導(dǎo)語：如何才能寫好一篇光電一體化技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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中圖分類號：F426.61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）41-0150-02

一、前景廣闊，引領(lǐng)方向

1.1 高速鐵路在當(dāng)代中國社會(huì)的快速發(fā)展

鐵路是人類發(fā)明的首項(xiàng)公共交通工具，在十九世紀(jì)初期在英國出現(xiàn)。在20世紀(jì)初前期，當(dāng)時(shí)火車“最高速率”超過時(shí)速200公里者寥寥無幾。直到1964年日本的東京-名古屋-京都-大阪的東海道新干線，營運(yùn)速度每小時(shí)271公里，營運(yùn)最高時(shí)速300公里。

從90年代開始，亞洲（韓國、中國臺灣、中國）、北美洲（美國）、澳洲（澳大利亞）世界范圍內(nèi)掀起了建設(shè)高速鐵路的熱潮。主要體現(xiàn)在：一是修建高速鐵路得到了各國政府的大力支持，一般都有了全國性的整體修建規(guī)劃，并按照規(guī)劃逐步實(shí)施；二是修建高速鐵路的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，得到了更廣層面的共識，特別是修建高速鐵路能夠節(jié)約能源、減少土地使用面積、減少環(huán)境污染、交通安全等方面的社會(huì)效益顯著，以及能夠促進(jìn)沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整等等。

中國是最大的發(fā)展中國家，重點(diǎn)發(fā)展高鐵建設(shè)已經(jīng)成為既定的事實(shí)，可以直接拉動(dòng)內(nèi)需，促進(jìn)就業(yè)，同城效應(yīng)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和服務(wù)業(yè)發(fā)展，緩解鐵路壓力，便利人民出行，以電力機(jī)車取代汽車和飛機(jī)，降低交通能耗，減少中國對石油的需求，緩解能源危機(jī)。中國投入運(yùn)營的高速鐵路營運(yùn)里程達(dá)到8358千米，居世界第一位。到2012年低，高鐵建成通車合計(jì)13000千米以上。中國已經(jīng)成為世界上高速鐵路發(fā)展最快、系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強(qiáng)、運(yùn)營里程最長、運(yùn)營速度最高、在建規(guī)模最大的國家，擁有全世界最大規(guī)模以及最高運(yùn)營速度的高速鐵路網(wǎng).

中國《十二五”綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》提出，到2015年中國快速鐵路營業(yè)里程達(dá)4.5萬公里，五年增長率達(dá)438.4%。由此可見未來五年鐵路建設(shè)仍將是中國交通運(yùn)輸體系建設(shè)的重頭戲。根據(jù)《規(guī)劃》，“十二五”中國鐵道建設(shè)要完成貫通北京至哈爾濱（大連）、北京至上海、上海至深圳、北京至深圳、青島至太原、徐州至蘭州、上海至成都、上海至昆明等“四縱四橫”客運(yùn)專線。在未來30年，將形成五縱六橫七連線格局，同時(shí)，隨著高鐵建設(shè)的全面啟動(dòng)，高鐵土建工程及高鐵設(shè)備需求將大規(guī)模增長，高鐵行業(yè)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈將受益無窮，前景廣闊。

1.2 風(fēng)電、光電，國家大力發(fā)展的新能源

隨著人類社會(huì)的逐漸發(fā)展，人類對于大自然環(huán)境的破壞也愈加劇烈，化石燃料的燃燒，嚴(yán)重污染空氣，加大溫室效應(yīng)。而中國對煤炭的嚴(yán)重依賴，使中國在應(yīng)對氣候變化和保護(hù)環(huán)境方面面對巨大壓力。國家能源局表示，中國應(yīng)盡量通過鼓勵(lì)使用清潔燃料而調(diào)整這種依賴性。國家能源局于2011年3月6日表示，中國計(jì)劃到2015年使非化石燃料占一次能源總使用量比例提高到11.4%?！吨袊哪茉凑撸?012）》白皮書，明確提出，大力發(fā)展新能源和可再生能源，是推進(jìn)能源多元清潔發(fā)展、培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略舉措，也是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、應(yīng)對氣候變化、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。中國堅(jiān)定不移地大力發(fā)展新能源和可再生能源，到“十二五”末，非化石能源消費(fèi)占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到11.4%，非化石能源發(fā)電裝機(jī)比重達(dá)到30%。國務(wù)院《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014――2020年）》，更明確規(guī)定大力發(fā)展風(fēng)電，加快發(fā)展太陽能發(fā)電。新能源迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇，前景廣闊。

二、條件適宜，技術(shù)設(shè)備成熟

2.1 高鐵線路適宜發(fā)展風(fēng)光電

風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽輻射引起的。太陽光照射到地球表面，使地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣的對流運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。風(fēng)能是地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能，是永久性能源，可再生能源，它不污染環(huán)境，被稱為清潔能源。高鐵都建在高架橋上，周圍環(huán)境空曠，蘊(yùn)育著取之不盡的風(fēng)能，而且高鐵行駛中對周圍環(huán)境產(chǎn)生平均25m/s的風(fēng)速，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)風(fēng)速，特別適合風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)置。

太陽能是大自然賦予人類的取之不盡、用之不竭的恒久能源。伴隨高鐵在全國各地的發(fā)展，由于我國大多地區(qū)處在亞熱帶、溫帶地區(qū)，年日照時(shí)間長，太陽光資源豐富，也特別適合太陽能發(fā)電。

2.2 我國風(fēng)光電技術(shù)、設(shè)備成熟完備

我國利用風(fēng)力發(fā)電起步較晚，風(fēng)力發(fā)電是20世紀(jì)80年代才迅速發(fā)展起來的，發(fā)展初期研制的風(fēng)機(jī)主要為1kW、10kW、55kW、220kW等多種小型風(fēng)電機(jī)組，后期開始研制開發(fā)可充電型風(fēng)電機(jī)組，并在海島和風(fēng)場廣泛推廣應(yīng)用，目前有的風(fēng)機(jī)已遠(yuǎn)銷海外。

目前，我國小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)已相當(dāng)成熟，建設(shè)速度也較快，特別是5kW以下風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造技術(shù)成熟，已大量使用，并達(dá)到批量生產(chǎn)的要求。100、200、300、500W及1kW、2kW、5kW的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，年生產(chǎn)能力可達(dá)到5萬臺以上。我國大型風(fēng)電機(jī)組的開發(fā)研制工作也正在加快。我國大型風(fēng)電機(jī)組基本上依賴進(jìn)口，通過多年來的開發(fā)研制，如今，大型風(fēng)電機(jī)組的主要部件已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，其成本比進(jìn)口機(jī)組低20%～30%，國產(chǎn)化是我國大型風(fēng)電機(jī)組發(fā)展的必然趨勢。我國的大型風(fēng)電機(jī)組從建設(shè)之初的山東榮成第一個(gè)風(fēng)力發(fā)電場開始，到后來的廣東南澳4臺250kW機(jī)組、遼寧營口安裝660kW風(fēng)電機(jī)組、黑龍江富錦單機(jī)960kW機(jī)組，再到即將在山西、山東、江蘇等地安裝的大型機(jī)組，我國已建成一大批大型風(fēng)力發(fā)電場，使我國風(fēng)力發(fā)電邁上了一個(gè)新臺階。

太陽能光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件，所以，光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定，壽命長、安裝維護(hù)簡便。理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級電站，小到玩具，光伏電源無處不在。

三.風(fēng)光電發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)性研究

3.1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選取研究

當(dāng)列車高速運(yùn)行時(shí)，外部流場雷諾數(shù)Re>106，流場處于紊流狀態(tài)。列車速度范圍是200～350km/h，列車周圍誘導(dǎo)氣流的速度小于0.3倍當(dāng)?shù)匾羲?，即平均風(fēng)速為25m/s。由貝茲理論知，自由流場中理想風(fēng)力機(jī)的理論輸出功率的計(jì)算公式為

掃風(fēng)面積S=πd2/4=π×5.52÷4=23.7m2

取空氣密度ρ=1.225kg/m3，

風(fēng)力機(jī)輸出功率P=0.296×1.225×23.7×253=134409.722W=134kW

因而，需選用功率范圍包括134KW的水平軸或垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，扇葉大小5.5米，正常風(fēng)速允許范圍為20m/s～40m/s。

3.2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

如前文所述，我國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)日趨成熟，太陽能光伏產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用到城鄉(xiāng)公共及家庭照明、汽車工業(yè)等。本研究建議采用著名企業(yè)的產(chǎn)品。根據(jù)線路空間，選用電池組件。

3.3 風(fēng)光電一體化設(shè)計(jì)方案

該方案充分依靠高鐵運(yùn)行產(chǎn)生的巨大風(fēng)能，利用中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電，同時(shí)布局分散式小型并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)光電一體化整體方案。

風(fēng)電系統(tǒng)采用技術(shù)成熟并普遍應(yīng)用的中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，建議采用100KW以上的風(fēng)電機(jī)；光電采用分散式小型并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)，采用3-4個(gè)電池組件。線路布線采用光電、風(fēng)電兩條線先分后合形式。光電匯入逆變器，再與風(fēng)電線路相連，共同接入控制器即變壓器，匯入線路電網(wǎng)。如下圖。

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關(guān)鍵詞：PLC 光機(jī)電一體化 物料輸送結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0009-01

光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)平臺是根據(jù)自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場而設(shè)計(jì)的集存儲、加工、裝配與輸送等結(jié)構(gòu)為一體的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊，該實(shí)訓(xùn)平臺模擬真實(shí)的工業(yè)現(xiàn)場，采用西門子PLC控制，通過設(shè)定變頻器與伺服驅(qū)動(dòng)器動(dòng)作參數(shù)，進(jìn)行自動(dòng)化操作，最終實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場的仿真教學(xué)。學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)，能夠了解工業(yè)現(xiàn)場的自動(dòng)化控制，同時(shí)，在無法到達(dá)工業(yè)現(xiàn)場或大大降低實(shí)訓(xùn)成本的情況下，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、編程思想以及控制理念。

1 物料輸送結(jié)構(gòu)的組成

物料抓取輸送結(jié)構(gòu)主要由抓取機(jī)械手裝置、輸送單元、機(jī)械手升降裝置、PLC控制模塊和接線端口以及按鈕指示燈等部件組成。其中輸送單元結(jié)構(gòu)如圖1所示、抓取機(jī)械手裝置如圖2所示。其功能為：驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置準(zhǔn)確定位到相關(guān)單元的物料臺上，在其對應(yīng)的物料臺上抓取工件，最后把工件輸送到指定地方后放下。

2 物料輸送結(jié)構(gòu)的PLC控制

2.1 物料輸送結(jié)構(gòu)控制要求

物料輸送結(jié)構(gòu)單站運(yùn)行的目標(biāo)是測試設(shè)備輸送工件的功能。要求另外幾個(gè)工作單元先正常工作。而且在物料推出裝置的物料臺上放好了工件。具體控制要求如下：

抓取機(jī)械手從物料推出裝置物料臺抓取工件。抓取動(dòng)作完成后，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手向物料加工單元移動(dòng)，移動(dòng)速度大于等于3m/s；機(jī)械手移動(dòng)到物料加工站料臺的正前方后，把工件放到加工站物料臺上。動(dòng)作完成1秒后，抓取機(jī)械手裝置執(zhí)行抓取工件的操作。抓取的順序與物料推出站抓取工件的順序相同。抓取動(dòng)作完成后，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置移動(dòng)到物料裝配單元料臺的正前方。然后把工件放到物料裝配單元的物料臺上。放下工件動(dòng)作完成 1 秒后，抓取機(jī)械手裝置執(zhí)行抓取物料裝配站工件的操作。執(zhí)行完動(dòng)作1秒之后，再把工件移動(dòng)到物料分揀單元。

2.2 PLC的輸入輸出點(diǎn)分配及系統(tǒng)接線

物料輸送單元所需的輸入和輸出點(diǎn)較多。其中，輸入信號主要包含按鈕與指示燈模塊中的開關(guān)與按鈕等主令信號，檢測氣缸和物料的傳感器信號等：輸出信號包含輸出到機(jī)械手裝置中各電磁閥的控制信號和輸出到伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖和方向信號?；谛枰敵鲵?qū)動(dòng)伺服和步進(jìn)電機(jī)的高速脈沖，實(shí)訓(xùn)平臺上的PLC采用晶體管輸出型。因此選用西門子S7-200CPU226型PLC，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出。

2.3 物料輸送結(jié)構(gòu)PLC控制流程圖

物料輸送控制是按照一定動(dòng)作流程實(shí)現(xiàn)的，因此在程序編寫中采用順序控制法來完成，其步進(jìn)控制流程圖如圖3所示：

3 結(jié)語

光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)平臺物料輸送結(jié)構(gòu)采用的是模塊化設(shè)計(jì)，無論是機(jī)械結(jié)構(gòu)還是控制系統(tǒng)都具有良好的擴(kuò)展性、高度的柔性和靈活性。該實(shí)訓(xùn)裝置已成功地使用于本課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]何用輝.自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

[2]徐沛.自動(dòng)生產(chǎn)線應(yīng)用技術(shù)[M].北京郵電大學(xué)出版社，2015.

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【關(guān)鍵詞】太陽能；光電一體化；BIPV；應(yīng)用；前景

一、前言

面對能源的日益緊張，以及人們對于舒適生活環(huán)境的要求，目前，光電建筑一體化的應(yīng)用隨著一些新興材料的出現(xiàn)而進(jìn)入人們的視野。就國外而言光電建筑一體化的實(shí)施相對較早。我國的光電建筑一體化起步較晚，但是，近幾年發(fā)展較快，各個(gè)地方都有相應(yīng)的設(shè)施。因此，光電建筑一體化在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景都是很好的，這對于緩解我國能源緊缺問題是有很大幫助的。

二、太陽能光電建筑一體化的興起

太陽能的利用主要有兩大重點(diǎn)方向，一是把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，另一個(gè)就是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能(即通常所說的光伏發(fā)電)，其中重點(diǎn)是后者。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可視為到現(xiàn)在為止世界上最美妙、最長壽和最可靠的發(fā)電技術(shù)。與太陽能熱發(fā)電相比，它只涉及半導(dǎo)體器件，既無運(yùn)動(dòng)部件又無流動(dòng)工質(zhì)，因此避免了機(jī)械維修和工質(zhì)腐蝕問題。另外它不產(chǎn)生任何污染。但是，光伏電池價(jià)格昂貴及系統(tǒng)效率低一直制約著光伏發(fā)電的發(fā)展。近年來，隨著常規(guī)能源的成本上升和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，光伏組件制造工藝的提高，光伏組件的價(jià)格下降較快，且有繼續(xù)下降的趨勢。光伏發(fā)電又引起人們的高度重視，因此對于如何進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率及降低綜合成本成為推進(jìn)光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用的研究關(guān)鍵。

太陽能光伏一建筑一體化(BIPV)是應(yīng)用太陽能發(fā)電的一種新概念:在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面上鋪設(shè)光伏陣列提供電力。在歐洲、美國和日本等地，越來越多的BIPV示范系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)正呈現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力。太陽能光伏一建筑一體化不僅開辟了一個(gè)新的光伏應(yīng)用領(lǐng)域，而且意味著光伏發(fā)電進(jìn)入城市，開始了大規(guī)模應(yīng)用的新階段。

三、光伏建筑一體化的概念及應(yīng)用形式

太陽能光伏建筑一體化的概念最早是世界能源組織在1986年提出來的，即BIPV(Building Integrated Photovoltaic)。它有2種形式：一種是作為建筑物外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，與建筑物同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)安裝并與建筑形成完美結(jié)合的光伏發(fā)電系統(tǒng)，它既具有發(fā)電功能，又具有建筑構(gòu)件和建筑材料功能；另一種則是以附著形式安裝在現(xiàn)有建筑物上的光伏發(fā)電系統(tǒng)，它主要完成發(fā)電任務(wù)，與建筑物功能不發(fā)生沖突。為將兩者區(qū)別開來，中國可再生能源學(xué)會(huì)光伏專委會(huì)建議，用BMPV(Building Mounted Photovohaic)代替原有的BIPV的廣義含義，將第1種形式稱為BIPV，第2種形式稱為BAPV(Building Attached Photovoltaic)周。

四、光伏建筑一體化的優(yōu)越性

不論從建筑、技術(shù)或經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，太陽能光伏一建筑一體化均有諸多優(yōu)點(diǎn):(1)可以有效利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面(屋頂和墻面)，無需額外用地或加建其他設(shè)施，這對于土地昂貴的城市建筑尤為重要;(2)可原地發(fā)電、原地使用，可節(jié)省電站送電網(wǎng)的投資:(3)由于大尺度新型彩色光伏模塊的誕生，不僅節(jié)約了昂貴的外裝飾材料(玻璃幕墻等)，且使建筑外觀更有魅力;(4)由于日照處在高壓電網(wǎng)用電高峰期，BIPV系統(tǒng)除保證自身建筑內(nèi)用電外，還可以向電網(wǎng)供電，從而舒緩高峰電力需求，解決電網(wǎng)峰谷供需矛盾，具有極大的社會(huì)效益;(5)可確保自身建筑全部或大部分用電，這對于用電高峰期電力異常緊張的地區(qū)及無電地區(qū)極為重要;(6)由于光伏陣列安裝在屋頂和墻面上，并直接吸收太陽能，避免了墻面溫度和屋頂溫度過高，降低了空調(diào)負(fù)荷，并改善了室內(nèi)環(huán)境;(7)避免了傳統(tǒng)電力輸送時(shí)的電力流失;(8)杜絕了由一般石化燃料發(fā)電所帶來的嚴(yán)重空氣污染，這對于環(huán)保要求更高的今天和未來極為重要:(9)在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)上安裝光伏陣列，可推動(dòng)大尺度PV組件的應(yīng)用和批量生產(chǎn)，能進(jìn)一步降低PV模塊市場價(jià)格;(11)如把光伏電池陣列墻作為建筑物的玻璃幕墻，可減少建筑物的整體造價(jià)。當(dāng)然，對光伏器件來說，同時(shí)還應(yīng)具有建材所要求的絕熱保溫、電氣絕緣、防水防潮且具有一定強(qiáng)度及剛度，若作為窗戶材料，還要有一定的透明度。

五、光電建筑一體化的應(yīng)用及實(shí)例

保定源盛融通發(fā)展有限公司投資6.5億元承建的電谷大廈酒店及商務(wù)會(huì)方中心，是集商務(wù)、餐飲、娛樂、國際會(huì)議交流于一體的綜合性的國際商務(wù)五星級酒店。本項(xiàng)目采用了太陽能光電技術(shù)和污水源熱泵技術(shù)。

電谷大廈酒店及商務(wù)會(huì)議中心太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)采用了多種不同的結(jié)構(gòu)方式，幕墻形式主要分為隱框光伏玻璃幕墻、點(diǎn)支式光伏玻璃幕墻和鋁框干掛組件幕墻三種結(jié)構(gòu)形式。年發(fā)電量為62千萬時(shí)。太陽能與建筑的結(jié)合，建成一座具有現(xiàn)代特色的BIPV光伏建筑一體化節(jié)能型五星級酒店，該項(xiàng)目被評為河北省綠色十佳建筑。呼吸式的太陽能玻璃幕墻不但可以發(fā)電，而且南立面布局設(shè)計(jì)還體現(xiàn)了線路板的藝術(shù)概念，構(gòu)成了一道亮麗的風(fēng)景線。本項(xiàng)目充分利用了太陽能這一大自然中最清潔的能源，提供了一個(gè)成功的范例，符合國家環(huán)保新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量800千瓦。

利用太陽能發(fā)電，每發(fā)一萬度電就可以替代4噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這樣就避免了248（62萬千瓦時(shí)×4噸/萬千瓦時(shí)=248噸）噸標(biāo)準(zhǔn)煤的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和煙塵的排放。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，考慮發(fā)電量年衰減0.7%，BIPV玻璃幕墻光伏系統(tǒng)壽命25年，光伏屋頂系統(tǒng)壽命25年，則有：

BIPV幕墻光伏系統(tǒng)25年發(fā)電=49.152萬千瓦時(shí)/年×25年=1228.8萬千瓦時(shí)

BIPV光伏屋頂系統(tǒng)25年發(fā)電量=12.7萬千瓦時(shí)/年×25年=317.5萬千瓦時(shí)

電谷酒店及商務(wù)會(huì)議中心800千瓦BIPV項(xiàng)目，系統(tǒng)生命期內(nèi)可減少煤炭使用和有害氣體排放治理費(fèi)用總計(jì)=27.936萬元/年×25年=698.4萬元。

六、光電建筑一體化前景展望

BIPV光伏發(fā)電系統(tǒng)由于與建筑一體化，省去了地皮規(guī)劃，地皮、地表整頓，基建等費(fèi)用，且節(jié)省建筑裝飾材料(玻璃幕墻)等。應(yīng)該說，BIPV系統(tǒng)相比于普通光伏電站有較高的經(jīng)濟(jì)性，如與公共電網(wǎng)相連，則更有潛力。就目前的工藝水平、能源價(jià)格而言，光伏組件費(fèi)用談?wù)摻?jīng)濟(jì)上的合理性還顯過早。但是如果兼顧常規(guī)能源所造成的嚴(yán)重污染以及它所帶來的諸多社會(huì)效益，BIPV系統(tǒng)還是有強(qiáng)大生命力的。

光伏器件與建筑相結(jié)合，將原來互不相關(guān)的兩個(gè)領(lǐng)域結(jié)合到一起，涉及面很廣，并非是光伏設(shè)計(jì)及制造者單獨(dú)所能完成，必須與建筑材料、建筑設(shè)計(jì)、建筑施工等有關(guān)部門密切合作，共同努力，才能取得成功。就目前而言，盡管光伏器件與建筑相結(jié)合可降低一些應(yīng)用成本，但與常規(guī)能源相比，費(fèi)用仍然較高，這也是影響光伏應(yīng)用的主要障礙。然而，我們必須注意到，僅做這樣的直觀對比并不恰當(dāng)，因?yàn)橐恍半[蔽”成本并未計(jì)入常規(guī)能源的成本，如治理常規(guī)能源所造成的污染等費(fèi)用。隨著常規(guī)能源的日益枯竭，人類對環(huán)境的日益重視以及光伏電池生產(chǎn)工藝的革新與革命，光伏組件成本的下降，可以預(yù)計(jì)，BIPV是未來光伏應(yīng)用中最重要的領(lǐng)域之一，其前景十分廣闊，有著巨大的市場潛力，在不久的將來，與光伏相結(jié)合的建筑物會(huì)如雨后春筍般出現(xiàn)在我們身邊，同時(shí)光伏發(fā)電也必將在能源結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)重要的地位。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：COF；ELC；多芯封裝；PSR；隔離恒流驅(qū)動(dòng)；非隔離恒流驅(qū)動(dòng)DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.6.002

LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展紅紅火火，LED照明新技術(shù)層出不窮。但是LED照明燈具進(jìn)入千家萬戶始終步履蹣跚，很難跨入老百姓家門這段距離最短的一步。究其原因就是LED照明燈具的價(jià)格居高不下，普通平民百姓還是買不起！如何解決這個(gè)囧境？需要我們LED照明科技工作者發(fā)揮創(chuàng)新智慧，尋找解決方案，造福全世界大眾百姓。

2013年將是大眾照明平價(jià)LED燈具競相設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、上市之年，大眾照明平價(jià)LED燈具的性價(jià)比將決定新研發(fā)的平價(jià)LED燈具的生命力、競爭力和海量生產(chǎn)力。因此，設(shè)計(jì)性能適合而性價(jià)比有競爭力的平價(jià)LED燈方

案是關(guān)鍵。低成本解決目前現(xiàn)有的低壓LED光源（LVLED），因低電壓（VF）和大電流（IF）工作時(shí)的發(fā)燙瓶頸一直求而無解；但是創(chuàng)新的多芯封裝HVLED，它的高電壓（VF）、小電流（IF）工作條件緩解了LED光源的發(fā)熱程度。LED驅(qū)動(dòng)恒流電源芯片經(jīng)過中外電源芯片集成電路設(shè)計(jì)者的努力，功能集成度高，應(yīng)用電路簡潔，性價(jià)比好的芯片層出不窮。近年導(dǎo)熱塑料散熱器、塑包鋁散熱器的出現(xiàn)解決了LED燈具狹小空間的隔離技術(shù)難題。因此，普惠老百姓買得起、用得好的大眾照明平價(jià)LED燈具的海量生產(chǎn)、海量上市的美好時(shí)代已經(jīng)十分臨近了！

高壓線性恒流電源方案中，由于沒有變壓器等磁性器件，沒有電解電容器，因而可省卻一般開關(guān)恒流電源成本的1/3，應(yīng)用電路簡潔，成本低廉；導(dǎo)熱塑料散熱器的引入又解決了隔離安全技術(shù)問題，因此，高壓線性恒流源在一體化光電模塊（或稱一體化光電引擎）、平價(jià)LED燈具中的應(yīng)用將迅速發(fā)展。典型的高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)電源如圖7所示。

高壓線性恒流源是一種分段點(diǎn)亮LED的電源新技術(shù)，市電經(jīng)過橋式整流產(chǎn)生脈動(dòng)直流，脈動(dòng)直流的包絡(luò)線等同于交流電AC的正弦波，根據(jù)母線電壓的正弦波變化自動(dòng)切換LED燈串，隨著母線電壓的上升依次點(diǎn)亮三串LED燈珠。當(dāng)母線電壓上升，達(dá)到第一串LED導(dǎo)通電壓時(shí)，MOS1打開，LED1燈串點(diǎn)亮；當(dāng)母線電壓繼續(xù)上升，達(dá)到第一、二串LED導(dǎo)通電壓之和時(shí)，MOS2自動(dòng)打開，LED1和LED2燈串同時(shí)點(diǎn)亮；當(dāng)母線電壓繼續(xù)升高到三串LED均可導(dǎo)通時(shí)，MOS3打開，LED1，LED2和LED3燈串幾乎同時(shí)點(diǎn)亮。如果母線電壓下降，則過程相反，分段導(dǎo)通狀況如圖7內(nèi)附左下小圖所示。

分段點(diǎn)亮非隔離線性恒流LED驅(qū)動(dòng)電源最大的優(yōu)點(diǎn)是體積小、成本低、高功率因數(shù)和長壽命，沒有變壓器和電感器，也沒有電解電容器；PFC可達(dá)0.90～0.99。缺點(diǎn)是LED光效利用率還低了一點(diǎn)，一般為70%～90%；還有一定的使用局限性，即輸入電壓范圍需要在20%的范圍之內(nèi)，輸出LED燈珠電壓也需要在10%的范圍之內(nèi)，否則效率會(huì)不理想。因此，在用高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)芯片做LED照明驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)時(shí)，需要針對不同的AC電源使用電壓、不同的LED燈具的功率和不同的線性驅(qū)動(dòng)芯片做不同的應(yīng)用電路方案設(shè)計(jì)。

一體化光電引擎成燈具廠新寵

由于有了HVLED，特別是多芯封裝的HVLED，和應(yīng)用簡潔的高壓線性恒流驅(qū)動(dòng)芯片，設(shè)計(jì)在鋁基板的同一面SMD LED燈珠和整流橋堆、電源驅(qū)動(dòng)芯片的一體化光電模塊成為一個(gè)創(chuàng)新產(chǎn)品（圖8）。按照LED燈具功率設(shè)計(jì)的一體化光電模塊實(shí)物（如圖9）所示，將它與導(dǎo)熱散熱器緊密連接就成為各種球泡燈、筒燈、工礦燈內(nèi)部的核心器件，它也可按照Zhang的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造成LED照明燈具中的一種標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件。

平價(jià)LED燈具將成海量產(chǎn)品

大眾LED照明燈具能被全世界老百姓用得起、用得好的一定是高品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)型平價(jià)LED燈具，因此平價(jià)LED燈具的性價(jià)比顯得十分重要。大眾LED照明燈具需要有高科技的技術(shù)、有精致成熟而簡單的工藝、有低廉的成本才能成為普惠百姓的海量產(chǎn)品。LED照明燈具市場是一座金字塔，高端產(chǎn)品只能是其中很少的一部分，大眾照明燈具是其下層的海量需求所在。

由于LED燈珠封裝技術(shù)的創(chuàng)新，COF和多芯封裝的HVLED成為平價(jià)LED燈具的首選光源；由于LED驅(qū)動(dòng)電源芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新，功能高度集成化，應(yīng)用電路越來越簡化，PSR隔離開關(guān)恒流源驅(qū)動(dòng)芯片、高壓線性恒流源芯片成為平價(jià)LED燈具的首選電源芯片。

以高電壓（VF=35～140VDC）、小電流（20～60mA）多芯封裝HVLED光源和高壓線性恒流芯片為主的一體化光電模塊（或稱一體化光電引擎）、非隔離平價(jià)LED燈具整體方案如圖1 1所示。5W的平價(jià)球泡燈，采用導(dǎo)熱塑料或塑包鋁的散熱器解決了安全隔離技術(shù)，其BOM成本可以控制在人民幣15元。寧波美亞光電多芯封裝HVLED光源和技術(shù)先進(jìn)的達(dá)鑫電子、美芯晟的三段點(diǎn)亮高壓線性驅(qū)動(dòng)芯片成為這個(gè)方案的核心器件。

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關(guān)鍵詞：傳感器 機(jī)電一體化系統(tǒng) 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（a）-0048-01

傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。因此傳感器是一種獲得信息的手段，主要用于檢測機(jī)電一體化系統(tǒng)自身與操作對象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài)，為有效控制機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)作提供必須的相關(guān)信息。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為機(jī)電一體化系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，作為系統(tǒng)中的一個(gè)結(jié)構(gòu)組成，其重要性變得越來越明顯。

1 傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的地位

一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)一般由機(jī)械本體部分、傳感檢測部分、控制與信息處理部分、驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行部分和接口等部分組成。傳感檢測部分作為機(jī)電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一，在機(jī)電一體化系統(tǒng)中處于核心地位，其功能是對系統(tǒng)運(yùn)行中所需的自身和外界環(huán)境參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，將其變換成系統(tǒng)可識別的電信號，傳遞給信息處理單元。如果把機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械系統(tǒng)看做是人的手足，信息處理系統(tǒng)看做是人的大腦，則檢測系統(tǒng)好比是人的“感覺器官”。傳感檢測技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能。其水平越高，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。

2 傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳感器技術(shù)的發(fā)展關(guān)系到機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）的發(fā)展。一個(gè)新型核能發(fā)電廠就需要數(shù)臺計(jì)算機(jī)來快速地測量鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)上許多重要部位的溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、位移、應(yīng)力、燃燒狀況等熱工、機(jī)械參數(shù)，還必須測量發(fā)電機(jī)的電壓、電流、功率、功率因數(shù)以及各種輔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。然后進(jìn)行綜合處理，將被監(jiān)測的重要參數(shù)進(jìn)行模擬或數(shù)字顯示，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行工況，對某些超限參數(shù)進(jìn)行聲光報(bào)警或采取相應(yīng)的處理措施。在上述這個(gè)系統(tǒng)中，需要數(shù)百個(gè)不同的傳感器將各種不同的機(jī)械、熱工量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電量，供計(jì)算機(jī)采樣。

2.1 傳感器在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是機(jī)、電、液、氣和光等多學(xué)科的綜合性組合。技術(shù)范圍覆蓋了機(jī)械制造、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、傳感器及信息處理等領(lǐng)域。傳感器在數(shù)控機(jī)床中占據(jù)重要的地位，它監(jiān)視和測量著數(shù)控機(jī)床的每一步工作過程。數(shù)控機(jī)床很重要的一個(gè)指標(biāo)就是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的位置定位誤差和重復(fù)定位誤差，要提高位置控制精度就必須采用高精度的位置檢測裝置。數(shù)控機(jī)床中的角編碼器多采用光電編碼器，一般位置測量選用增量式，重要的測量選用絕對式。光電編碼器作為數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置，它的分辨力決定了工作臺實(shí)際位移值的精度，從而影響到數(shù)控機(jī)床位置控制的精度。同時(shí)，與伺服電動(dòng)機(jī)同軸聯(lián)接的光電編碼器一方面用于測量絲杠的角位移；另一方面也可用于數(shù)字測速，產(chǎn)生速度反饋信號。另外，數(shù)控機(jī)床中，應(yīng)用多種溫度傳感器監(jiān)測一些軸溫、壓力油溫、油溫、冷卻空氣溫度、各個(gè)電動(dòng)機(jī)繞組溫度等。數(shù)控機(jī)床加工前，自動(dòng)將毛坯送到主軸卡盤中并夾緊，夾緊力由壓力傳感器檢測，當(dāng)夾緊力小于設(shè)定值時(shí)，將導(dǎo)致工件松動(dòng)，這時(shí)控制系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警信號，停止走刀。在、液壓、氣動(dòng)等系統(tǒng)中，均安裝有壓力傳感器、液位傳感器、流量傳感器，對這些輔助系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，保證數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行。

2.2 傳感器在汽車中的應(yīng)用

汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。目前，一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。汽車傳感器在汽車上主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用傳感器是整個(gè)汽車傳感器的核心，種類很多，包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉(zhuǎn)速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等。這些傳感器向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元（ECU）提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息，供ECU對發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控制，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、降低油耗、減少廢氣排放和進(jìn)行故障檢測。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高溫、振動(dòng)（加速度30 g）、沖擊（加速度50 g）、潮濕以及蒸汽、鹽霧、腐蝕和油泥污染的惡劣環(huán)境中，因此發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術(shù)指標(biāo)要比一般工業(yè)用傳感器高1-2個(gè)數(shù)量級，其中最關(guān)鍵的是測量精度和可靠性。否則，由傳感器帶來的測量誤差將最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)難以正常工作或產(chǎn)生故障。

2.3 傳感器在變量噴藥系統(tǒng)中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)方面，近年來發(fā)達(dá)國家（如美國、英國）都投入大量資金進(jìn)行現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的開發(fā)，先后開發(fā)出精確變量播種機(jī)、精確變量施肥機(jī)以及精確變量噴藥機(jī)等。它們都是與機(jī)器人極為相似的自動(dòng)化系統(tǒng)，是高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。視覺傳感變量噴藥系統(tǒng)，是以較少藥劑而有效控制雜草、提高產(chǎn)量、降低成本的一種自動(dòng)化藥物噴撤機(jī)械。近年來，隨著雜草識別的視覺感知技術(shù)與變量噴藥控制等技術(shù)的成熟，這種視覺傳感式變量噴藥機(jī)械也趨于成熟。

3 傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢

檢測技術(shù)雖然已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，但是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對它提出了愈來愈高的要求，因此得到了迅速的發(fā)展。當(dāng)前除了不斷提高性能、可靠性外，總的趨向是小型化、智能化、圖像化、無接觸化、多功能化。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)發(fā)展也日趨成熟，傳感器技術(shù)作為機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心技術(shù)，它的快速發(fā)展也必將促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：光伏建筑一體化，新能源，光伏屋頂，光伏幕墻；應(yīng)用

1. 引言

一直以來，太陽能等可再生能源在建筑技術(shù)上的完美應(yīng)用都是企業(yè)夢寐以來的追求。太陽能與建筑結(jié)合創(chuàng)造的低能耗高舒適度的健康環(huán)境，不僅讓人們生活得更自然更環(huán)保，而且能節(jié)能、能減污，對實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

太陽能光伏建筑一體化，提出了“建筑物產(chǎn)生能源”的新概念。它是應(yīng)用太陽能發(fā)電的一種新概念，是未來光伏應(yīng)用中最重要的領(lǐng)域之一，其發(fā)展前景十分廣闊，并且有著巨大的市場潛力。

2. 光伏建筑一體化（BIPV）的定義

光伏建筑一體化即BIPV（Building Integrated PV，PV即Photovoltaic）。光伏建筑一體化（BIPV）技術(shù)是將太陽能發(fā)電（光伏）產(chǎn)品集成到建筑上的技術(shù)。其不但具有護(hù)結(jié)構(gòu)的功能，同時(shí)又能產(chǎn)生電能供建筑使用。光伏與建筑一體化（簡稱BIPV）是“建筑物產(chǎn)生能源”新概念的建筑，是利用太陽能可再生能源的建筑。

太陽能光伏建筑一體化≠太陽能光伏+建筑。所謂太陽能光伏建筑一體化不是簡單的“相加”，而是根據(jù)節(jié)能、環(huán)保、安全、美觀和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的總體要求，將太陽能光伏發(fā)電作為建筑的一種體系進(jìn)入建筑領(lǐng)域，納入建設(shè)工程基本建設(shè)程序，同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收，與建設(shè)工程同時(shí)投入使用、同步后期管理，使其成為建筑有機(jī)組成部分的一種理念、一種設(shè)計(jì)、一種工程的總稱。

3 光伏建筑一體化的型式和特點(diǎn)

3.1 光伏建筑一體化一般分為獨(dú)立安裝型和建材安裝型兩種類型。

獨(dú)立安裝型，是指普通太陽電池板施工時(shí)通過特殊的裝配件把太陽電池板同周圍建筑結(jié)構(gòu)體相連。其優(yōu)點(diǎn)是普通太陽電池板可以在普通流水線上大批量生產(chǎn)，成本低，價(jià)格便宜，既能安裝在建筑結(jié)構(gòu)體上，又能單獨(dú)安裝，其缺點(diǎn)是無法直接代替建筑材料使用，PV板與建材重疊使用造成浪費(fèi)，施工成本高。這種獨(dú)立安裝型一體化方式在設(shè)計(jì)時(shí)也并非是與建筑的簡單“疊加”，而是將其作為建筑的一種獨(dú)立的設(shè)計(jì)元索加以整合，創(chuàng)造出獨(dú)特的造型效果。

建材安裝型，則是在生產(chǎn)時(shí)把太陽電池芯片直接封裝在特殊建材內(nèi)，或做成獨(dú)立建材的形式，如屋面瓦單元、幕墻單元、外墻單元等，外表面設(shè)計(jì)有防雨結(jié)構(gòu)，施工時(shí)按模塊方式拼裝，集發(fā)電功能與建材功能于體，施工成本低。相比較而言，建材安裝型的技術(shù)要求相對更高，因?yàn)樗粌H用來發(fā)電，而且承擔(dān)建材所需要的防水、保溫、強(qiáng)度等要求。但是由于必須適應(yīng)不同的建筑尺寸，很難在同一條流水線上大規(guī)模生產(chǎn)，有時(shí)甚至需要投入大量的人力進(jìn)行手工操作生產(chǎn)，對于勞動(dòng)力價(jià)格較低的我國而言，這種太陽電池組件更有利于國際競爭。

3.2 建材安裝型又分為三種方式，屋頂一體化、墻面一體化、建筑構(gòu)件一體化。

屋頂一體化方式，是指將PV板做成屋面板或瓦的形式覆蓋平屋頂或坡屋頂整個(gè)屋面，也可以覆蓋部分屋面，后者與建筑的整接具有更高的靈活性。這對于在舊房改造中使用PV板提供了可能。PV板與屋頂整合一體化一是可以最大限度的接受太陽光的照射，二是可以兼做屋頂?shù)恼陉柊寤蛘咦龀赏L(fēng)隔熱屋面，減少屋頂夏天的熱負(fù)荷。PV板與屋頂?shù)臉?gòu)造做法有兩種方式，一種是兼為屋頂防水構(gòu)造層次的部分，這時(shí)必須要求PV系統(tǒng)具有良好的防水性能，另外一種是單獨(dú)作為構(gòu)造層次位于防水層之上，后者對于屋頂防水具有保護(hù)功能，可以延長防水層的使用壽命。

墻面一體化方式，是指PV板與墻面材料一起進(jìn)行集成?，F(xiàn)代建筑支撐系統(tǒng)和維護(hù)系統(tǒng)的分離使PV板能像木材、金屬、石材、混凝土等預(yù)制板樣成為建筑護(hù)系統(tǒng)的貼面材料。PV板墻面一體化主要有PV板外墻裝飾板和PV板玻璃幕墻兩種方式。

PV板玻璃幕墻，是指透光型PV板和玻璃集成制成的光電幕墻。該組件是由太陽電池芯片和雙層玻璃板構(gòu)成，芯片夾在玻璃板之間，芯片之間和芯片與玻璃板邊端之間留有一定的間隙，以便透光。在夏天就像把巨大的遮陽傘有效的降低了建筑的熱負(fù)荷，同時(shí)為室內(nèi)提供特殊的光照氣氛，更因其特殊的顏色和肌理拓展了建筑的表現(xiàn)空間。現(xiàn)在PV板價(jià)格和某些天然石材己經(jīng)沒有差別，我相信今后隨著PV板的發(fā)展，成本只會(huì)越來越低，這就為PV板在建筑的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了良好條件。光電屋頂與光電幕墻的出現(xiàn)，為建筑師展示建筑藝術(shù)作品多了一種新的選擇。

建筑構(gòu)件一體化方式，是指PV板與建筑的雨篷、遮陽板、陽臺、天窗等構(gòu)件有機(jī)整合，在提供電力的同時(shí)可以為建筑增加美觀的細(xì)部。PV板和遮陽板的結(jié)合不僅可以為建筑在夏天提供遮陽，還可以使入射光線變得柔和，避免眩光，改善室內(nèi)的光環(huán)境。

4. 光伏建筑一體化建筑設(shè)計(jì)中需注意的幾個(gè)問題

光伏一體化建筑除美觀性外，還要滿足建筑構(gòu)件所要求的強(qiáng)度、防雨、熱工、防雷、防火等技術(shù)要求。把光伏器件用做建材，必須具備建材所要求的幾項(xiàng)條件：堅(jiān)固耐用、保溫隔熱、防水防潮、適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度等性能。除此之外，還要考慮建筑物安全性能等因素。

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；人才培養(yǎng)模式；改革

一、機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生

1.20世紀(jì)90年代以來，歐美、日本等國家將機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)結(jié)合起來廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。它著重強(qiáng)調(diào)了機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合逐漸產(chǎn)生了機(jī)電一體化這門學(xué)科。機(jī)電一體化是一門注重應(yīng)用的跨學(xué)科的邊緣科學(xué)。它使系統(tǒng)更優(yōu)化，從而產(chǎn)生體積更小、功能更強(qiáng)的新一代智能化產(chǎn)品。

2.隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用，它與傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生了數(shù)控機(jī)床技術(shù)。數(shù)控機(jī)床的問世，寫下了機(jī)電一體化歷史的新的篇章。它使機(jī)械制造裝備業(yè)快速進(jìn)行了技術(shù)革新和發(fā)展。自從第l臺數(shù)控銑床問世以來，數(shù)控裝備形成龐大的數(shù)控制造裝備產(chǎn)業(yè)，每年全世界的產(chǎn)量有10萬臺左右，產(chǎn)值達(dá)幾百億美元。我國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)也有了快速的發(fā)展，在制造業(yè)領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用，形成了繁榮的供求市場。

3.微電子新技術(shù)的加入為機(jī)電一體化帶來了新的發(fā)展契機(jī)。幾乎所有的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)只要與微電子技術(shù)結(jié)合，用集成電路芯片進(jìn)行智能改造，就會(huì)使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)重新煥發(fā)青春。可編程序控制器PLC、電力電子等技術(shù)的發(fā)展為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.激光技術(shù)把機(jī)電一體化更是把機(jī)電一體化推向高速發(fā)展軌道。以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了物理學(xué)、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科。光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個(gè)性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事的發(fā)展，而且也影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。

1.光機(jī)電一體化方向。一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的。利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

2.柔性化方向。未來機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這種系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。

3.智能化方向。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展。

4.仿生物系統(tǒng)化方向。今后的機(jī)電一體化裝置對信息的依賴性很大，往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。

5.微型化方向。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

三、機(jī)電一體化在教學(xué)中改革創(chuàng)新

目前部分高職院校對機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格的定位由于各高職院校的服務(wù)區(qū)域和學(xué)校教學(xué)傳統(tǒng)及教學(xué)資源的不同，他們的機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格各有其特殊性。

1.大部分高職學(xué)院以傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)為基礎(chǔ)，開發(fā)了以現(xiàn)代加工制造技術(shù)為主的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，該專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)格是：①工藝規(guī)格的編制及實(shí)施；②傳統(tǒng)機(jī)械加工的工裝設(shè)計(jì)；③數(shù)控加工程序的編制；④數(shù)控機(jī)床的操作、加工調(diào)試、維護(hù)與保養(yǎng)；⑤數(shù)控機(jī)床的安裝調(diào)試；⑥數(shù)控機(jī)床故障診斷為初步維修。

2.高職機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格新要求（1）學(xué)校與企業(yè)在人才培養(yǎng)規(guī)格上的認(rèn)識差距。根據(jù)對本次調(diào)研材料對比分析，學(xué)校與企業(yè)在人才培養(yǎng)規(guī)格上認(rèn)識和實(shí)踐方面有差距；①學(xué)校偏重于技術(shù)崗位，企業(yè)偏重綜合實(shí)用崗位；②學(xué)校希望學(xué)生有后勁，企業(yè)希望學(xué)生立竿見影，馬上有勁；③學(xué)校傳遞給學(xué)生的知識和培養(yǎng)的能力綜合度不夠，企業(yè)則對綜合度要求高；④學(xué)校希望按專業(yè)培養(yǎng)人才，企業(yè)希望按項(xiàng)目培養(yǎng)人才；⑤學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容偏重理論，企業(yè)注重理論的實(shí)際運(yùn)用。

3.現(xiàn)代企業(yè)技術(shù)崗位職責(zé)的新變化根據(jù)機(jī)械、電子行業(yè)的有關(guān)調(diào)查，現(xiàn)代企業(yè)技術(shù)崗位對人才的要求同過去相比有較大變化：①工作負(fù)荷（勞動(dòng)強(qiáng)度）要求在降低，工作責(zé)任心的要求在提高；②專項(xiàng)技能要求在降低，綜合理論知識要求在提高；③與物交流的能力要求在下降，與人交流的能力要求在上升；④對適應(yīng)一個(gè)崗位的技能要求在下降，對適應(yīng)多個(gè)崗位的技能要求在上升。

4.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展催促著教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的改革涉及教學(xué)內(nèi)容的選擇、組織、實(shí)施等。圍繞著教學(xué)內(nèi)容而展開的工作復(fù)雜，社會(huì)對機(jī)電一體化專業(yè)性人才的需求、辦學(xué)指導(dǎo)思想、學(xué)校教師整體教學(xué)水平、教學(xué)設(shè)備儀器和教學(xué)場地及日常教學(xué)經(jīng)費(fèi)等問題的相互制約，教學(xué)內(nèi)容的改革只能循序漸進(jìn)。

機(jī)電一體化專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容豐富，處理不好就容易成為知識的堆積。從調(diào)研情況來分析，重理論、輕實(shí)踐，教學(xué)內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)裝備缺乏，雙師型教師數(shù)量不足等問題不同程度困擾著機(jī)電一體化專業(yè)的教學(xué)改革。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂棟騰，張辰亮，孫永芳.高職院校機(jī)電一體化專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)初探.機(jī)電信息，2010（36）

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關(guān)鍵詞：可持續(xù)發(fā)展，綠色住宅，中水系統(tǒng)，太陽能與建筑一體化，上海生態(tài)住宅示范樓，日本經(jīng)堂杜

中圖分類號：TK511文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

綠色建筑是21世紀(jì)國際建筑業(yè)發(fā)展的主要趨勢?；趯鴥?nèi)外綠色建筑發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)探索，其理念可以概括為“節(jié)約能源、節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境、以人為本”十六個(gè)字。它是指為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動(dòng)的空間，同時(shí)在建筑全生命周期中實(shí)現(xiàn)高效率的利用資源(能源、土地、水資源、材料等)，最低限度地影響環(huán)境的建筑物。

1.綠色住宅的產(chǎn)生及含義

1.1綠色住宅的產(chǎn)生

當(dāng)環(huán)境污染、臭氧層空洞、溫室效應(yīng)、資源匱乏等一系列問題接踵而至，聯(lián)合國提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，呼吁全球關(guān)心環(huán)境、關(guān)注未來。世界各國亦紛紛加大環(huán)境宣傳力度，積極倡導(dǎo)可持續(xù)的生產(chǎn)方式和消費(fèi)模式。綠色生產(chǎn)、綠色消費(fèi)概念應(yīng)運(yùn)而生，綠色產(chǎn)品隨之面世。綠色住宅是自然主義的興起與環(huán)保運(yùn)動(dòng)高漲的產(chǎn)物。住宅被賦予了充分的可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念和充滿想象空間的綠色概念。

1.2綠色住宅的內(nèi)涵

綠色住宅是基于人與自然持續(xù)共生原則和資源高效利用原則而預(yù)計(jì)建造的一種能使住宅內(nèi)外物質(zhì)能源系統(tǒng)良性循環(huán)，無廢、無污、能源能實(shí)現(xiàn)一定程度自給的新型住宅模式。這種住宅最顯著的特征就是親自然性，即在住宅建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建造、使用運(yùn)行、維護(hù)管理、拆除改建等一切活動(dòng)中都盡可能地把對自然環(huán)境的負(fù)面影響控制在最小范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)住區(qū)與環(huán)境的和諧共存。

2.綠色住宅的適用技術(shù)

2.1中水技術(shù)

現(xiàn)代住宅區(qū)要求向節(jié)水型、雨污水資源化、無害化型的方向發(fā)展。不少國家已著手建筑中水道系統(tǒng)的研究和實(shí)施，各國根據(jù)自己區(qū)域的特點(diǎn),確定出適合其國情的中水回用技術(shù)。

2.1.1中水的含義

中水是指水質(zhì)介于(上水)自來水與(下水)污水之間的水。一般是城市污水經(jīng)凈化處理后,達(dá)到國家《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》或其它用途的相應(yīng)回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。主要用于廁所沖洗、園林澆灌、道路清潔、車輛沖洗、基建施工、景觀及設(shè)備冷卻等。

2.1.2中水系統(tǒng)形式

中水處理及回用按市政條件分三種情況考慮：

（1）有市政中水管網(wǎng)，小區(qū)污廢水合流

小區(qū)內(nèi)排水采用污廢水合流，排水經(jīng)化糞池簡單處理后排入市政污水管網(wǎng)。中水系統(tǒng)水源為市政中水。這種系統(tǒng)形式是最為推薦的。

（2）無市政中水管網(wǎng)，小區(qū)污廢水分流

小區(qū)內(nèi)排水采用污廢水分流。污水經(jīng)化糞處理后排入市政污水管網(wǎng);廢水經(jīng)小區(qū)廢水管網(wǎng)收集至小區(qū)中水處理站，處理達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)后回用。中水系統(tǒng)水源為小區(qū)回收的雜排水。

（3）無市政中水管網(wǎng)，小區(qū)污廢水合流

小區(qū)內(nèi)排水采用污廢水合流。排水經(jīng)化糞池處理后經(jīng)小區(qū)污水管網(wǎng)收集至小區(qū)污水處理站，經(jīng)處理達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)后回用。中水系統(tǒng)水源為小區(qū)內(nèi)回收的排水。

2.1.3中水處理的技術(shù)特點(diǎn)

中水處理系統(tǒng)建成后實(shí)現(xiàn)了水資源的充分利用，對于嚴(yán)重缺水而又日益擴(kuò)大城市規(guī)模的各個(gè)地區(qū)意義重大。

(1)建中水處理系統(tǒng)簡便易行。只需要普通電源和相應(yīng)的建筑面積,對土地地形沒有特別要求,可在山坡、平地、地下、屋頂建造。

(2)中水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)防止中水污染上水。中水管道與上、下水管道平行埋設(shè)時(shí),水平凈距應(yīng)大于0.5m，交叉埋設(shè)時(shí),中水管道應(yīng)位于上、下水管道的中間。為了防止中水處理系統(tǒng)故障,應(yīng)設(shè)上水作為中水水源的切換裝置。

2.2太陽能與建筑一體化技術(shù)

太陽能作為清潔、無污染、方便易得的可再生建筑能源，越來越受到人們的青睞。太陽能與建筑一體化技術(shù)在住宅中的應(yīng)用，技術(shù)上除了有光熱和光電兩個(gè)主要方面，還有太陽能與混合通風(fēng)的結(jié)合；布局上主要在屋頂、陽臺、外墻等有充足陽光的部位設(shè)置。

2.2.1光熱方面

光熱主要體現(xiàn)在住宅的供應(yīng)生活熱水、供熱制冷上。太陽能熱水系統(tǒng)與住宅的一體化除在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮太陽能熱水系統(tǒng)的布置外，太陽能熱水系統(tǒng)自身的體系和形式也將作進(jìn)一步改進(jìn)，傳統(tǒng)的真空管太陽能熱水系統(tǒng)從質(zhì)量和性能方面都不能滿足太陽能與建筑一體化的需要，取而代之的是適應(yīng)性更大的平板式太陽能集熱系統(tǒng)。

建筑一體化設(shè)計(jì)：太陽能集熱器的安裝能比較好地與建筑實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合。以分體式雙循環(huán)承壓運(yùn)行為主，將儲熱水箱設(shè)在地下室、閣樓或樓梯間、陽臺等部位隱藏放置，不占室內(nèi)空間，避免屋頂、陽臺和外墻承重；集熱器與住宅屋頂、南立面的陽臺護(hù)欄、飄窗、墻面等相結(jié)合，使住宅外觀整體統(tǒng)一，層次豐富，效果突出。

2.2.2光電方面

光電主要體現(xiàn)在住宅的光電轉(zhuǎn)換、照明上。太陽能光伏建筑一體化BIPV(Building Integrated Photovoltaics)，是應(yīng)用太陽能發(fā)電的一種新概念，簡單地講就是將太陽能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的維護(hù)結(jié)構(gòu)外表面來提供電力。

根據(jù)光伏方陣與建筑結(jié)合形式的不同，BIPV可分為兩大類：一類是光伏方陣與建筑的結(jié)合。將光伏方陣依附于建筑物上，建筑物作為光伏方陣載體，起支承作用。另一類是光伏方陣與建筑的集成。光伏組件以一種建筑材料的形式出現(xiàn)，光伏方陣成為建筑不可分割的一部分。如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂?shù)取?/p>

2.2.3太陽能與混合通風(fēng)復(fù)合能量系統(tǒng)

太陽能與混合通風(fēng)復(fù)合能量系統(tǒng)是一種全新的建筑能量系統(tǒng)，他主要包括3層內(nèi)涵：

（1）太陽能作為動(dòng)力來強(qiáng)化自然通風(fēng)。太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)是利用太陽能來加熱房間排風(fēng)，提高排風(fēng)溫度，增加熱壓，從而強(qiáng)化自然通風(fēng)。這種系統(tǒng)通常是在屋面設(shè)置太陽能煙囪或?qū)⑽菝孀龀商柲芗療嵛菝娴慕Y(jié)構(gòu)

（2）太陽能作為熱源來加熱室內(nèi)外空氣，空氣輸運(yùn)由混合通風(fēng)系統(tǒng)完成。直接利用太陽能加熱流經(jīng)空氣集熱器的空氣，或利用太陽能加熱溫室中的空氣，然后由混合通風(fēng)系統(tǒng)送入房間，這種系統(tǒng)通常用于太陽能采暖。

（3）利用太陽能為混合通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行蓄熱。在混合通風(fēng)系統(tǒng)中，太陽能蓄熱是通過太陽能空氣集熱器加熱的空氣流經(jīng)卵石床或PCM儲能設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的。

3.應(yīng)用實(shí)例

上海生態(tài)住宅示范樓由一幢代表聯(lián)排小住宅之一個(gè)單元的“零能耗”獨(dú)立住宅和一幢代表多層公寓的低能耗生態(tài)公寓組成，獨(dú)立住宅建筑面積238，為二層磚混結(jié)構(gòu)，在該建筑中集成了大量一二年內(nèi)即可在住宅建設(shè)中推廣應(yīng)用的綠色住宅實(shí)用技術(shù)，力求達(dá)到“零建筑能耗”的目標(biāo)。采用3kW太陽能光伏發(fā)電和并網(wǎng)技術(shù)，光伏電池每塊200W，是目前世界上最大的單塊光伏電池，并與屋面結(jié)構(gòu)渾然一體。

生態(tài)住宅示范樓注重實(shí)現(xiàn)了太陽能集熱器與建筑一體化設(shè)計(jì)：生態(tài)公寓的二三層陽臺分別安裝2.7和4.2的陽臺護(hù)欄懸掛式太陽能熱水系統(tǒng)；獨(dú)立住宅上方安裝了4.6的遮陽屋檐懸掛型太陽能建筑一體化熱水系統(tǒng)，為規(guī)?；锰柲芴峁┝斯こ淌痉逗蛻?yīng)用可行性。

4.總結(jié)

我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，必將促進(jìn)住宅建設(shè)數(shù)量和質(zhì)量繼續(xù)提升，維護(hù)生態(tài)平衡、營造綠色住宅，是必然的發(fā)展趨勢。綠色住宅時(shí)時(shí)體現(xiàn)著“以人為本”、“生態(tài)”、“可持續(xù)發(fā)展”的思想。讓人居環(huán)境更加舒適、優(yōu)美、潔凈。我們還要更多的借鑒國外的成果經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)國外的綠色新技術(shù)。從而我國的綠色住宅發(fā)展的水平，為我國綠色住宅走向國際市場打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

1.綠色住宅技術(shù)集成與示范――上海生態(tài)住宅示范樓 [J].住宅科技，2006（03）：16

2.住宅小區(qū)建筑中水系統(tǒng)問題探討 [J].住宅產(chǎn)業(yè)，2006（02）：31

3.住宅小區(qū)中水技術(shù) [J].住宅科技，1992（11）：11

篇9

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì) 薄膜太陽電池 建筑光伏一體化(BIPV)

一、前言

低碳經(jīng)濟(jì)的實(shí)質(zhì)是能源高效利用、清潔能源開發(fā)、追求綠色GDP的問題。在2009年底召開的哥本哈根世界氣候大會(huì)上，中國鄭重承諾，到2020年中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%，爭取到2020年非化石能源占一次性能源消費(fèi)比重達(dá)到15%左右。可以看出，節(jié)能減排和開發(fā)替代能源，是我國政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的兩個(gè)關(guān)鍵。

然而，人民群眾日益增長的物質(zhì)文化需求，使得能源需求必將同步增長，所以在大力節(jié)能減排的同時(shí)，推廣應(yīng)用以太陽能、風(fēng)能、核能為代表的清潔能源，是未來發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)最有希望的根本解決方案。這其中，風(fēng)能主要應(yīng)用于沿海灘涂，核能主要建在遠(yuǎn)離城市的地區(qū)，晶體硅太陽電池發(fā)電系統(tǒng)由于其自身特點(diǎn)也主要局限于郊區(qū)或簡單附著在大面積屋頂上，唯有薄膜太陽電池的建筑光伏一體化（BIPV），因其高度的建筑親和性，使光伏發(fā)電在城市建筑上的規(guī)模化、集成化應(yīng)用成為可能，日益受到重視。

二、面臨的機(jī)遇

1.城市發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)

目前，我國既有城鄉(xiāng)建筑面積達(dá)420 多億m2，其中99%以上屬于高耗能建筑，即使每年新增的近20億m2城鄉(xiāng)建筑中，高耗能建筑也占90%以上。從數(shù)量上講，建筑能耗已接近全社會(huì)總能耗的1/3，而且繼續(xù)保持增長趨勢。與此同時(shí)，在我國的電力結(jié)構(gòu)中，火電占據(jù)77％ 以上，“高碳” 占據(jù)絕對的統(tǒng)治地位。如何使城市建筑朝著高效、清潔、低碳、無碳的方向發(fā)展，使建筑能源需求自給自足，薄膜太陽電池BIPV無疑是非常好的解決方案之一。

2.薄膜太陽電池建筑光伏一體化的機(jī)遇

城市建筑中有大量既有和建設(shè)中的玻璃幕墻、窗戶、采光頂?shù)龋Ａбr底的薄膜太陽電池既具有玻璃的透光性又能發(fā)電，可直接作為建材使用與建筑完美結(jié)合，其它不透光襯底乃至柔性襯底的薄膜太陽電池則可應(yīng)用于閑置的建筑外立面（如屋頂、外墻、圍墻等），這對于城市發(fā)展中所遇到的建筑能耗居高不下的困境，無疑是一項(xiàng)雪中送炭般的巨大的綠色革命。

三．薄膜太陽電池建筑光伏一體化對城市環(huán)境的貢獻(xiàn)

1.節(jié)能

①實(shí)現(xiàn)城市建筑所需電力自產(chǎn)自銷，從而節(jié)約了電網(wǎng)投資和減少輸電、分電損耗，使城市建筑從耗能向產(chǎn)能轉(zhuǎn)變。

②光電幕墻直接吸收太陽能，避免了建筑外立面溫度過高，從而改善室內(nèi)溫度，降低空調(diào)負(fù)荷。

③并網(wǎng)的光伏系統(tǒng)，發(fā)電量最大的時(shí)段在用電高峰期，從而對舒緩高峰電力需求，解決電網(wǎng)峰谷供需矛盾，具有極大的社會(huì)效益。

2.節(jié)地

玻璃襯底的薄膜太陽電池直接安裝到建筑上，不需要額外的昂貴占地面積，并且省去了光伏系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)。

3.節(jié)材

薄膜太陽電池可以替代常規(guī)建材，在建筑施工中同步安裝，從而節(jié)省安裝和材料費(fèi)用。柔性襯底的薄膜太陽電池，可應(yīng)用于復(fù)雜外形的建筑，使建筑外觀更具技術(shù)魅力。

4.溫室氣體減排

薄膜太陽電池BIPV系統(tǒng)每產(chǎn)生1000度電，可替代標(biāo)準(zhǔn)煤0.35噸，減排0.88噸CO2，具有巨大的社會(huì)和環(huán)保效益，同時(shí)光電轉(zhuǎn)換減少了光熱轉(zhuǎn)換，減少了熱島效應(yīng)。

5.減少聲光污染

薄膜太陽電池BIPV本身沒有機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或運(yùn)動(dòng)部件，沒有噪聲產(chǎn)生，電池表面為絨面，可強(qiáng)烈吸收陽光，無普通玻璃幕墻光污染的問題。

四、應(yīng)用實(shí)例

1.上海尚德硅薄膜太陽電池生產(chǎn)及研發(fā)基地

主廠房二、三、四層?xùn)|西立面的外墻采用薄膜太陽電池玻璃幕墻，將光伏發(fā)電與建筑設(shè)計(jì)融為一體，踐行了尚德公司“為地球?yàn)槲磥沓潆姡尵G色永繞人間”的理念。

2.上海世博會(huì)中國館和主題館

尚德太陽能電力有限公司將薄膜太陽電池和晶體硅太陽電池綜合運(yùn)用在兩座“綠色建筑”上，年均發(fā)電量約284萬度，每年即可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約1000噸，年均減排二氧化碳約2500噸、二氧化硫84噸、氮氧化物42噸、煙塵762噸，踐行了上海世博會(huì)主題“城市讓生活更美好” 這一綠色低碳的理念。

五、結(jié)束語

薄膜太陽電池建筑光伏一體化，能夠完美演繹綠色建筑理念，隨著低碳經(jīng)濟(jì)的深入推進(jìn)，光伏發(fā)電必將由補(bǔ)充能源向替代能源過渡，城市發(fā)展將邁入可持續(xù)發(fā)展、綠色低碳的快車道。

參考文獻(xiàn)：

[1]方涵.“低碳經(jīng)濟(jì)”概述及其在中國的發(fā)展.經(jīng)濟(jì)視角,2009年第3期:45-46

[2]崔俊奎,趙軍.光電幕墻技術(shù)在太陽能建筑一體化中的應(yīng)用研究.新能源與環(huán)境,總第36卷第210期,2008年第8期: 56-59

篇10

力諾瑞特?fù)碛泻献鞣降聡鳳aradigm公司世界領(lǐng)先的、三代以上的技術(shù)儲備和國際太陽能熱利用技術(shù)專家；擁有一支高素質(zhì)、高效率、適應(yīng)市場需求的研發(fā)隊(duì)伍；擁有全球領(lǐng)先的多項(xiàng)太陽能綜合應(yīng)用技術(shù)；擁有行業(yè)內(nèi)近百項(xiàng)技術(shù)專利，形成自主知識產(chǎn)權(quán)，參與行業(yè)內(nèi)多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)編制研究，擁有同步世界太陽能先進(jìn)的工藝、設(shè)備和技術(shù)，全自動(dòng)生產(chǎn)流水線、CPC―u型集熱器生產(chǎn)線全部實(shí)現(xiàn)歐洲最高標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

成功運(yùn)作上海三湘熱水工程、上海市埔東國際機(jī)場太陽能工程、總參人武部工程、國家廣電總局無阻傳導(dǎo)Ag3.2W集熱器工程等近于套大型太陽能工程，是力諾集團(tuán)的得意之作。

鑒于力諾瑞特在太陽能與建筑體化方面做出的突出貢獻(xiàn)，住宅與城鄉(xiāng)建設(shè)部授予力諾瑞特“太陽能應(yīng)用與建筑一體化項(xiàng)目”住宅產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)金獎(jiǎng)，成為太陽能行業(yè)惟一一家通過“建筑產(chǎn)品／住宅部品康居認(rèn)證”的企業(yè)，獲得住宅與城鄉(xiāng)建設(shè)部批準(zhǔn)設(shè)立的、太陽能行業(yè)惟一一家國家級的太陽能推廣基地――“國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地”。

作為一家國際化的太陽能應(yīng)用推廣企業(yè)，力諾瑞特通過全球領(lǐng)域的太陽能技術(shù)交流、國際高端技術(shù)合作取得突破性進(jìn)展。集團(tuán)先后與世界領(lǐng)先的德國Paradigma公司、德國斯圖加特大學(xué)、德國胡赫公司、世界500強(qiáng)之一的美國霍尼韋爾集團(tuán)、古巴政府等合作，并且依靠國際交流，從而使力諾瑞特太陽能成為印度、日本、韓國、南非等國家太陽能系列產(chǎn)品供應(yīng)商，并且，其國際貿(mào)易也迅速拓展到全球6大洲30多個(gè)國家和地區(qū)。

推動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)化

力諾瑞特在被授予國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地之后，3年時(shí)間推廣了3400萬平方米的住宅，相當(dāng)于一個(gè)中等城市。可以說，力諾瑞特的國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地為中國創(chuàng)造了一個(gè)完全低碳的生態(tài)的、可持續(xù)的太陽能住宅的新型城市。

然而，探索的路程總是艱難的，3年以來，力諾瑞特在“太陽能與建筑一體化”取得成就的同時(shí)，在推廣過程中也遇到了一些難題。針對這些問題，力諾瑞特通過不斷地科研攻關(guān)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，制定了有效解決方案，讓太陽能與高層建筑達(dá)到完美結(jié)合。

據(jù)了解，太陽能與高層住宅的應(yīng)用主要面臨“太陽能系統(tǒng)與建筑結(jié)合的安全可靠性”、“能否成為建筑的必要構(gòu)件”、“與建筑常規(guī)能源的有效互補(bǔ)”以及“系統(tǒng)后期運(yùn)行的管理便捷”等諸多問題。針對這些問題，力諾瑞特根據(jù)建筑特點(diǎn)和用戶需求設(shè)計(jì)提出了“集中集熱一分戶計(jì)量”、“集中集熱一分戶儲熱”、“分戶集熱一分戶儲熱”三種不同太陽能熱利用系統(tǒng)，并將“高效換熱內(nèi)膽”等多項(xiàng)核心專利技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品配置運(yùn)用到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了與建筑的同步設(shè)計(jì)、同步施工。

“太陽能與建筑的結(jié)合不是簡單的相加，它對技術(shù)的要求非常高。”力諾瑞特常務(wù)副總經(jīng)理文哲亮說。

中國太陽能行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了大致一下幾個(gè)主要階段：全真空玻璃太陽能熱水器的普及標(biāo)志著太陽能1.0時(shí)代的到來。這段時(shí)間中國完成了太陽能的市場教育，建筑被動(dòng)接受太陽能熱水器。分體式太陽能熱水器的誕生，標(biāo)志著2.0時(shí)代的開始。在這個(gè)階段，太陽能生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)識到了太陽能和建筑不可協(xié)調(diào)的矛盾，即主動(dòng)生產(chǎn)能與建筑結(jié)合的太陽能。直至2007年，力諾瑞特自主研發(fā)的Aqua系統(tǒng)的問世，標(biāo)志著太陽能與建筑一體化3.0時(shí)代的到來。

在3.0時(shí)代，太陽能熱水器實(shí)現(xiàn)了與建筑的同步設(shè)計(jì)、同步安裝、同步驗(yàn)收、同步后期管理，太陽能不再局限在提供家庭生活熱水，還將為現(xiàn)有的采暖、制冷設(shè)備提供中高溫輔助能源。Aqua系統(tǒng)的推出是理念和技術(shù)的一次飛躍。在此基礎(chǔ)上，太陽能的使用領(lǐng)域被大大拓展，建筑節(jié)能的內(nèi)涵進(jìn)一步豐富和立體化。力諾瑞特也憑借技術(shù)的優(yōu)勢，開啟了太陽能3.0時(shí)代，引領(lǐng)了太陽能與建筑一體化的前沿。

校企聯(lián)合加快人才梯隊(duì)跟進(jìn)

行業(yè)的發(fā)展、建筑結(jié)合技術(shù)的提升等，都離不開人才的跟進(jìn)。近年來，力諾瑞特一方面繼續(xù)加大人才培養(yǎng)，同時(shí)充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的平臺。

今年4月，山東力諾瑞特新能源有限公司又與濟(jì)南第六職業(yè)中專聯(lián)合辦學(xué)成立了太陽能行業(yè)首個(gè)太陽能熱利用工專業(yè)。本專業(yè)招收應(yīng)往屆初中畢業(yè)生，學(xué)制3年，由力諾瑞特派遣專家按照“太陽能熱利用工”的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行授課，將理論與企業(yè)需求進(jìn)行結(jié)合。

濟(jì)南第六職業(yè)中專的教學(xué)實(shí)踐，從源頭上提高了從業(yè)人員素質(zhì)，以“可持續(xù)消費(fèi)”來保障“可持續(xù)發(fā)展”，使太陽能行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從生產(chǎn)人員到安裝以及售后服務(wù)人員技術(shù)技能的標(biāo)準(zhǔn)化。

之前力諾瑞特還與山東建筑大學(xué)開展校企合作，創(chuàng)建中國首個(gè)太陽能與建筑一體化本科專業(yè)：與清華大學(xué)合作成立的“清華力諾能源光電子研究所”，聘請“中國真空鍍膜管之父”殷志強(qiáng)教授擔(dān)任學(xué)術(shù)帶頭人，致力于研發(fā)太陽能中高溫、太陽能光熱、光電綜合利用技術(shù)。力諾瑞特相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，與國內(nèi)外知名的學(xué)府和科研機(jī)構(gòu)合作，目的就是要加快太陽能利用技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變的速度，并且在一定時(shí)期內(nèi)，把產(chǎn)學(xué)研結(jié)合下的技術(shù)成果培育成企業(yè)新生代的技術(shù)資產(chǎn)。

引領(lǐng)中高溫利用新趨勢

目前，中國的太陽能熱利用技術(shù)基本上還處于低溫利用階段，中溫利用才剛剛起步。而力諾瑞特早已捷足先登，太陽能中高溫利用技術(shù)開拓了太陽能熱利用新的領(lǐng)域，在太陽能與建筑一體化、大型太陽能工程化推廣應(yīng)用、太陽能采暖、太陽能空調(diào)、太陽能熱發(fā)電等領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。

力諾瑞特常務(wù)副總經(jīng)理文哲亮說：“太陽能與建筑一體化是太陽能在節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)大趨勢下的必然發(fā)展趨勢，然而太陽能也不能止步于此。眾所周知，工業(yè)能耗占中國總能耗的70％，所以太陽能為工業(yè)提供熱能是太陽能發(fā)展的總趨勢，也就是太陽能中高溫?zé)崂??！?/p>

力諾瑞特2007年推出的新代的太陽能產(chǎn)品-Aqua系統(tǒng)，是在分體式太陽能熱水器的基礎(chǔ)上的升級。Aqua分體式熱水系統(tǒng)是行業(yè)的一個(gè)里程碑。Aqua系統(tǒng)的推出，使中國太陽能行業(yè)的熱利用進(jìn)入3.0時(shí)代。

在2009第八屆中國國際住宅產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)期間，力諾瑞特雙動(dòng)力太陽能燃?xì)忮仩t系統(tǒng)采用的分體式太陽能集成水箱被評為住博會(huì)重點(diǎn)推廣技術(shù)。專家認(rèn)為，這是德國Paradigma公司開發(fā)的冷凝式燃?xì)庀到y(tǒng)和現(xiàn)代的Aqua太陽能供熱系統(tǒng)集成的最高效、最環(huán)保的成套產(chǎn)品，是節(jié)能的冷凝式燃?xì)饧夹g(shù)和先進(jìn)的Aqua太陽能供熱系統(tǒng)的結(jié)合，能夠高效、環(huán)保地為單戶和兩戶家庭的住房提供熱水和供暖。