、壮大,能够形成光伏产业的产业链,从而促进产业发展。

江西发展光伏产业的发展措施:(1)抓标准,一流企业做标准,光伏产业正处于方兴未艾的发展时期,相应,还没有系统的国家标准行业标准,如果能够获得主导起草相应的国家标准行业标准,那就能够通过国家标准行业标准引领整个行业的技术发展趋势,在竞争中获得领先地位;(2)抓人才,只有通过一流的人才,才能够研究出一流的技术,从而造就一流的企业,成为光伏产业的大省强省;(3)启动光伏产业的内需,我们以前发展光伏产业,主要靠外贸出口,一遇到外国的双反制裁,就会有很大的波动,显然很被动,应该鼓励省内的单位使用光伏产业产品,能够极大地改善被动局面。

六、我们兴中科技正式和下一步做哪些工作

江西核工业兴中科技有限公司是一家以技术见长的高新技术企业,也积极参与在整个江西光伏产业的发展中,显然,作为一家以技术为自己特点的中小企业,公司不可能也不善于参与投资巨大的硅片或者电池的整体组装产业,只能够发挥自己的技术特长,做技术含量高、投资小、市场需求大的项目。

晶硅太阳能电池背极浆料,就是属于这样的项目。晶硅太阳能电池背极浆料是制备晶硅太阳能电池的基础材料。晶硅太阳能电池为了将产生的电流导出,需要在电池表面上制作出正、负两个电极。制造电极的方法主要是丝网印刷,而电极材料主要包括电池正面银浆、电池背面铝浆和电池背面银铝浆。通常把制作在电池光照面的电极称为上电极,为负极,选用银浆印刷烧结而成。把制作在电池背面的电极称为下电极或背电极,为正极,由铝浆和银铝浆组成。银浆、铝浆和银铝浆是太阳能电池的重要原材料,产品技术含量高,其质量和性能直接影响到太阳能电池的光电转化率,其制备技术是高效低成本太阳能电池的关键技术。目前,国内仅有几家铝浆浆料生产厂家,没有银浆、银铝浆的生产厂家,全部依靠进口。江西只有我公司一家生产晶硅太阳能电池背极浆料。公司为江西的江西光伏产业形成产业链,做出了应有的贡献,是江西光伏产业产业链重要的一环。

公司从2010年开始太阳能电池用铝浆浆料的研究,在技术了已经获得了突破,本公司已经具备了生产太阳能电池用铝浆的成熟技术,生产出来的产品符合太阳能电池用铝浆料的各项要求,并在国内具有领先水平。2011年,公司的《晶硅太阳能电池新型导电材料的研制与生产》项目,获得了江西省科技厅科技支撑计划支持;2013年,公司的《太阳能电池用电极铝浆料技术产业化项目》获得了江西省工信委省级节能专项资金支持。

公司已经建设了一条年产300吨太阳能电池用铝浆浆料生产线,包括生产装置和相关检测分析设备。生产装置有:高温炉、三辊研磨机、料桶倾倒机、搅拌机、分散机、混料机、行星球磨机、反应器、电热干燥箱、自动包装装置及相关配套设施等。相关分析测试设备有:气氛控制烧结炉、丝网印刷机、太阳能电池片试验线系统、电子扫描显微镜、液相色谱仪、振实密度仪、荧光光谱分析仪、四探针方阻测试仪、激光粒度仪等。

公司下一步,一是准备对现有的铝浆浆料性能进行改进,重点提高产品的光电转换效率,从而降低太阳能发电的成本,为促进产业进步做出自己的贡献。二是研究开发银浆、银铝浆。在太阳能电池银浆市场上,中国制造尚处于空白状态,国内太阳能电池生产所用的银浆全部采用进口,每公斤售价高达上万元,造成太阳能电池银浆成为比多晶硅料对外依存度还更高的原材料,银浆成本占电池片每瓦成本在15%左右,严重的制约了江西省乃至我国光伏产业的发展和壮大。同时,当前国内的铝浆技术水平与国外的知名厂商相比的差距,主要体现在与银浆的匹配度上和转换效率两个方面,这也是铝浆产品无法走出国门占领世界市场的最大因素。与银浆的匹配度不好,显然是国外浆料生产商乐意见到的,他们会有意无意为国内的铝浆与他们的银浆的匹配制造障碍,显然,如果我们能够开发出自己的银浆,能够打破国外厂家在银浆、银铝浆方面的垄断,一方面,可以降低太阳能电池的成本;另一方面,也可以通过改进,使银浆与国内的铝浆进行较好的匹配,从而走出国门占领世界市场。

参考文献:

[1]罗永红.柴达木光伏产业发展现状与对策思考[J].柴达木开发研究,2014(12):15-18

[2]王斯成.我国光伏发电有关问题研究[J].中国能源,2007(2):7-11

[3]许静.演化经济学视角下光伏产业政策分析[J].辽宁经济,2014(12):28-30

[4]张楚,黄涛,刘晶,沈家文.新兴产业政府扶持政策反思――以光伏产业尚德和Solyndra的破产为例[J].中国科技论坛,2014(12):136-140

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[6]张兴科.我国光伏产业发展面临的压力及其应对措施[J].电力与能源,2012(4):104,107

光伏技术发展趋势范文第3篇

(一)城镇化率对碳排放的影响

表1中相关数据已经表明安徽省碳排放量与人口数量变化方向一致,说明随着人口数量增长,较多的人口必然导致能源消费总量的提升,如电力、建筑、交通运输等方面的需求,碳排放量也随之增加。根据1995~2010年的经验数据,人口数量每增加一个百分点,碳排放数量将增加22个百分点;在人口年龄结构中,15~65岁的人群比重有所上升,2010年比重达到72%,正常情况下中青年比例的提升将导致能源消费量的提升以及碳排放的增长,但对相关数据进行相关性分析时并未发现显著正相关。故尝试从城市化进程即农村人口迁移的角度来分析人口因素对碳排放的影响,结果如图1所示。随着安徽省城市化水平的不断提升,碳排放总量也不断增加,这是因为城市居民生活行为消耗的能源和排放的碳远远高于农村居民,其中能源消费是农村居民能源消费的2.96倍。

(二)能源消费对碳排放的影响

研究表明,碳排放量随着能源消费增多而不断加,能源消费结构和能源强度是影响碳排放的重要因素。[8]分析安徽省1995~2010年的相关数据可以发现安徽省能源消费与碳排放之间显著正相关(图2)。安徽省煤炭资源非常丰富,油气资源相对贫乏(图3)。据有关统计资料显示,2009年安徽省煤炭资源基础储量为83.7亿吨,位居全国第7位,华东地区第1位;石油基础储量为180.9亿吨,远低于全国平均水平9513.5亿吨;安徽省天然气资源极度匮乏,远远无法满足区域工业发展需求。受能源禀赋制约,目前安徽省煤炭占一次能源消费比例90%以上。相对于石油与天然气,煤的碳密集程度很高,单位能源燃煤释放的二氧化碳是天然气的近两倍。因此,以煤炭资源为主的能源结构必然会产生较高的二氧化碳排放强度。

(三)经济发展水平对碳排放的影响

2001年,IPCC第三次评估报告指出,经济发展和温室气体排放的关系非常密切。从图4的数据变化趋势关系中我们可以看出1995~2010年随着安徽省GDP的快速增长,碳排放量呈现出与之相一致的增长形势。分析计算安徽省1995~2010年的碳排放增长率与GDP增长率二者之间关系发现,安徽省碳排放系数在1995~2002年间始终小于1,但呈逐年递增趋势,2003年碳排放系数大于1,即碳排放增长速度超过GDP增长速度,随后这一数值开始下降但2010年碳排放系数再次达到0.96,即安徽省GDP每增加一个百分点,碳排放量将上升0.96个百分点。

安徽省发展低碳经济存在问题分析

(一)产业结构重型化发展,高耗能行业减排压力较大

安徽省当前正处于由新兴工业省向工业强省过渡阶段,在大规模的基础设施建设和居民生活水平提高的有力拉动下,安徽省的原材料生产正在飞速发展。“十一五”期间三大产业结构中第二产业所占比例持续增长,三大产业单位产值能耗也随之上升,工业占国民经济比重越来越大,同时工业内部主导行业以高耗能行业为主且集中度高。2011年上半年,安徽工业快速发展,规模以上工业实现增加值3192.1亿元,比2010年同期增长20%,居全国第9位,中部地区第3位;工业对经济贡献率达66.6%,比2010年同期提高4个百分点;工业经济效益指数达286.5%;钢铁、有色、建材、石化、化工、电力六大高耗能行业同比增长了15.3%。[9]

(二)出口结构调整缓慢,受欧美发达国家市场影响较大

哥本哈根会议之后,世界贸易结构正在发生变化,各国出口产品开始更多地迎合“绿色贸易”的发展潮流;金融危机之后,欧美一些发达国家开始将发展低碳技术作为新的经济增长点,在取得一定技术领先之后开始倾向于使用“碳关税”来进一步获得国际贸易的竞争优势,降低新兴经济体的贸易发展空间。[10]与国内一些发达省市相比,安徽省目前仍然处于工业化发展初期阶段,在国际、国内市场分工体系中均处于中低端位置,出口产品单一化、重化工化,附加值和竞争力都比较低。柳红波、朱飞认为,2009年安徽省规模以上出口工业产值为34096482万元,但是消耗的煤炭却达到89651622.5吨标煤,能耗比2.63吨标煤/万元,出口产品碳排放量超过0.3亿吨。如果国外据此征收碳关税,我省出口工业产业将面临严峻的考验。[11]

(三)低碳技术研究水平相对落后

低碳技术是指涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部门以及在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。[9]提升低碳技术研发与应用水平可有效提高能源利用率并增大无碳或低碳能源供给,降低碳排放总量。安徽省在2010年出台的《低碳技术工作方案》中明确提出安徽省在以下几方面存在不足:低碳技术整体研发水平不强,建筑节能和能耗监测技术开发亟待加强;重点行业低碳技术创新机制不够完善,部分技术关键设备严重依赖进口,核心技术尚未突破,产业化共性技术平台缺失;技术成果转化体系也尚未真正构建,缺乏区域性良性互动和合作共建技术平台,融资服务体系不完善,低碳科技人才严重缺乏。

安徽省低碳经济发展对策

发展低碳经济的基本思路是在保持经济平稳增长、人民生活福利水平不下降的前提下加大对低碳技术与产品的研发和使用,进一步调整产业结构和能源结构使之趋向合理化发展,从而加快实现区域节能减排目标和低碳经济发展战略,推动建设资源节约型、环境友好型社会。安徽省近年来着力发展低碳技术,并逐步对产业、能源、技术、贸易等政策进行重大调整,以抢占先机和产业制高点。依托合肥国家科技创新型试点市、合芜蚌自主创新综合试验区和国家技术创新工程试点省的优势,安徽省逐步开展低碳关键技术的自主创新。目前安徽省在太阳能光伏、生物质能以及核聚变等清洁能源技术领域具备一定研发实力,智能电网、电动汽车以及环保设备制造技术也在国内处于领先地位。2009年12月安徽省科技厅在调研分析我省低碳技术发展现状、产业化前景、低碳关键技术和存在问题的基础上,起草编制了《安徽省低碳产业技术发展规划》;2010年6月份安徽省出台《低碳技术发展“十二五”规划纲要》,10月份安徽省在“十二五”规划中已明确提出大力推进生态文明建设,加快低碳技术研发和应用,逐步建立碳排放交易市场。2010年1月,作为中国首个国家级承接产业转移示范区,2011年8月,中国首个国际标准的低碳功能区-Z区在安徽江南产业集中区项目正式启动,Z区将打造成综合性低碳功能区域,总投资预计400亿元。以下笔者结合安徽省低碳经济发展现状以及制约因素,提出低碳经济发展对策。

(一)加快政府职能转变,构建“三位一体”治理模式

众多学者认为,在中国,发展低碳经济应发挥政府、企业、社会公众(市场)三类主体的作用。政府在以身作则的同时要肩负低碳经济发展的领导与管理功能:各级人民政府可通过财政补贴和税收优惠以及加大对国家强制淘汰不符合要求高耗能设备和产品的行政执法工作力度来发展低碳经济,同时政府还应建立完善的能源和耗能相关产品质量监督制度,以营造有利于低碳经济发展的外部环境。企业应该成为低碳产业和低碳产品的开发主体,只有企业提供了低碳节能的消费品,全民低碳消费方式才有可能早日实现。对于社会公众(市场)而言,应在政府的积极倡导之下,主动参与低碳经济实践,在经济实力尚可的前提下主动消费低碳产品或服务,同时社会公众(市场)还应发挥其监督政府、企业低碳经济实践的主体作用。

(二)构建安徽省低碳经济产业体系

一是推动部分新兴产业进一步发展。安徽省在“十二五”规划中已明确提出要把战略性新兴产业作为抢占未来发展制高点的重要突破口,科学判断未来市场需求变化和技术发展趋势。在安徽省重点培育发展的新兴产业中,智能电网技术、电动汽车技术以及环保设备制造技术研发与利用水平较高,在国内处于领先位置。目前安徽省在智能电网规划与可靠性技术、电力电子技术、配电网自动计数以及分布式储能技术等领域国内领先;电动汽车技术及产业化应用也走在全国前列。为了刺激新兴产业如新能源汽车的长久发展,政府应给予更多的财政和信贷支持,如对混合动力汽车研发企业降低税率以及对节能汽车消费者给予购买补贴等政策优惠,这样做既可以帮助企业更好地进行自主创新与技术、人才的引进,形成更为长效稳固的研发优势以面对日益激烈的市场竞争,同时逐步形成一定的消费者市场,鼓励民众去了解、支持新兴产业的发展,新兴产品的市场化。

二是鼓励重点行业、高耗能行业低碳技术研发与应用。安徽省高耗能行业主要集中在钢铁、有色、建材、石化、化工、电力六大块。鼓励重点行业、高耗能行业低碳技术研发与应用是改造提升传统产业的有效途径,按照规模化、低碳化的导向优化工业结构,从而改善品种质量,增强产业核心竞争力。未来安徽省需加大对传统行业、高耗能行业的政策、资金支持,支持马钢集团在烧结余热、转炉汽化蒸汽发电技术等方面的进一步提升;加大对海螺集团在利用纯低温废气余热回收技术的政策、资金扶持力度。企业也需要相应承担一定的社会责任,积极参与节能减排技术研发,部分出口企业面对日益萎缩的国际市场以及欧美发达国家对于新兴经济体“高碳”产品的进口标准的日益提升,更应该加大对低碳产品研发的力度,减少与发达国家的低碳技术研发差距,转变国际贸易中的不利地位。

三是支持现代服务业的进一步发展。提高第三产业在国民经济中所占的比重是发展低碳经济的重要途径。安徽省在“十二五”规划中也明确提出要把推动服务业发展作为产业结构优化升级的战略重点。在旅游资源方面,安徽省拥有黄山、九华山、天柱山等10个国家级旅游风景名胜区、近30个省级旅游风景名胜区;在交通运输体系建设方面,安徽交通发达,水网密布,公路密度居全国前列,公路客车营运班线14857条,总营运里程271.692万公里;2011年在全省服务业大会上安徽省提出以商贸服务业、物流业、金融业、文化产业、旅游业、房地产业为六大支柱产业,力争到2015年全省服务业增加值将超过9000亿元,比2010年增长一倍以上,占GDP比重提高至40%以上。未来安徽省应建设皖江外向型现代物流产业带,使之成为辐射周边、服务全国、沟通国际的现代物流产业高地;支持合肥建设全国金融综合服务基地和区域性金融中心、芜湖建设皖江金融中心;打造世界级旅游目的地,完善旅游景点周边基础设施建设,把壮大旅游产业与促进皖南、皖西大别山区又好又快发展和加快皖北振兴结合起来。

(三)构建安徽省低碳经济能源体系

一是加强低碳经济能源研发与市场投入。加快新能源和可再生能源的开发利用将有效减缓安徽省在未来一定时期内发展过程中所面临的资源环境的进一步制约,有利于调整安徽省能源结构中对于煤炭资源的过度依赖,大幅度减少温室气体排放。未来安徽省应强化在某些关键与优势领域的技术研发,抓紧时机将科研成果市场化。目前安徽省在太阳能光伏、生物质能以及核聚变技术领域存在一定研发优势:合肥工业大学光伏并网发电技术及装备、高效能量转换技术与装置、光伏系统专用高效配套装置等技术达到国际先进水平,已在北京、新疆、等地建立了光伏并网电站,未来安徽省需进一步推广这种低碳技术的市场化应用;另外,2011年以来安徽省生物质成型燃料产业快速发展,产量超过20万吨,相当于替代12万吨标煤,并初步形成以安徽晔城、安徽鼎梁、合肥天焱等万吨级龙头企业为首的产业链,未来安徽省应将这种产业链模式进一步推广。安徽省未来一定时期内应加大对新能源优势产业的政策支持和投资力度,强化核心关键技术研发,鼓励企业积极自主创新和技术引进,发展一批有实力、有竞争力的环保企业,使之成为具有良好经济效益和社会效益的新兴支柱企业。

二是调整城市能源结构。相关研究表明,我国城市化水平的提高是能源消费增加的重要原因。安徽省应该认真分析全省中小城市能源结构,建立相应评价指标体系以合理评价其能源结构现状,继而有效调整城市能源结构。在提高城市化水平的同时,要鼓励和推动城市居民转变生活方式,倡导绿色消费和绿色出行。政府应制定车辆的燃油税收或者发展公共交通模式,在大中城市内尝试建立智能交通系统(ITS);同时应引导城市居民减少能源消费的增加,居民生活用能趋向气体燃料和电力等优质能源,增加天然气消费。

(四)逐步建立碳交易与碳金融市场

碳交易市场的存在是由于不同企业在降低碳排放量的边际成本方面存在巨大差异而产生的一种碳排放权的交易活动。2011年11月,国家发改委办公厅下发了《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》,批准北京、天津、上海、重庆4大直辖市,外加湖北(武汉)、广东(广州)、深圳等7省市,开展碳排放权交易试点工作。

光伏技术发展趋势范文第4篇

【关键词】分布式发电;微电网;配电系统;电网;能量优化

一、概述

1、技术产生背景

2013年1月,国务院了《能源发展“十二五”规划》,提出要以分布式能源、智能电网等作为推动能源生产和利用方式变革的重点,大力推广新型供能方式,提高能源综合利用效率。

分布式发电(Distributed Generation,DG)指为满足终端用户的特殊需求、接在用户侧附近的小型发电系统。其优点是可利用丰富的清洁和可再生能源,具有经济性、环境友好性、能源利用的多样性、调峰作用、安全性和可靠性、可为边远地区供电等优势,接入方便,运行简单。缺点是一些可再生能源具有间歇性和随机性,大量可再生能源发电(风电/太阳能发电等)并入配电网,不仅改变了配电网的运行模式,同时其波动性对电网运行也会产生不利影响,对电网的运行调度提出了挑战。分布式电源特性中的不可调度性、功率波动、需要备用,以及双向潮流导致的电压调节、保护协调、能量优化困难等,都是分布式电源在并网运行时需要面对和解决的问题。这些缺点制约了分布式发电的发展。

为了降低分布式发电带来的不利影响,同时发挥分布式发电积极的辅助作用,一个比较好的解决办法就是把分布式发电、负载和储能系统一起,作为配电子系统,这就是微电网(Microgrid)。微电网是集信息技术、新能源技术、分布式发电技术等为一体的重要概念,有利于构建节能高效、绿色环保、安全可靠的电气系统,解决传统电网的安全、长距离输电的损耗以及化石能源所带来的环境污染等问题。同时,它还能够降低高峰负荷,降低电网网损,削峰填谷,降低电价,为分布式电源投资商带来收益。

2、微电网概念

2002年,美国电力可靠性技术解决方案协会(consortium for electric reliability technology solutions,CERTS)从结构、控制、经济等方面系统全面定义了微电网的概念:微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统,它可以同时提供电能和冷/热能量;微电网内部电源主要由电力电子器件负责能量的转换,并提供必要的控制;微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元,并可同时满足用户对电能质量和供电安全等方面的要求。

微电网包括分布式电源、储能系统和可控负载三大部分。其中分布式电源包括小规模的风电、光伏、CCHP、生物质、水电等;储能系统包括电储能(储能电池、飞轮、超级电容、压缩空气等)、热储能(可实现CCHP热-电解耦,可改变负荷曲线形状等)等系统;可控负载如照明负荷、泵类负荷、加热负荷等。

微电网中包含有多个DG和储能系统,联合向负荷供电,整个微电网对外是一个整体,通过断路器与上级电网相联。微电网中的DG可以是多种能源形式(光电、风电、微型燃气轮机等),还可以以热电联产(combined heat and power,CHP)或冷热电联产(combined cold heat and power,CCHP)形式存在,就地向用户提供冷/热能,提高DG利用效率。

3、微电网分类

一般而言,微电网分为联网型和独立型两种。

联网型微电网具有并网和独立两种运行模式。在并网工作模式下,一般与中、低压配电网并网运行,互为支撑,实现能量的双向交换。在外部电网故障情况下,可转为独立运行模式,继续为微电网内重要负荷供电,提高重要负荷的供电可靠性。通过采取先进的控制策略和控制手段,可保证微电网高电能质量供电,也可以实现两种运行模式的无缝切换。

独立型微电网不和常规电网相连接,而是利用自身的分布式能源满足微电网内负荷的需求。当网内存在可再生分布式能源时,常常需要配置储能系统以保持电源与负荷间的功率平衡,并充分利用可再生能源。这类微电网更加适合在海岛、边远地区等地为用户供电。

二、微电网技术

1、典型微电网结构

微电网与外电网之间只有一个公共接点,可构成母线级、变电站级等不同规模的微电网,微电网可以独立、并联或嵌入式接入电网。典型的微电网结构有直流(如图1所示)、交流(如图2所示)和交直流混合(如图3所示)三种。

直流微电网的优势在于,由于DG的控制只取决于直流电压,无需考虑各种DG之间的同步问题,直流微网的DG较易协同运行,在环流抑制方面更具优势,且只有与主网连接处需要使用逆变器,系统成本较低。

在交流微电网中,DG、储能装置和负荷等,均通过电力电子装置连接至交流母线,通过对公共联接点处开关的控制,可实现微网并网运行与孤岛运行模式的无缝切换。

直流和交流微电网各具优势,交直流混合微电网具备两种微电网的优点:既有交流母线又有直流母线,易于向交/直流负荷供电。

2、微电网运行特性

由于微电网有多种能源输入(风、光、天然气、生物质、水电等)、多种产品输出(电、热、冷)、多种转换单元(风/电、光/电、热/电,AC/DC)、多种运行状态(独立、并网),并且一些电源如风电等,具有间歇性和随机性,因此微电网具有复杂的特性;微电网的分布式电源大多采用电力电子逆变装置,不具有自同步性;负荷波动对电源输出影响较大;运行状态多变,在状态转换时常要求无缝切换;规模一般不大,不同时间动态响应耦合性强;除关注安全稳定性外,还关注电能质量、经济性等问题。

图1 直流微电网典型结构

图2 交流微电网典型结构

图3 交直流混合微电网典型结构

3、微电网及含微电网配电系统规划

微电网及含微电网配电系统的规划工作要考虑DG容量的优化、微电网结构的优化、接入位置的优化、配电系统的综合优化等问题;在技术上面临冷/热/电负荷的综合考虑、可再生能源的间歇性和随机性、DG的多样性、配电系统转变为电力交换系统等困难;要保证微电网建设与运行的经济性、供能的可靠性、环保效益;要有助于提升配电的经济性,使可再生能源尽可能多地接入配电网。

4、微电网及含微电网配电系统控制

微电网及含微电网配电系统的控制主要要解决几个方面:模式切换控制,保证各运行模式之间的平滑过渡;联络功率控制,减轻对电网的影响;电能质量控制,减小对用户供电质量的影响;稳压/稳频控制,保证系统运行的稳定;运行优化控制,保证系统的经济性。

并网型微电网只有能够灵活实现切换,才能发挥其优势。而独立型微电网必须能够长期独立运行。

微电网配电系统控制主要有两种策略:主从控制和对等控制。主从控制是以微电网中的某个分布式电源(主电源)为主控制单元,对电压和频率的控制起主导作用,这种情况下对主电源的要求比较高;或者以上层中心控制器作为主控制单元,对整个微电网进行控制。对等控制是利用下垂特性曲线,通过测量逆变器输出端口电压的频率和电压幅值,控制分布式电源的有功和无功功率(f-P和V-Q下垂控制);或者利用下垂特性曲线,通过测量逆变器端口输出的有功和无功功率,控制其端口电压的频率和电压幅值(P-f和Q-V下垂控制)。

以一个分布式电源为主控制单元的底层分布式电源的主控制策略,由于其底层分布式电源之间需要强的通信联系,成本高,可靠性降低,且整个系统对主单元有很强的依赖性,主单元一旦控制失效或通信失败,整个微电网就会瘫痪,因此,这种底层分布式电源的主从控制方法还有待改进。而底层分布式电源之间的对等控制,各分布式电源之间不需要通信联系就能实现功率共享,不同分布式电源之间地位对等,控制具有冗余性,这种控制策略因而收到广泛关注。对于以中心控制器为主控制单元的主从控制策略,由于其通信联系不是强联系,中心控制器能起到管理微电网的作用,随着微电网的发展、多微网的出现,这种分层控制系统将是很好的选择。

5、微电网及含微电网配电系统保护

微电网的接入给配电系统的保护和自动化系统应用带来了挑战,。微电网配电系统的保护包括低电压加速反时限过电流保护、线路接地保护、孤岛检测及保护、低电压穿越能力的保护动作时需配合等等。

微电网及含微电网配电系统保护具有一些特性,如:导致配电线路中的潮流双向性、配电系统通讯系统远不如输电系统完备、保护数量多、保护区域有限、经济型要求高等等,这些方面需要在设计阶段就加以考虑并解决,以满足对保护系统可依赖性、安全性和速动性的要求。微网配电系统的保护原理与技术如图4所示。

图4 配电系统的保护原理与技术

6、微电网能量优化

微电网能量优化的目标在于研究微电网优化调度理论,使全系统能源利用效率最大化。具体来说,就是在满足运行约束条件下,最大限度利用可再生能源,保证整个微电网运行的经济性。在微电网高渗透率的情况下,通过对微电网输出的有效控制,降低配电系统的损耗。

孤立微网中常用的典型电源有常规发电机组(柴油发电机、微型燃气轮机等)和可再生能源发电机组(光电、风电等)。当可再生能源容量较大时,一般需要安装储能系统(如蓄电池),用于稳定系统运行电压和频率。目前,电池储能系统一般投资较大,且使用寿命较短,因此,合理利用储能电池以保证其使用寿命,是微电网运行控制策略选择的关键,其目的是在保证系统稳定供电的前提下,综合考虑各种分布式电源和储能设备的运行约束,提高系统全寿命周期的经济性。

并网型的微电网,既可以在并网模式下运行,也可以在外网出现故障时转入孤岛运行模式。在孤岛运行模式下,微电网运行的目标是尽可能保证一些重要负荷的供电,满足微电网内的功率平衡,能量管理比较简单。针对并网运行模式的能量管理,目的是实现微电网运行效益的最大化,包括经济效益和社会效益。并网运行模式下的能量管理,常用三种模式:联络线功率恒定模式、微燃机恒功率模式、微燃机功率时间・设定模式。目前,以微型燃气轮机为核心设备的冷/热/ 电联供(CCHP)技术发展十分迅速。CCHP整体燃料利用率在70%~90%之间,大大优于效率为30%~45%的大型发电厂,可实现能源的有效梯阶利用。

光伏技术发展趋势范文第5篇

关键词:未来;电力技术;问题;发展;趋势

研究表明,为了实现可持续发展,应尽可能把一次能源转换为电能使用,提高电力在终端能源中的比例。因为,在保证相同的能源服务水平的前提下,使用电力这种优质能源最清洁、方便,易于控制、效率最高。如果能将大量分散燃用的化石燃料都高效洁净地转换为电力使用,人们赖以生存的环境和生活质量就会大大改善。

所谓“可持续发展”是指当代的发展应以不损坏子孙后代的环境权益和生活质量为前提。由于人类的活动造成的全球气候变化便是当今世界关注的焦点,由于化石燃料利用产生的二氧化碳等温室效应气体引起的全球变暖的趋势还在发展。另一方面,人口增长和工业发展

能源需求不断增加。目前发展中国家有70%人口(20 亿) 缺电,今后这些地区的能源短缺将更加严重。为了维持当代的发展,化石燃料利用的势头不减。

1 我国电力工业存在的问题

1.1 电力供需矛盾难以根本缓解

按照统计分析、每个国家的人均GDP (国民生产总值) 与人均的能耗有十分密切的相关关系。我国要在二十一世纪中叶达到中等发达国家水平,人均用电水平的增长是不可避免的。人口增长和现代化进程使我国对电力需求不断增加。按照规划,2050 年我国发电装机应超过15 亿千瓦,比现有的装机净增13 亿千瓦以上。按常规的发展摸式几乎不可能达到这个目标。除非寻求新的发展途径。

1.2 有限资源的制约日趋严重

我国去年已成为石油进口国,不能指望靠石油发电。水电可发容量不足3.7 亿千瓦,在相当长的时期内煤炭仍是主要的一次能源。但燃煤生产的环境污染的治理是一个极为困难的问题。此外,煤炭基地资源短缺是我国发展火电的又一重要制约因素。

1.3 治理环境的任务艰巨

更为严峻的问题是环境保护。我国是煤炭生产和消费大国,电力的构成中约有80%是煤炭。一座240 千瓦的火电站,如不加以控制,每小时排放的SO2 达7~12 吨,灰达70~80 吨,渣为150 吨,各类废水100 吨。数字相当客观。中国许多城市的酸雨已成为关注的焦点。中国大气SO2 的平均浓度为0.03ppm,比日本高3 倍,个别地区达到15ppm。酸雨引起森林和农作物破坏、水变质、土壤退化,已成为十分严重的问题。

1.4 对电网可靠性和电能质量要求不断提高

20 世纪电力系统发展的特征常以“大机组、大电网、高电压”来描述。近二十年的世界各国的经验表明,在二十一世纪,这个趋势不会再继续下去。研究表明,机组的单机容量和交流输电电压等级的发展已出现饱和趋势,单机容量120MW 和电压等级800KV 已达到由电网可靠性决定的极限。尽管现代电网的设计运行技术近年取得了长足发展,但仍不能完全避免电网的瓦解事故发生。近几年内,世界上的大电网事故仍有发生,有时还造成了灾难性的后果。1996 年发生的美国西部大停电、马来西亚全国大停电就是例子。另一方面,随着生活现代化的进程,对电力供应的可靠性要求日益提高。因此,输电和配电系统的可靠性已成为规划、设计、运行应考虑的首要因素。

2 电力技术发展趋势预测

2.1 新型发电技术预计会有重大突破

21 世纪被称为可再生能源的世纪,预计可再生能源利用技术、新型发电技术将会有重大突破,其工业应用规模将有大幅度提高。据权威专家估计,到二十一世纪中叶,如果实施强化可再生能源的发展战略,可再生能源可占世界电力市场的3/5,燃料市场的2/5。据预测,太阳能发电,特别是光伏发电(PV)、风力发电、生物质能发电和燃料电池(FuelCell)发电技术,最有希望成为大规模应用的新型发电方式。

2.2 核电可能东山再起并占据重要份额

由于公众对核泄漏的担心等原因,全球核电的发展目前处于低潮。规划核再建的核电站都已大幅度下降,在运行核电站的数量不再增加。但是,核电是一种清洁的发电方式,只要提高安全性,还是有很大吸引力。据规划预计,1991 年至2010 年全球核电仍将以1.3%的年平均增长率增加。随着新型反应堆即固有安全堆的实用化核造价降低,以及快众子增值的堆的商业化,核电技术在二十一世纪有可能东山再起。可控热核聚变在2050 年以后,有可能取得突破。到那时可能最终解决人类能源供应问题。

2.3 能源的高效利用技术将广泛应用

据统计,全世界有66%的能源被白白浪费掉。节约技术将是二十一世纪的重要技术。这些技术包括:联合循环,联电联产,热泵(Heat Pump),高效节能灯,建筑节能技术,电力电子学术,能源效益审计(Energy Auditing and Accounting) 等等,这些技术的广泛应用对节约资源核能源会产生巨大作用。

2.4 蓄能技术会有长足进展

由于大量分布式的电源(燃料电池,太阳能电池) 的应用以及提高电网可靠性核调峰的需要,分散的蓄能系统的重要性日益增加。这种分散的蓄能系统由于近年来电动汽车(EV) 的大规模研究而得到飞速发展。最有希望的是电池蓄能系统(BESS)、飞轮蓄能系统(FWESS) 核超导蓄能系统(SMESS)。

2.5 与环境兼容的能源利用技术日显重要

洁净煤技术(CCT),作为21 世纪能源领域最关键技术之一将会得到长足发展。洁净煤技术可分为洁净煤处理技术(如煤的洗、选,预脱灰处理,煤型,煤的气化、液化,水煤浆) 核洁净煤燃烧(发电)技术(如烟气净化技术,循环流化床,增压循环流化床,整体煤气化联合循环,电子束、短脉冲脱硫硝技术等)。

此外,温室效应气体液化及储存利用技术,降低高压输电线路环境影响的技术,核废料的分离处理及储存技术也会有重要发展。

2.6 电网新技术的应用将引起电网的重要变革

电网运行管理体制近年发生的重要变革和现代社会对电网可靠性的高要求,迫切需要发展新的电网技术。随着电力电子器件(即大功率的电子器件) 的开断能力大幅度提高,这些器件用于电力系统已成为现实。电力电子计划上和现代控制理论在电力系统中应用将导致二十一世纪电力系统的重大变革。

未来的电网新技术包括:灵活的交流输电技术(FACTS) 和新一代直流输电技术,更加有效的电网状态测定和控制技术,现代化大都市供电新技术等等。

光伏技术发展趋势范文第6篇

关键词:结构调整 产业升级 新技术产业

中国经济的基本面与金融危机重灾区国家不同,我们处于工业化、城市化和消费结构升级的发展期,凭中国巨大的内在需求、凭中国金融系统较稳健的状况、凭两万亿美元的外汇储备、凭连年20%以上速度递增的财政能力,以及中国政府对宏观经济的调控能力,我们完全有可能把眼前的危机转化为机遇。把危机转变为机遇,在产业和企业层面最重要的是利用危机的倒逼机制实现结构调整和产业升级。

在基本面尚好的情况下,面对严重的经济下滑,政府政策必须兼顾短期效应和长期效果。就是说,政府以大规模投资抑制经济下滑的措施,必须有利于转变增长方式、促进产业结构升级、增强发展后劲;政府的投资要产生乘数效应,引导和调动企业、包括民营企业投资,防止政府投资的挤出效应;首先启动基础设施投资,风险较小、来得较快、能发挥应急作用,但经济增长必须有稳固的产业增长支柱,重要的是及时发现、培育和尽快启动若干新兴产业,替代增长乏力的领域,形成新的产业投资和消费热点。

一、传统的产业增长支柱正进入调整期

较长时期以来,保持中国经济快速增长的主要是工业,其中钢铁、造船、纺织服装、一般加工组装、家用电器、轻工、有色、建材等产业发挥了较大作用。在这些产业中的持续大规模投资,产业规模迅速扩张、生产能力大多处于过剩状态。在国内需求无法消化的情况下,对外需形成了很强的依赖。市场的急剧紧缩,使产业结构的矛盾充分显现;经历这场危机,过度依赖出口的增长结构也很难再恢复。在国内外部需求减弱的情况下,短时期内,这些产业能维持原有市场规模已实属不易,很难再吸收大量投资和扩大销售。相应地也很难承担起拉动经济增长火车头的作用。必须看到,在金融危机促动下,这类产业已经进入了调整期。而这一调整恰恰是中国工业化发展阶段所必须的,经过一轮大的调整、实现产业升级,才能为新的崛起注入动力。

结构调整和产业升级是一个十分艰难的过程。没有经济驱动力这一过程几乎不可能实现。较长时期以来,快速的经济增长和旺盛的国内外需求掩盖了很多矛盾。经济回落,市场约束增强,两级分化进程加快,形成了强大的结构升级的倒逼机制。使产业和企业在顺利时看不到、想不到、不想做也做不到的事,现在看到了,想到了,也可以做也必须做了。

这一轮调整,主要的是:第一,改变结构性低效率。在很多产业,中国总的生产规模虽然已经很大,但单个企业规模不经济、专业化分工不充分、生产组织方式落后等问题仍然是制约产业竞争力的重要因素。很多产业的生产能力布局分散,长期在低层面处于同类、同档次产品的恶性竞争状态。一些企业主业不突出、辅业占用了大量资源;有些企业大而全、小而全的状况还没有改变;一些企业盲目多元化,背上了沉重的包袱。一些企业达到了一定生产规模,但研发能力、营销能力不匹配,没有取得高效益。提高产业和企业竞争力,客观上需要经过一轮并购重组过程,提高产业集中度;深化专业化分工,优化产业生产组织模式,提高产业整体竞争力。

第二,淘汰落后产能。在需求特别旺盛、生产要素价格扭曲、环境监管不到位和地方保护的情况下,一些企业长期维持拼资源、拼价格、无视环境的生产。中国很多产业的产能是在很低的起点上起步的。单位产出品的能耗、资源消耗、产品质量、污染物排放、生产安全保障等都处于较低的水平。在相对成本上升、环境监管趋严,特别是外部需求萎缩的情况下很多企业已经很难继续生存。此时,对那些落后的生产能力不应再用“输血”的办法实施挽救,而应继续执行能耗、资源消耗标准,严格市场准入;继续加强环境监管,淘汰高污染产能:继续矿产资源等生产要素价税改革,通过市场力量淘汰低效产能。从而促使那些丧失竞争力的企业或抓紧技术改造、或调整经营结构、或转产其他产品,或通过重组将有效资产转让,收回资本。

第三,向产业深度发展,由做大转向做强。钢铁、造船、纺织服装、家电、轻工等领域中的很多产品,我们不仅生产能力世界第一,而且市场占有率也都处于世界最高水平。然而“大而不强”是我们很多产业致命的弱点。例如美国人穿的鞋70%以上是中国企业产生的,日本人穿的衣服75%以上是中国企业做的,在量的扩张上还能有多大空间?但是,在实物量已经做到-极致的同时,我们在价值链上却始终处于低端;在这次金融危机向实体经济传导中,首当其冲的是那些三来一补、两头在外,没有研发能力、没有自主品牌、没有自己营销渠道,完全靠订单“吃饭”的企业。这场危机正逼迫中国众多产业由专注做大转向做强。实际上,中国企业在为他人打工的过程中,不仅掌握了一般加工制造技术和管理能力、有了原始积累,而且了解了所在的产业链分工格局、技术发展趋势、竞争形势,逐渐具备了向产业深度发展的条件。重要的是使企业的软实力与生产规模相适应。为此,企业必须重新审视自己的发展战略,着力提高设计研发能力、实施品牌战略、创新营销模式,向产业链中的高技术含量、高附加值环节延伸,这里对中国企业来说还有无限的空间。

二、培育新的产业增长支柱

我们应当有一个基本的判断,经历这场金融危机,全球经济的增长机制和增长结构都不可能再回归原点;相应地,中国的经济结构和增长结构也不可能再重复过去。这场危机不仅使中国快速增长中长期积累的产业结构的诸多矛盾充分暴露,而且形成了助推产业升级的强大外部力量。

面对危机的形势,可以有两种思路、两种结果。如果为保增长,政策关注点仅仅盯住原有的产业增长支柱,大量使用“输血”的办法挽救那些产能过剩、增长乏力的产业和丧失竞争力企业,力图保持原有的经济增长方式,那么将错失难得的结构调整的时机,为后续的发展埋下隐患。如果抓住时机,加紧传统产业的结构调整;着力培育更具前景的、新一轮经济增长的带头产业,并使其成为新的经济增长支柱,那么危机的形势就将造就技术进步和产业升级的效果,为持续的增长奠定基础。

目前,一些新技术产业的发展前景已经明朗;经多年积累,我们在技术和产业化上已经有了较充分的准备;相应的市场需求不断积累、旺盛的消费前景已依稀可见;加之外部和内部经济驱动力已十分强劲,这些条件为制定和实施产业振兴规划,培育一批新的高技术、高增长产业,实现产业升级创造了

非常有利的形势。例如:

1、在电子信息产业实现新的突破,加快数字化中国建设。我国电子信息产业链完整,规模巨大。2007年增加值占GDP5.27%,到2008年9月电视机拥有量超过4.7亿台、移动电话超过6.2亿部、因特网用户超过2亿家。在第三代无线通信(3G)、三网合一、地面高清电视、手机电视等信息领域我们已经完成了大量前期技术准备,正处于升级突破、跨入世界先进行列重要的临界点。如果国家及时启动这些领域的产业化进程,不仅可以引导每年几千亿的企业投资和几千亿的居民消费,而且可以以此为切入点,加快国家数字化、信息化、网络化进程,跃入世界先进行列。

2、在能源需求放缓的时候,加大超超临界高效火电站建设,积极发展核电、适度发展风电、光伏电源;大力发展节能技术、推广节能产品;大力开发先进环保产品,加快重要环保设施建设。这不仅可以构成每年几千亿的社会投资和消费,而且有利于改变能源结构、提高能源效率、改善生态环境,为可持续发展提供支撑。

3、选择一些城市进行新能源汽车示范工程。就传统汽车动力,我们与国外有很大差距;但就油电混合动力、全电动等新能源汽车而言,差距却没有那么大。在科技部组织推动下,有自主知识产权的新能源汽车在奥运会已有部分试用。目前中国高能动力电池达到了国际水平,成了中国的一个强项,每年已有批量动力电池和全电动汽车出口。比亚迪双模混合动力汽车、哈飞全电动汽车等今年将上市。迹象表明,中国汽车产业存量包袱相对较小,在汽车新动力方面有可能实现一次超越。

新兴产业的振兴需要有国家政策的支持:

1、新一轮经济增长的带头产业应具备几个条件。一是具有先导性,体现技术和产业发展趋势,通过努力可以进入世界先进行列;二是能形成较长时期、较大规模的最终消费;三是有较大的产业规模,产业链长、带动能力强;四是产业化条件比较成熟,具备立即启动的条件。

2、一些重要新技术产业化的一个前提,是制定国家标准或选择国际标准,为产业链各个环节提供规制和接口。如地面数字/高清电视国家标准已于2006年颁布,3G系统TD,SCDMA标准已经经过近一年的商业使用,第三代移动通讯已向运营商发牌、手机电视国家标准评审工作已经结束,等待后续工作。混合动力汽车和全电动汽车也必须有相关标准的支撑。

3、打破垄断和分割,为新兴产业发展消除体制障碍。如三网合一、手机电视、新能源汽车等产业化和大规模应用都涉及按传统分工的壁垒和障碍。要加快改革,完善政企分开、政事分开、政监分离的管理体制,打破部门利益,加强国家层面的统一领导和协调,消除新兴产业在跨政府部门、跨行业、跨地区领域发展的体制障碍。

4、推进体制机制创新,扩大民间投资准入领域。政府投资来得快,对抑制经济快速下滑有重要作用,但要防止“挤出效应”。以政府有限投资调动和引导企业投资,特别是民间投资是恢复经济增长的基础。民营资本有很高的投资热情,除国家规定禁止进入的领域外都应允许民间资本公平地进入。

5、制定和实施产业支持政策。一些高新技术在产业化初期处于弱势,离开国家的政策支持难以快速成长。应进一步落实国家科技发展纲要配套政策,特别是有关科技投入、税收激励、政府采购等政策。

面对全球性的经济灾难,一些产业想以“冬眠”的姿态“挺”过去、或仅从战术角度设法“应对”、或束手等待国家“救援”,这些都过于消极了。重要的是要对形势有清醒判断,以前瞻性思维、以进取的姿态,发现机遇、利用机遇、实现超越。他人自顾不暇,为我国产业和企业的快速追赶、缩短差距,甚至后来居上提供了机会。经历这场金融危机,如果传统产业能完成一次大的调整,并实现结构升级;如果能成长出一批新兴产业,大大缩短与先进国家的差距,并成为新的产业增长支柱,那么我们就将成为这场金融危机的一个赢家。

光伏技术发展趋势范文第7篇

“十一五”以来,随着江苏省现代制造业的迅猛发展和精密加工技术的普及,企业对现代制造技术高技能人才的需求日益迫切。在2010年和2011年公布的江苏省紧缺型职业(工种)参考目录中,数控技术应用专业所对应的主要就业工种数控车、数控铣、加工中心等精密数控设备操作人员均在列。地方经济及行业企业对数控专业不断更新的用人需求,要求职业学校在专业建设、人才培养上形成适应社会、企业需要的专业课程链路与课程教学设计。

二、调研形式与内容

(一)调研思路

本次调研依托数控技术应用重点专业建设协作组开展,数控技术应用专业协作组于2011年7月成立,共有无锡机电高等职业技术学校、常州刘国钧高等职业技术学校、溧阳中等专业学校、泰州机电高等职业技术学校、盐城机电高等职业技术学校、盐城高级技工学校、镇江高等职业技术学校、宜兴中等专业学校、常熟中等专业学校、仪征工业学校、江都中等专业学校、丰县中等专业学校、淮安中等专业学校、江苏交通技校、无锡高级技工学校、徐州高级技工学校、南京高级技工学校、泰兴中等专业学校、常州高级技工学校19所学校参加,地域覆盖苏南、苏中、苏北,均为当地的骨干职业学校。本次调研覆盖了19所成员学校所在区域。

(二)调研内容、方式及对象

1.行业发展调研

方法:资料查阅为主,访谈交流为辅。

内容:行业发展规划要求,区域经济发展的“十二五”规划,行业发展现状,区域经济增长方式变化,人才结构现状及需求,中高等职业教育供求状况,行业文化、职业素养状况。

2.企业调研

方法:问卷调查法为主,交流访谈为辅。

企业类型为各类规模的国企、私企、外企;既有技术密集型也有劳动密集型。

内容:企业的人才结构类型及人才需求,企业劳动组织的变化(流水线还是岗位轮换等),企业技术变化(常用的设备、制造的工艺等),产品制造、销售和服务等运营方式的变化,企业的岗位设置,岗位对知识和技能的要求,岗位对职业素养的要求,岗位对应的职业资格要求。

3.学校调研(近3年情况)

方法:问卷调查法为主,交流访谈为辅。

内容:现行专业人才培养方案,现行专业人才培养方案课程结构比例、执行情况,现行专业人才培养方案存在的问题,企业对现行人才培养方案的建议,本专业校内实训基地主要设备及台套数,毕业生主要就业岗位,学生生源(来源、数量、录取分数),毕业生升学的比例。

4.毕业生调研

方法:问卷调查法为主,交流访谈为辅。

内容:毕业后的岗位,从事岗位的知识和技能需求,所学课程的应用情况(如课程开设必要性),毕业生继续教育的需求,毕业生继续教育的难点。

三、调研分析

(一)江苏省装备制造业发展现状

1.规模效益快速提升。“十一五”以来,江苏省装备制造业发展步伐明显加快。“十一五”期间,全省装备制造业销售收入、利税年均增速分别达到26.8%和38%,远高于全省工业经济平均增速,占全省工业经济比重年均提高约1.3个百分点。

2.产业结构持续优化。通过组织实施国家、省装备制造业调整和振兴规划纲要,推进一批重大项目建设,全省装备制造业结构调整步伐明显加快。2010年,全省高端装备制造业实现销售收入达5300亿元,增速超过40%,新型电力装备、汽车、船舶与海洋工程装备、工程机械等产业链规模超千亿元,轨道交通装备、航空航天装备、节能环保装备、高档数控机床、智能自动化设备等一批新兴装备迅速崛起,产业链门类和体系逐步完善,上下游配套能力不断增强,协同发展水平明显提高。

3.优势产品地位突出。“十一五”期间,江苏省装备产品的市场占有率和影响力大幅提升。起重机械、高空作业车等工程机械产品的国内市场占有率排位第一;城轨和动车牵引制动系统、车辆和门系统、通信与信号控制系统、售检票系统、内装饰等轨道交通装备,交流电动机、变压器、电力电缆、光缆、光伏电池等新型电力设备的产量居全国首位;水处理等环保设备的研发制造能力处于国内领先水平,装备总量已占全国1/3。全省船舶制造完工量达到2300万载重吨,约占全国35%。超高压钢化玻璃绝缘子、精密模具、高档数控机床功能部件、高档核电阀门、大型风电铸件等一大批关键零部件国内市场占有率继续保持领先。

4.创新能力稳步提高。全行业加快以企业为主体的自主创新体系建设,加大技术进步投入力度,现已建立国家级企业技术中心23家,省级企业技术中心249家,分别占全省国家级和省级企业技术中心总数的50%和45.3%。通过不断加强自主创新,研制开发了一大批国内首台(套)重大装备及关键部件,大型自升式海洋钻井平台、±800千伏直流电子互感器、超高压数控万能水切割机、大吨位架桥机、高效柔性节能汽车装配物料输送系统、宽体大运量新型地铁列车、千吨级全地面起重机、低温余热汽轮发电机组、大型风电用硬齿面齿轮、新一代电控共轨燃油喷射系统等产品的质量标准达到国际先进水平。

5.集聚发展态势明显。“十一五”期间,大批装备制造企业向开发区、工业园区集中,提高了产业集聚度,形成了一批示范带动作用较强的先进装备集聚区,先后创建了徐州工程机械、南通船舶与海洋工程、宜兴环保装备3个国家级新型工业化产业示范基地,以及张家港石化装备、扬中电力电器、江阴节能装备、建湖石油装备等17个省级新型工业化产业示范基地,占省级示范基地总数的1/2。同时,培育发展了常州农机制造、宜兴电线电缆、苏州精密仪器仪表制造、昆山模具制造、扬州压力机床制造等一批百亿级特色产业集群。

(二)行业企业的人才结构现状和对高技能人才需求分析

1.人才结构分析

数控机床等机电一体化设备在企业的大量使用,一方面极大地提高了企业的生产效率,另一方面如何提高这些机电一体化设备的完好率和利用率又成为当前企业所面临的迫切问题。

根据江苏省“十二五”规划,2011~2015年间,江苏省将实施高技能人才工程,培养高技能人才100万,以适应产业发展需要。目前高级技能人才总量不足,生产、管理、服务一线的高级技术技能型人才严重匮乏,尤其是数控技术专业等技术含量高的岗位紧缺高技能人才,严重影响江苏省相关企业的产品质量和市场竞争能力,成为制约江苏省现代制造业基地建设和社会经济发展的一大瓶颈。

“十二五”期间,我省制造业要按照“合理布局、放大总量、优化结构、提升产业”发展规划,对高技能人才的数量、结构、规格、素质等要素提出新的要求。高科技、高质量、高效能将成为未来企业的基本特征,新产品的制造将会依赖于新技术、新设备、新工艺的运用。技能人才的技能适应性也必须从简单工种到复杂工种、从单一工种到交叉复合工种、从单一的机械化到机电一体化、从手工操作到计算机程序自动控制。随着一流先进设备的引进,如加工中心、数控车床等,要求技能人才具有一岗多职、一专多能的综合能力,如计算机操作技能、工艺设备能力、CAD/CAM操作技术、外语水平等。

2.人才需求分析

调查情况表明,数控技术人才今后还会有较大需求,高层次技术人才将成为各企业争夺的对象。根据制造业高技能人才需求与缺口分析,数控技术人才培养任务基本依托各地区职业学校来实施完成。以下是调研显示的数控技术人才各类素质要求:

(1)职业素质方面:“重要性”在95%以上的有团队协作、身体素质、道德品质、学习能力、吃苦精神、工作条理性、奉献精神。

(2)能力结构方面

(3)专业知识结构方面

(4)专业技能结构方面

(三)数控技术专业学生就业情况分析

数控技术专业就业岗位主要为数控机床操作岗位、机械工艺岗位、数控加工程序编制岗位、数控机床装调维修岗位、通用机床操作岗位及其他等6个类别。

1.数控机床操作岗位。主要有数控钻工、数控车工、数控铣工、数控镗工、数控磨工、加工中心操作工、电火花工、线切割工、数控冲工。

2.机械工艺岗位。面向机械加工的工艺设计、工艺实施、工艺管理等生产一线岗位。

3.数控加工程序编制岗位。面向生产过程中的手工编程及实施、面向生产过程的CAD/CAM、逆向加工编程、编程的前期造型、面向数控机床购置用户的加工程序编制及调试的岗位。

4.数控机床装调维修岗位。面向制造数控机床企业中的数控机床机械装调、电气装调、机电联调的岗位;面向数控机床使用企业中的数控机床机械维修、电气维修的岗位。

5.通用机床操作岗位。操作通用机床从事零件加工的岗位,包括钻工、车工、铣工、镗工、磨工、制齿工。

6.其他。有机械维修、机械产品销售、采购等。

大多数企业要求数控技术专业毕业生数控车或数控铣应达到中级工或以上技能,随着从业时间延长,数控机床操作岗位占比明显下降,机械工艺岗位占比明显上升。

(四)职业分析和教学分析

四、调研建议

(一)人才培养目标定位

本专业培养掌握数控加工现代制造技术必备的基础理论、专门知识和相关设备的操作技能,具有较强的实践能力,德智体美全面发展,适应企业生产需要,面向数控设备操作、数控程序编制、加工质量检验、现场技术服务一线的应用型高技能人才。

(二)课程设置

课程设置应以就业为导向,以能力为本位,以培养学生的综合职业素质和服务能力为宗旨,以“够用为度,兼顾发展”为出发点安排文化基础课,以培养学生扎实的专业基础知识和专业基础技能为目标,调整专业理论课和专业技能实验实习课的比例,加大技能培训的比例,建立以项目课程为主体的模块化的多层次、多类型、多方向的专业课程体系。

本专业的课程设置为必修课(含公共课和专业基础课)、限选课(含专业课和实践课)、任选课(含公共任选课和专业任选课)三部分。

1.必修课:公共课有政治、体育、语文、数学、英语、计算机应用基础、技术物理。专业基础课程有机械制图及CAD技术基础、机械制造技术基础、电工电子技术基础、机械设计技术基础。

2.限选课:专业课有机床数控技术基础、数控加工工艺基础、机床电气控制基础、质量管理等。实践课有钳工操作、车工实习、数控编程及操作、数控操作(中级/高级)、CAD/CAM综合应用技术、数控系统与原理等。

(三)对教学模式改革的建议

扩大理实一体化课程的开设比例,改革现有的教学评价体系,探索综合性教学评价方式,探索“学分制”的教学管理模式。根据行业技术发展趋势,在教学中及时引进先进制造技术,有效地培养学生创新意识和可持续发展的能力。

(四)对专业师资配置及任职要求的建议

光伏技术发展趋势范文第8篇

按照2007年8月公布的《可再生能源中长期发展规划》,到2010年,我国风电总装机容量将达到500万kW,2020年将达到3000万kW。从目前的发展态势看,今年内我国就将提前完成2010年的规划目标。几年之后,我国有望超过目前风电装机规模约200万kW的德国,成为世界风电第一大国。

正是看到中国风能产业建设中隐藏的巨大商机,在日前召开的第五届亚洲风能大会暨国际风能设备展览会上,国内外风能专家眼中的话题也同样围绕着中国而展开。

在大会发言中,国家能源领导小组办公室综合组周喜安司长表示,我国下一步将重点加快百万kW风电场的建设,同时建设甘肃河西走廊、苏北沿海和内蒙古3个千万kW级风电基地,打造“风电三峡工程”。

“今年底我国国内风电的装机规模将突破1000万kW,两年后将超过2000万kW,我国不久将成为世界最大的风力发电国家。”周喜安说。

数据显示,截至2007年底,中国已累计建成100多个风电场,分布在22个省、市、自治区,装机容量已超过600万kW,居世界第5位,在建的风电装机容量为420万kW。

我国陆地加近海有15亿kW以上的风力资源。其中,陆地10m以内风力资源为2.53亿kW,陆上杆塔高度100m内可利用风能则高达7亿kW。根据7亿kW的风力资源,在陆地建3~4亿kW的风电是完全有资源保障的。

原国家能源部部长黄毅诚表示,在陆地上大规模建设风电,不仅可以帮助我国减少二氧化碳排放,而且可以起到减缓西北风力的作用。特别是在西北地区的大风口大规模建设风电,既可以大量增加电力,又可以缓解北方地区冬春季节的扬沙和浮尘天气。

全球风电产业看重中国风电市场作为最为清洁的能源之一,风电无疑是可再生能源中最具竞争力的能源之一,也被广泛认为是最有发展前途的能源之一。面对中国未来1O年数亿kW的广阔风电市场,国外风电巨头在中国风电设备商无法掌握核心技术的情况下,加紧了“圈地”步伐。

利用可再生新能源在我国呈现出快速发展势头

2008年上半年,国际原油价格上涨了60%,煤炭价格翻了一倍还多,就在这些传统能源制约经济发展的时候,开发、利用可再生的新能源在我国呈现出快速发展势头。

这几天,在山东即墨海边的大管岛村,村民满福英家里又添了新电器。

山东即墨市鳌山卫镇大管岛村村民满福英说:以前晚上没电就点蜡烛,现在有电了,电器都有了,DVD机、电话、彩电、冰箱,这些都使上了。

让村民们享受现代生活的电,就来源于无穷无尽的海风、海潮和每天都升起的太阳。

这里就是大管岛村的配电房,我们在这里看到,里面有很多蓄电池,还有变压器等设备,来自外面太阳能和风能的电源在这里被储存,然后经过交直流转换后,就可以供全村百姓使用了。

电工廉守满告诉记者,以前岛上用柴油发电,每天只能供应3个小时,现在用上了新能源,既省钱又环保。

如今,无论在沿海地区,还是在西北戈壁和草原,到处都能看到这些迎风展翅的巨型扇叶,由于采用了最新的互联网远程监控系统,一个年收入上亿元的风电场只要几个人管理就能正常运转。此外,垃圾发电、秸杆发电也在各地加快了产业化步伐,这些都与国家的鼓励扶持密不可分。

国家发改委能源研究所研究员周大地说:(国家)对可再生能源发电采取了全网强制性接收的政策,另外,可再生能源发电上网电价普遍要比煤电上网电价高很多,大约60%左右。

目前,我国光伏电池产量和出口均居世界第一;太阳能集热面积超过1.2亿平方米,沼气用户超过3000万户,居世界前列。到今年底,我国风电装机容量将突破1000万kW,提前两年完成“十一五”规划。

中广核集团将在沪建核电技术研发基地

中国广东核电集团旗下的上海中广核工程科技有限公司将在闵行区紫竹科技园区内建一个核电技术产业研发基地,土地出让合同签字仪式昨天举行。

中广核集团此番计划投资5.5亿元建立的核电技术产业研发基地,将由研发办公大楼,产业化中心。设备成套及采购中心、配套支持中心、地下辅助设施及停车库等构成,标志着中广核集团在华东地区的发展又迈出了关键一步。

风电并网依然是世界性难题专家提出“直供”理论

发展风能,可解电能之需;并不了网,风电因送不出又可能“消化不良”。2008年7月5―6日,全国20多位院士、专家在南京举行的国家重点基础研究发展计划(“973计划”)项目工作会上,就解决上述问题,提出了大规模非并网风电的多条路径。

(1)全球风电“爆发式发展”

“现在,风电呈现爆发式发展,比预期的要快”。中国风能协会副理事长施鹏飞介绍,不久前,千万千瓦风电基地在甘肃完成规划,江苏的千万千瓦风电基地也已提上日程。到目前为止,已有3个百万千瓦基地获得审批,接着又要做内蒙的千万千瓦基地。

去年年底,全国风电总装机达605万kW,今年还有400万kW等待安装。根据中国可再生能源工业协会预测,到2015年,全国风电总装机要超过5000万kW。与此同时,国外风电也大干快上。在美国,风能装机容量仅次于天然气,连续三年领先世界;欧盟将风能当作新能源领头羊,风电占了新发电装机的四成。到今年4月底,世界风能总发电装机达到10000万kW。

(2)并网“硬约束”依然是世界性难题

由于风电和煤电的种种属性差异,风电的并网至今仍是世界性难题。并不了网,风能转化成的电能就很难真正成为社会生产和人民生活需要的能源。施鹏飞表示,我国的风电已有很大规模,电网制约的矛盾也更加突出。比如,甘肃的千万千瓦基地,按现有电力负荷,当地肯定无法消化。江苏电网很强,但一旦千万千瓦风电规模形成,也会有很多问题。此外,爆发式发展还可能带来质量控制问题,北京一个风电场,火车开过,三相电流就出了问题,这是大家想不到的。长期从事能源动力学研究的中国工程院院士、中国动力工程学会副理事长倪维斗表示,现在的千万千瓦风电场,即便研制出了风机,当地电网、输送电设施等都是问题。而要加强电网网架,又将使风电成本进一步提高。

(3)风电“直供”大有用武之地

风电并网难如何化解?省宏观经济研究院院长、“973”大规模非并网风电项目首席科学家顾为东提出了非并网风电理论,将风电直接供给电解铝、氯碱等高耗能行业,就地发挥作用。

该理论得到国内外业界高度重视,国家科技部将此项目列为国家重点基础研究发展计划,由南京航空航天大学、清华大学、中国科学院、东北大学、防化研究院、江苏省宏观经济研究院组成研究团队, 主攻非并网风电系统海水淡化等高能耗行业的应用。目前,包括风电对电解槽的影响、海水淡化新技术过程机理、新型风轮,电机研制等8个课题组攻关进展顺利,申请专利19项,其中1项国际发明专利。

专家们研究风电“直供”的领域正不断拓宽。在倪维斗看来,我国不少煤化工企业在利用煤炭做酒精、二甲醚等,但生产一吨甲醇要排放2―3吨二氧化碳、消耗10―12吨水。如果采用非并网风电电解,将水变成氢和氧,用氧气帮助气化,最终就能使一份煤变成两份甲醇,并且减少了二氧化碳排放。现在的关键是锁定技术路线。

将风电用于动力电池充电,是杨裕生探索的课题。他说,用非并网风电给电动车充电,不仅使风电有了新出路,还可以大量节约汽柴油。“快速发展的电动车,可消化上亿千瓦风电”。

甘肃投资170亿发展风电

由中国国电龙源电力集团公司、甘肃省电力投资集团公司共同投资170亿元联合开发建设的玉门昌马100万kW,安西100万kW风电场项目,近日正式签约,标志着甘肃省风能利用开始迈出更大步伐。

风能是可再生、无污染的清洁能源,而甘肃省风能总储备居全国第五位,可开发利用的风能资源总量为1950万kW。

经初步测算,玉门昌马100万kW风电场项目及安西100万kw风电场项目年满发电小时数分别可达2320h和2400h,预计工程总投资人民币约170亿元,工程建成后年发电量可达47亿kW・h,每年可节约标准煤186万吨,减少二氧化碳大气排放量560万吨。

电网与清洁能源技术论坛在西安成功举行

为进一步贯彻落实国家“建设环境友好型、资源节约型社会”的要求,促进电网和清洁能源发展,7月26~27日由西北电网公司主办的“2008年电网与清洁能源技术论坛”在西安成功举行。本次论坛突出“建设坚强电网,奉献清洁能源,构建和谐社会”的主题,深入探讨电网与清洁能源开发利用方面的新技术,广泛交流国内外风电开发与利用研究最新成果,促进西北大规模风电建设,实现全国能源资源优化配置。

本次论坛得到了各级领导的高度重视,原国家能源部部长黄毅诚为论坛题词,陕西省副省长吴登昌,国家发改委能源局副局长吴贵辉、国家电网公司发展策划部副主任刘开俊出席论坛并讲话,西北电网公司董事长陈峰发表《建设西北坚强送端电网推动清洁能源又好又快发展》的主题演讲。中国工程院院士、中国资源利用协会、中国风能协会、中国气象局国家气候中心、中国电力科学研究院,西安交通大学、国际埃森哲咨询公司等单位的专家教授在论坛上做专题报告。来自全国各地电网和清洁能源方面的专家,学者,技术工作者和相关企业代表260余人参加了论坛。

吴登昌代表陕西省政府对本次论坛的开幕表示热烈的祝贺。吴登昌指出,推动清洁能源发展。是国家能源发展的基本趋势。陕西煤炭资源丰富,是我国西煤东送、西电东送的重要基地,我们将大力发展煤电一体化产业,加快发展750kV超高压电网,实现煤炭资源就地转化,依托750kV电网将清洁电能向东部地区大规模输送,实现西部资源在全国的优化配置,促进陕西资源节约和环境保护,推动区域经济协调发展。

保定天威1000MVA特高压交流变压器成功通过全部型式试验

2008年7月16日,由我国自主设计、自主制造的1000kV、1000MVA特高压交流变压器在保定成功通过全部试验,标志着我国特高压交流设备的国产化研制取得关键突破、电工装备制造业的自主创新取得重大进展。

该产品由保定天威保变电气股份有限公司为特高压交流试验示范工程研制。试验结果表明,产品的电气、机械和热性能优异,绝缘耐受能力和局部放电、温升及噪声等关键指标达到了国际变压器同类产品的最高水平。

2005年以来,在国家电网公司的组织下,天威保变以一次试验成功、一次投运成功、长期安全运行为目标,坚持安全可靠的基本原则,坚持开放式创新的技术路线,会同国内专家和国外咨询单位,经过反复比选、反复论证和反复优化,确定了产品的设计方案。在制造阶段,坚持高标准、严要求,以一流精品为目标,对工艺质量进行了十分严格的控制。此次试验的圆满成功,说明天威保变的创新能力和制造水平已跨上了新的台阶。

国家电网公司特高压建设部、国家电网公司特邀专家组、国网交流工程建设有限公司、国网运行有限公司、中国电力科学研究院、山西省电力科学研究院、国网电力科学研究院。意大利CESI公司等单位的专家及代表全程见证了试验。

我国首台特高压交流变压器通过关键绝缘性能试验考核

2008年6月30日O时20分,我国首台,也是世界首台1000kV、1000MVA单体式特高压交流变压器在特变电工沈阳变压器集团有限公司顺利通过带局部放电测量的长时感应电压试验(ACLD)的考核。

此前该产品已顺利通过常规项目试验和操作冲击,雷电冲击试验的考核,至此,该产品的关键绝缘性能已通过严格试验验证,我国特高压交流变压器的研制取得重大突破。

此次绝缘性能试验的成功是在国家电网公司领导高度重视、特高压建设部精心组织和周密部署以及特变电工沈变公司的大力配合下取得的突破性进展,充分验证和肯定了产品关键绝缘性能,为圆满完成特高压交流变压器全部型式试验提供了重要的技术保障。

国家电网公司特高压建设部,国网运行有限公司、国网交流工程建设有限公司、国家电网公司特邀专家组、国网电力科学研究院、中国电力科学研究院、意大利CESI公司、以及特变电工沈变公司等单位的领导、专家及代表共同见证了特高压交流变压器的关键绝缘试验。

西开电气800kV开关设备新产品通过中机联鉴定

2008年6月14日,中国机械工业联合会委托陕西省机械行业及陕西省电力公司组织专家,在西安对“西开电气公司自主研发的800kV开关设备新产品”进行了鉴定。来自中机联、国家发改委、国务院三峡办、国家电网公司、南方电网公司、清华大学、西安交通大学以及陕西省科技厅、西安市科技局等18个单位的30余位领导、专家参加了此次新产品鉴定,中机联特别顾问陆燕荪、国家发改委重大技术装备协调办公室李冶司长、国务院三峡办李秦副司长以及西电集团总经理张雅林等领导出席了本次会议。

与会的专家和领导认真审查了该公司提交的新产品参考资料,同时,听取了该公司副经理张猛对新产品主要技术参数、研况、型式试验,产品的创新点、技术成果以及生产业绩等方面的汇报。经鉴定认为,产品图样和技术文件完整,正确、统一,符合国家相关标准和企业标准的要求:并且该产品为自主研发、拥有完全自主知识产权,产品结构先进、性能优越、检测手段完备,具备批量生产的条件。主要技术上 均有重大突破,处于国内领先、国际先进水平。

中天OPPC通过中电联鉴定

近日,由中天日立光缆有限公司研制的光纤复合架空相线(0PPC)在北京通过了中国电力企业联合会主持的产品鉴定。鉴定委员会由国网北京电力建设研究院、国网交流建设有限公司、上海电缆研究所、中国电力科学研究院、中国电力工程顾问集团公司、国网信通公司。华东电力设计院、中南电力设计院、电力工业材料部件质量检验测试中心、黑龙江省电力公司、广东电网公司、浙江省电力试验研究院等单位的13位专家组成,国网北京电力建设研究院副局级研究员尤传永教授级高工任主任委员。

鉴定委员会首先听取了产品研制总结报告、检测和使用情况报告,审查了鉴定资料并进行了样品检测,经认真讨论认为,公司研制开发的OPPC产品,结构合理,性能良好,能实现输电和通信的双重功能,并在OPPC绞制工艺等方面有所创新:产品经国网北京电力建设研究院进行型式试验,并经鉴定委员会测试组对样品检测,各项性能指标均符合国家有关标准及企业标准的规定;公司通过了ISO 9001:2000质量管理体系和ISO14001:2004环境管理体系认证,生产设备、工装及检测设备完善,能满足批量生产要求。

鉴定委员会认为,中天日立光缆有限公司研制的光纤复合架空相线(OPPC)产品总体上达到国际先进水平。

鉴定委员会建议,公司进一步跟踪国内外该领域的技术发展趋势,为我国电力和通信事业做出更大的贡献。

中国首台1100kV高压变电设备研制成功

由中国西电集团和瑞士ABB公司联合开发、合作生产的1100kVH-GIS开关设备,日前在中国西电集团研制生产成功并实现发运。这是中国生产的首台特高压设备,也是目前世界上最高电压等级的输电设备。

西电集团是中国输变电装备业的“龙头”企业。2007年,中国西电集团承担了1100kV晋东南―南阳―荆门特高压交流试验示范工程的成套输变电设备的制造任务。这次研制生产成功并发运的1100kVH-GIS开关设备,将用于荆门变电站。

晋东南―南阳―荆门1100kV高压输电线路,是中国首条特高压交流设备示范工程。为搞好成套输变电设备的制造任务,中国西电集团统一部署,对特高压交流试验示范工程用的特高压隔离开关、电抗器、电容套管、避雷器、电容式电压互感器以及特高压支柱绝缘子和无机粘接大瓷套设备研制重点攻关,为特高压设备的研制成功提供了保证。

世界首台±800kV干式平波电抗器研制成功

2008年6月5日,特变电工沈变公司为南方电网公司云南至广东首条±800kV特高压直流输电工程完成无线电干扰试验,至此,该产品完成所有试验项目,一次试验合格。这是特变电工沈变特高压产品研制工作取得的又一重大成绩,标志着沈变公司通过自主创新,用“再造行业第一”的实际行动又一次为我国重大装备制造业振兴和创新型国家建设作出了新贡献。

高达20m的±800kV干式平波电抗器采用优化设计,保证了产品在工作电压下绝缘性能的可靠性,运行免维护、抗地震强度高、低噪声。低损耗、低局放、无局部过热、表面具有优良的憎水性和耐紫外线’性能等优越性能,形成多项创新专利,并为未来产品研制和行业技术进步积累了宝贵经验。世界首台±800kV干式平波电抗器的成功研制,使特变电工沈变公司全面承接的国家“十一五”重大科技攻关项目中输变电领域的课题研制工作得到进一步推进,为企业下一步完成±800kV直流换流变压器研制工作奠定了基础。

我国成功研制出百万千瓦级压水堆核电厂用电机

南阳防爆集团公司和核工业第二研究设计院联合研制百万千瓦级压水堆核电厂用电机取得成功,该产品填补了国内空白,中国由此成为继法国、英国之后,第三个能生产该系列电机的国家。

南阳防爆集团公司和核工业第二研究设计院从2006年6月开始合作研发百万千瓦级压水堆核电厂用电机,核电厂YHD型1E级(K1、K3类)系列电机今年4月份通过了中国核工业集团公司在南阳召开的产品鉴定会,该产品性能达到国际先进水平,表明我国已经具备核级电机设备国产化能力。

南阳防爆集团公司是河南省重要的配套单位,近年来该公司自主创新能力不断提高,填补了我国防爆电机的多项空白。百万千瓦级压水堆核电厂用电机的研制成功,使南阳防爆集团公司占据了国内乃至国际核级电机技术的制高点,为核电设备国产化作出了重要贡献,该公司已成为国际上能进入核岛内(K1类)电机的潜在供应商。

全球第一根1100kV特高压导体在中国诞生

日前从西安经开区获悉:位于该区草滩生态园的陕西中秦电力设备有限公司成功生产出全球第一根110kV特高压导体,受到业界高度关注。相关人士称,1100kV等级输变电设备的研制成功,在我国电力事业发展中具有里程碑意义。

在输变电工程中,800kV以上的电压等级被称为特高压。目前,800kV电压等级在世界上只有日本、俄罗斯试制成功,意大利还在试验当中。据了解,我国西电公司已成功研制了800kV TGCB(罐式断路器)和800kV GIS,产品已投入兰州东800kV站使用。这项技术处于国内领先、国际先进水平,并拥有完全自主知识产权。陕西中秦电力设备制造有限公司是西电公司承担800kV输变电工程项目中导电杆的唯一专业供应商,也是提供其他(1 10-1100kV)导体类、屏蔽类及壳体类关键部件的主要配套供应商。

为满足“北电南送”需要,国务院国家电网公司给西电公司下达晋东南―南阳―荆门1100kV等级输变电设备的研制任务,由西电公司和ABB公司承担,西电公司拥有绝对知识产权。公司在800kV特高压的基础上,又进一步提高技术精度和要求。从工艺到制造,每一个细节都进行了深入的分析、讨论,对有可能出现的问题,进行了预见性分析解决,争取工艺不出纰漏和差错。每道工序严格把关,数据测量精准,各方面工作都力争做到最好。加工生产1100kV的任务由中秦电力设备制造有限公司承担,世界上第一根1100kV特高压导体最终在该公司成功下线,经检测各项指标均达到要求。

浅析国内外空气断路器差距分析

近十年来,我国空气断路器制造业得到了很大的发展,在产品的数量、档次、质量上基本能满足国内低压电网的需求,其主要产品有万能式和塑壳式两大类。

目前,我国生产的万能式空气断路器有DW15、DWX15、DW16、DW17、DW45、DW47,DW48等系列产品,塑壳式空气断路器有DE20、CW1、S等系列产品。

我国加入WTO后,国外产品陆续进入国内市场,比较有代表性的有法国、美国、 德国、瑞士,日本等国家的产品,这些国家产品的主要技术性能代表了当代空气断路器产品的最高水平。

新一代产品的短路分断难能力指标已经很高,可以说比实际需要高出很多。100~150kA的短路电流不可能在实际中应用,已成为一种商业竞争指标。从保护形式看,大部分产品已经实现智能化,保护功能已很完善,可满足各种使用要求。先进的断路器产品大都可带通讯接口,支持各种现场总线。近两年来在德国汉诺威工业博览会上所反映出来的情况也大致如此,较有特色的产品是施耐德公司NT16N1型产品,其额定电流1600A,外形尺寸是目前国际上公布的相同电流等级万能式断路器中壳架尺寸最小的,但短路分断能力也只有42kA(400V)。西门子公司的SentronWL万能式断路器的特点是系列全,具有三个壳架等级,各自成整体独立结构(不采用相极拼装式),从而缩小了大电流(6300A)等级的形式尺寸,并提高了产品的可靠性。

从国外断路器的发展来看,值得国内企业借鉴的方面有以下几点:

(1)提高断路器的Ics,力求Icu=Ics。用户一般认可Ics,不接受Icu来选用断路器。从制造厂来看,Icu和Ics二者相等,可简化试验,减少试验品数量。这对我国断路器生产厂家数量较多的实际情况更有经济意义。要使Icu=Ics,应提高Ics值。这需要从两个方面考虑:一是改进灭弧系统,减少触头烧伤。二是研制抗磨损触头材料,要求触头材料在承受三次大短路分断能力试验后接触电阻稳定。

(2)减小外形尺寸。减小外形尺寸就是提高了产品的经济指标,不论是万能式还是塑壳式断路器均应如此。如今缩小大容量(6300A)断路器宽度具有重要意义,采用各壳架等级独立结构(不采用相极拼装)是缩小宽度的有效措施。

(3)塑壳式断路器宜开发1600A以下的产品。从各国发展的情况来看,重点应发展800A以下的塑壳式断路器,制造好双金属热磁式塑壳式断路器至关重要,这种产品结构简单,价格便宜,很受到用户的欢迎。

(4)万能式断路器和大容量(400A以上)塑壳式断路器应发展智能型产品,带通讯接口支持各种现场总线,以满足现代配电自动化的要求。

我国首台(套)百万伏组合电器在豫诞生