发布时间：2023-03-16 15:56:36
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的太阳能发电技术论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：太阳能光伏发电 太阳能电池 大城市居民小区 直流配电网
中图分类号：TM61 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（b）-0022-03
随着社会公众的环保意识的提高以及新材料、现代电力电子技术的发展，充分利用可再生的太阳能已经越来越受到政府和公众的重视。目前太阳能技术已经在新能源发电、交通、航空航海和空间站建设等领域得到了广泛应用。充分利用可再生的太阳能发电，建立节能、环保、舒适的居住空间也成了社会的共识。因此，该文根据当前各种太阳能发电技术的特点与发展，以经济、环保利用太阳能为目标，考虑大城市居民小区具有建筑密度大，高楼较多、屋顶面积小、楼间距较小等特点，分析适用于大城市居民小区的太阳能发电技术的选择方案。
1 太阳能光伏发电技术的发展现状
1.1 太阳能的应用形式
目前，居民小区应用太阳能的途径主要可分为太阳能光伏发电和光热转换两种形式。
太阳能光热技术是将太阳辐射能量转化为热能的技术。在居民小区，常见的直接利用太阳能的方式有：（1）利用太阳能空气集热器供暖。（2）利用太阳能热水器提供生活热水。（3）利用集热-储热的原理建造太阳房等。间接利用太阳能的主要方式是利用太阳能制冷。其中利用太阳能制冷技术仍处于研究阶段，相关技术正在进入攻坚克难阶段，预计未来将会取得突破性进展。
太阳能光伏发电是以太阳能电池为中介将太阳能转化为电能的技术。太阳能发电系统有单独发电和并网发电两种发电方式，在城市小区，因为供电的可靠性要求，通常是采用并网发电方式，它是由太阳能电池阵列、蓄电池组、保护和控制系统、逆变器、小区负荷等设备构成，其中光伏电池阵列是由多个太阳能电池板串并联而成，是整个系统最核心、最有价值的组件。
1.2 太阳能电池技术的应用发展
到目前为止太阳能电池技术已历经三代，第一代主要为晶体硅太阳能电池；第二代是基于薄膜技术的太阳能电池；第三代是高倍聚光光伏电池。
晶体硅太阳能电池是以硅元素作为基本原材料，主要包括单晶硅和多晶硅太阳能电池两类。这是发展最早、技术最成熟、已经形成了大规模商业化生产的太阳能电池技术，约占据93%的市场份额，其转换效率在15%～20%。晶体硅太阳能电池最大的技术瓶颈是原材料硅的价格较为昂贵且供应不足，造成晶体硅电池价格呈现上涨趋势。表1给出了对单晶硅太阳能电池与多晶硅太阳能电池的主要特性。
薄膜太阳能电池所需要的硅材料极少或是不需要，因而与晶体硅太阳能电池相比，在生产成本上有明显的优势。薄膜太阳能电池可分为硅基、碲化镉（CDTE）、铜铟镓硒（CIGS）、砷化镓（GAAS）薄膜电池以及染料敏化（DSSC）太阳电池等[1]。薄膜太阳能电池应用已经逐步展开，其中2014年12月我国首个兆瓦级CIGS薄膜太阳能电站在云南石林投运，其发电效率比同等规模的晶体硅太阳能电站高出10%。根据大城市居民小区的需要，表2给出了主要薄膜太阳能电池的技术特性。染料敏化太阳电池是一种采用由有机材料构成核心部件的太阳能电池，在原材料上具有潜在的优势，可以大面积成膜，具有可设计性强，质轻，可塑性好，是一种有前景的太阳能电池技术，但是目前仅停留在实验阶段。
从适用于大城市居民小区建筑的角度看，由于非晶硅薄膜电池可制作成半透明的类玻璃形状，且具有较高的吸收系数，因此非常适合于与光伏-建筑一体化小区工程相结合，作为建筑物的玻璃幕墙、玻璃窗以及建筑墙面。CIGS薄膜电池由于其缓冲层CdS具有潜在的毒性，国产化水平较低，价格较高，但转换效率高，比较适合用于商住两用型小区、公寓型小区或是小区中的大型公共建筑的玻璃幕墙。CDTE薄膜太阳能电池成本较高，且有一定污染，可用作大型建筑的屋顶，而GAAS薄膜电池价格过高，一般不用于居民建筑。
2 居民小区的太阳能光伏发电技术的应用选择
在我国，特别是一些低层建筑比较密集的中小城市、广大农村地区，太阳能热水器技术已经得到广泛利用和推广。但是这种利用方式无法适用于大城市居民小区，一方面是因为高层建筑物不能提供安装位置，另一方面是因为这种杂乱无章的安装严重影响建筑物的视觉美观效果，破坏环境的和谐，不能实现与建筑物的完美结合[2]。目前推出的壁挂式大阳能热水器是比较适合大城市居民小区的太阳能光热利用的产品。
同时，太阳能光伏发电技术在民用领域也具有广泛的利用和推广空间。城市居民小区有许多公共用电设备，如小区路灯、草坪庭园景灯、高层建筑楼梯间、地下车库的照明，楼房的电梯以及变频调速的水泵、风机等，这些设备数量多、总体耗电量大，都可以首先考虑采用太阳能光伏发电供电。在小区的公共区域放置太阳能电池板是一个优选方案。除考虑房屋的承重和成本问题外，可以采用3种放置太阳能电池的方式：（1）放置在建筑屋顶，并加砌与建筑外观一致的护拦，同时利用太阳能电池组件替代保温隔热层的作用，对于已建小区还可以与社区屋顶“平改坡”结合起来加装太阳能电池组件。（2）在楼梯间顶部专门加装一个放置太阳能电池板的阁楼，并采用与建筑外观协调和谐的斜屋顶设计，维护整体环境的协调。（3）对于新建的多层建筑和高层建筑，外墙与太阳光接触面积最大，采用与太阳能电池一体化的玻璃幕墙、透明绝热材料，实现光伏-建筑一体化，同时达到美观和装饰效果。
在城市居民小区中，通常采用太阳能光伏发电系统与市政电网并联供电的形式，如图1所示。但是当小区内太阳能光伏发电容量比较大，且小区内直流负载比例较高时，小区采用分布式直流配网供电[3]，将市政电网通过交流-直流变换作为并联电源，如图2所示，更有利于太阳能光伏发电的利用，且具有更好的效率。这是因为：（1）太阳能光伏发电输出直流电，直接接入直流配电网，可以节省大量的DC-AC换流环节。（2）大部分民用负载都是直流负载，比如个人电脑、电视、充电设备、电热器、照明负荷，采用直流配电网后，整体效率更高；同时对于采用变频技术的家用电器，如空调、冰箱、洗衣机，如果采用传统的交流配电网，需要经过AC-DC-AC变换，而采用直流配电网则只需要采用DC-AC变换。因而直流配电系统的整体效率更高。（3）同时直流配电网更可靠，且没有频率和无功问题，也没有传统交流配电网的谐波污染问题。（4）直流配电网的可控性，更有利用于未来智能社区的建设[4]。
3 结语
太阳能光伏发电在大城市民用领域也具有广阔的发展空间。但是由于大城市的地价贵、楼间距小、高层建筑多，相对中小城市、农村来说，利用太阳能光伏发电的空间较小、单位投资高、发电成本高，回收成本年限长，如果采用全国统一的补贴标准，难于达到预定的促进作用。因此，需要靠政府政策扶持，鼓励企业、社会公益投资，同时与绿色社区、智能社区建设结合起来，达到更好的整体社会、经济、环保效率。
参考文献
[1] 李海涛.太阳能利用研究进展[J].科技创新与应用，2016（9）：38-39.
[2] 彭瑛.民用建筑太阳能的利用[J].湖南工业大学学报，2012，26（5）：90-94.
关键词：风力发电 光伏发电路灯可行性分析
风能、太阳能作为可利用的自然可再生能源，二者在转换过程中都是受季节、地理和天气气候等多种因素制约，但是，两者的变化趋势基本相反，扬其两能各自之长，补其两能各自之短，相互配合利用，因地制宜，能发挥出最大的作用。特别是在远离电网的地区，独立供电系统成为人们最需要的动力源。结合风能、太阳能
的特点，综合利用风力发电和太阳能光伏发电技术而建立的风光互补发电系统无疑是解决这一重要问题的最佳方案。
风光互补路灯即是有效的利用风能及太阳能之间在能量及时间上的互补特性，通过两者各自的发电装置，共同向蓄电池进行充电，为路灯提供独立供电电源的独立供电系统。路灯在我们日常生活中很常见且实用，它给我们夜晚的生活和交通带来光明和便利，然而人们往往忽视了路灯的耗电能力，其实常规的路灯尤其是高速公路上的路灯也是一个“耗电大户”，由于路灯的低压输电线路长，不仅路灯耗电，输电线路上的耗电也很大，而且常规路灯必须用埋地电缆供电，在离电源点超过三公里的公路就要建一个供电线路，随着公里的延伸，还需要设升压系统。因此大部分远离电源点的市郊公路和高速公路都没有安装路灯，这实际上给道路交通带来了许多安全问题,也给人们的夜晚出行带来不便。然而，风光互补路灯的出现正规避了这些弊端。美观独特的风光互补路灯既能把城市的夜晚装点得多姿多彩，又为城市增添了一道靓丽的风景。
风光混合供电系是由风力发电机、太阳电池阵列、蓄电池组、充电控制器、逆变器、系统监控系统等组成。风力发电机及太阳能电池发出的电通过控制器贮存在蓄电池中，当负载为直流时，通过控制器直接输送给负载；当负载为交流时则需经逆变器将直流转化为交流再输送给负载。整个系统由能量产生环节、能量存储环节、能量消耗环节三部分组成。能量的产生环节又分为风力发电和光伏发电部分，分别将风力、日照资源转化为高品位的电力能源；能量的存储环节由蓄电池来承担，引入蓄电池的主要作用就是为了尽量消除由于天气等原因引起能量供应和需求的不平衡，在整个系统中起到能量调节和平衡负载的作用；能量消耗环节在本文中主要是指路灯的能量消耗。
本文以山东省烟台市的风能太阳能资源条件为例，来分析风能太阳能混合发电的实用价值。以典型气象年数据为参考，下图是各月的风能太阳能能量分布情况，
图1风能太阳能的各月能量分布图
尽管风光互补路灯初投资较高，但是该系统不需要输电线路，也不需要开挖路面做埋管工程，不消耗电能，从长远来看该系统有着明显的经济效益。而且风光互补路灯利用天然能源发电来工作，不消耗化石燃料，无二氧化碳、二氧化硫等有害气体的排放，清洁干净，环境效益良好。目前，在欧洲、日本、美国等发达国家正在普及风光互补路灯，用在沿海公路、偏远山路，特别是对已建成的道路增设路灯非常方便。目前我国已经有部分城市试验性将风光路灯系统用作城市道路景观照明, 并取得了一定成效。随着风电和光伏发电的成本越来越低，风光复合发电方式必将在解决远离城市的高速公路，海洋上的孤岛，偏远的山区用电问题上发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1] 程雅丽. 独立光伏发电系统优化设计[D]. 天津：天津大学硕士学位论文,2003
[2] 李传统. 新能源与可再生能源技术[M]. 南京：东南大学出版社, 2005: 3～5
[3] 王长贵, 王斯成. 太阳能光伏发电实用技术[M]. 北京：化学工业出版社, 2005: 31～35
[4] 方燕, 马金花, 高善峰等.风光互补路灯系统的优化设计方法[J].可再生能源, 2009,27(1):88～92
关键词：可再生能源；发电技术；教学模式；考核
当今人类面临着能源短缺和环境污染的严重挑战，传统的煤、石油、天然气等化石燃料资源的有限性与社会的巨大需求形成了尖锐的矛盾，同时受开采条件和资源枯竭等因素影响，人类将会面临资源危机，而且化石类能源所排出的废气给生态环境带来很大影响，社会影响巨大。因此研究开发无污染的、可持续的可再生能源与能源转换技术成了当前科学和技术发展的重要研究方向，也是工程技术应用中的热点问题，而且已经上升到经济、社会和战略安全的范畴。工科高校担负培养合格的工程技术人员的重任，因此，为了适应科技和社会的发展，满足工程实际对人才的要求，可再生能源发电方面的人才培养已经成为当务之急和重中之重的工作。[1，2]因此在新的能源形势及人才需求下，上海电力学院（以下简称“我校”）在高年级热能与动力工程专业（热力发电方向）开设了“可再生能源发电技术”的课程，让学生在全面掌握常规火力发电的基础上，掌握可再生能源利用基础知识、能源利用形式及其相关技术，了解可再生能源发电的前沿技术，从而扩大学生的知识面，适应社会需求。[3，4]
本文通过分析“可再生能源发电技术”的课程特点和存在的问题，探讨了该课程的教学方法和教学模式的改革，内容包括教学内容、教学方法、考核方式等，从而达到激励学生自主学习的意愿，培养学生勇于创新的精神，孕育学生科学的素养，提高学生分析与解决实际问题的能力，实现学生对“可再生能源发电技术”课程的全面了解。
一、“可再生能源发电技术”课程教学的特点
1.教学内容多学科交叉
“可再生能源发电技术”课程主要包括水力发电、太阳能发电、生物质能发电、风能发电和海洋能发电等内容，课程的主体是分别对上述发电形式进行较为系统的解析，重点介绍各种可再生能源发电技术的基本原理和开发利用的基本方式，以及目前国内外该发电形式利用的现状和最新进展。所有以上内容涉及工程热力学、传热学、流体力学、半导体物理、空气动力学、力学等基础理论和相关知识，因此教学内容涉及领域广、研究对象较多，知识结构复杂多样、学科交叉非常突出、知识点集成度高等特点，这将给讲授带来挑战，即如何将这些知识点，尤其是跨学科的内容传授给学生，并让学生能够较容易地掌握是该课程需要解决的重点问题之一。
2.教学方式亟待改革
由于“可再生能源发电技术”课程的多学科交叉，一般而言，在短时间内掌握非本专业理论知识较困难，因为没有该专业的理论基础知识，经常会很难理解有关知识点，这将严重影响学生的积极性，甚至部分学生会产生抵触情绪。因此，以教师讲授为主的教学方式，学生没有参与进来，不能充分调动学生的积极性，可能导致学生无法理解所讲授的内容；同时该教学方式忽略了学生的创新能力培养。因此如何将教师的“教”转化为学生的“学”，将多学科交叉课程的课堂组织好是该课程教学需要解决的问题之一。
二、教学内容的设计
可再生能源发电技术的研究属于当今研究的前沿问题。随着科学技术的快速发展，新技术、新方法和新工艺等不断涌现，教学内容需要与时俱进，不断更新，现有的教材显然不能很快地响应这样的变化，以教材为教学内容难以满足教学要求。在笔者的教学实践中，教学内容上通过参考权威书籍、资料和自身的研究成果，同时对国内外期刊文章、学术专著及网络平台知识进行学习，掌握当前研究的动向，并整合所有材料作为课堂教学内容及课外拓展阅读资料。广泛获取信息，动态更新与拓展教学内容，把握最新的专业前沿，有助于引导学生去探索新知识，培养创新精神。另一方面，由于课程涉及多学科的交叉，在有些学科领域上，学生缺乏知识储备，课堂教学较难获取有效的效果，因此，摒弃一些晦涩难懂的理论知识是非常必要的。[5，6]以太阳能热发电为例，太阳能热发电涉及流体力学、传热学、自动控制等多学科，当整合最新的科技发展成果作为案例讲解时，主要向学生阐述太阳能热发电的基本原理、关键技术、发展趋势及政策激励等，让学生充分接触各种知识，拓宽视野，了解科技前沿的最新动态，目的是给学生专业素养的形成提供一个有利、有效的平台。课程内容应深入浅出、科普性与前沿性并重，当学生的兴趣被调动起来后，再进行该学科的基本理论的讲授或学生自学就非常容易切入，这样就可达到较为理想的教学效果。
三、新型的教学模式
根据“可再生能源发电技术”课程的特点，本文提出新型教学模式的设计，使得教师成为课堂的组织者，通过设定教学内容，明确教学任务，课堂教学以学生为本，体现学生的认知主体作用，使学生在学习过程进行积极思考，自主学习，从而在培养学生的创新能力和增强其科学素养等方面发挥作用。
1.专题讲授
可再生能源利用形式多样，涉及本学科各个分支学科，具有多学科交叉与耦合的特点。为了避免各分支学科相互之间影响导致学生难以理解的问题，提出采用专题讲座的授课形式，集中时间讲授某一类型的可再生能源发电形式。此外，争取请相关领域的专家或工程技术人员每学期做1～2次课堂报告，将工程中碰到的问题简化并整合成案例，在教学中根据需要选择案例进行剖析，激发学生的学习兴趣，强化学生的工程实践意识。
2.互动教学
在教学过程中，教师做几次完整的典型研究报告，包括几种可再生能源的发电原理、设备组成、科研前沿等，目的是让学生掌握宏观现状背景和如何从微观把握问题与分析问题；引导学生充分利用图书馆资源，掌握归纳分析的方法；指导学生进行撰写科技或科普论文，提高学生的科学素养，在此基础上安排学生参与课堂中来。具体做法是学生以小组为单位，各小组自主选择相关研讨课题，通过查阅文献和小组研讨，形成专题研究报告，并由小组成员在课堂进行汇报，根据其汇报内容，接受老师和同学的提问，并进行解答，教师及时进行指导并对其评分。形成教师指导，学生主讲，教师与学生，学生与学生互动讨论的方法，教学实践表明，该方法大大提高了学生的主动性。学生经历查阅文献、分析问题、报告写作和报告陈述的全过程，显著增强了创新能力、科研精神和团队合作意识。利用对多个相关课题的讨论，学生对可再生能源特点、可再生能源发电的前沿技术等有了更深入的认识。
3.虚实结合
在学科平台及自建教学平台的基础上，通过实物参观、模型演示，多媒体教学等虚实结合、多位一体的教学模式，提高学生的感性认识。
（1）可再生能源发电技术模型的利用。热能与动力工程专业的学生以往大部分接触的是火力发电方面的知识内容，对可再生能源发电技术认知较少，特别缺乏针对可再生能源发电原理和发电设备等进行系统的学习，如果直接进行理论的学习，学生会感到很枯燥，对一些基础理论知识和发电设备结构很难理解。为了提高学生的感性认识，笔者所在课程组建立了可再生能源发电技术教学平台。在学习课程的理论知识之前，学生首先了解小型模型的实物结构，内部构成，基本组成和基本原理，使得学生具有整体的感性认识，然后再学习本课程，同时结合模型进行讲解。
（2）健全的多媒体素材。“可再生能源发电技术”课程内容较多，课时有限。相比较传统的教学方式，多媒体信息量大，采用灵活的图形、视频和动画等表现形式，能够直观、形象地再现客观事物。笔者在教学实践中采用多种多媒体教学手段。例如：选用《国家地理》节目里的《伟大工程巡礼——太阳引擎》视频作为太阳能热发电原理及形式的教学内容，直观地介绍了槽式、塔式、菲涅尔等形式的太阳能热发电原理，以及聚光器的制造工艺等。选用GE的水轮机设备，采用Flash方式制作水力发电中反击式水轮机设备的教学内容，直观且易于理解。通过多媒体的应用，展示现场实际设备，简化教学中的难点，增加了课程的信息量。
四、小组式考核方式
“可再生能源发电技术”作为高年级的课程，课时有限，知识点多，内容模块化强，科普性和专业性并存，采用常规的卷面考试方式难以准确考核。笔者在该课程教学实践中，进行了小组式考核机制的尝试，即以小组为单位，制作课程学习的整体报告，选派一名代表在课堂上进行答辩，汇报内容结束后，其他组成员和教师针对报告内容进行提问，组内成员均可就相关问题进行回答。其他组同学根据该小组的汇报情况进行打分，打分表如表1所示。除此以外，在考核中增加动态考核，每个小组选出组内最佳贡献成员，给予动态加分；同时为了增加考核上互动，鼓励学生思考问题，对于提问积极的学生在成绩上给予加分。该考核方式，对课程的教学实行了动态的考查与过程管理，实现了以考核促学习，有效地调动了学生学习的积极性，推进学生协作能力培养，增强了“教师与学生”、“学生与学生”的互动，提高较整体的教学效果。
表1 考核打分表
小组名称 选题创新性（共20分） 查阅文献情况（共20分） 分析问题能力（共20分） 报告质量 （共20分） 表达能力 （共20分） 总分
（100分）
五、结语
随着可再生能源发电技术的发展，“可再生能源发电技术”已经成为热能与动力工程专业学科重要的专业课程。本课程具有典型的多学科交叉的特点，同时该领域的研究成果日新月异，因此无论是在教学内容还是在教学方法都需要进行改革和创新。本文通过紧跟前沿的研究热点，设计深入浅出的教学内容；采取以学生为主体，通过引入工程案例，专题研究与课堂讨论等模式，并辅以教学模型与多媒体动画演示等多种灵活多样教学手段的改革，让学生在了解可再生能源发电技术的理论知识的基础上，培养了学生挖掘问题，解决问题，理论与实践相结合的能力，锻炼了学生查阅文献和团队协作的技能，提高了学生的科研素养与工程实践本领。
参考文献：
[1]孙欣，黄永红.“新能源发电技术”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2012，（35）：95-96.
[2]刘忠，邹淑云.专业选修课《新能源发电技术》的教学研究与实践[J].科技情报开发与经济，2010，20（1）：185-186.
[3]张力，杨仲卿，郑泓.“能源、环境与社会”全校性新生研讨课教学模式探讨[J].中国电力教育，2012，（24）：54-55，69.
[4]余霞，夏菁.关于高校本科专业选修课的若干思考[J].中国电力教育，2012，（32）：72-73.
关键词：独立式；太阳能；光复逆变电源
一、独立光伏发电系统组成
独立运行太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池方阵，蓄电池组，控制器和逆变器四部分构成。
1.1太阳能电池方阵
光伏电池是组成太阳能光伏发电系统最基本的单位。但单体光伏电池发出的电能很小，工作电压约0.45~0.5V，工作电流20~25mA/cm2，而且是直流电，在大多数情况下很难满足实际应用的需要。为满足负载要求的输出功率，一般都将电池组串并成太阳能电池组件。
1.2蓄电池组
太阳能发电系统只能在日间有阳光的时候才能发电，而多数情况人们主要在夜间大量用电，所以需要存储太阳能电池方阵发出的电能并随时向负载供电。光伏系统对蓄电池组的要求是：1、自放电率低；2、使用寿命长；3、深放电能力强；4、充电效率高；5、少维护或免维护；6、工作温度范围宽；7、价格低廉。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封免维护铅酸电池；
1.3控制器
控制器是光伏发电系统的核心部件之一，主要用于实现整套系统地充、放电管理。太阳能光伏阵列发出的直流电能，经过控制器对蓄电池充电，在蓄电池未充满时，控制器的作用是最大限度地对蓄电池充电，当蓄电池被充满时，控制太阳能充电，使蓄电池处于浮充状态。当蓄电池放电至接近蓄电池过放点电压时，控制器将发出蓄电池电量不足报警并切断蓄电池的放电回路，以保护蓄电池。随着光伏产业的发展，控制器的功能越来越强大，有将传统的控制器、逆变器以及监测系统集成的趋势，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三种功能。
1.4逆变器
对逆变器的基本要求是：
1、能输出一个电压稳定、频率稳定的交流电，无论是输入电压发生波动还是负载发生变换，都要能达到一定的电压精度；
2、具有一定的过载能力，一般能过载125%~150%；
3、输出电压波形含的谐波成分应尽量少；
4、具有短路、过载、过热、过电压、欠电压等保护功能和报警功能，且具有快速的动态响应。
二、逆变电源基本工作原理及逆变电路设计
2.1逆变电源基本工作原理
逆变电源的拓扑结构很多，各自的工作过程不完全相同，但最基本的逆变过程是相同的。下面以最基本的单相桥式逆变电路为例，具体说明逆变器的“逆变”过程。单相桥式逆变电路如图1所示，T1，T2，T3，T4是桥式电路的4功率管，由电力电子器件及辅助电路组成。输入直流电压为Vcc，Z代表逆变器的负载。当开关T1、T4接通时，电流流过T1，Z和T4，负载上的电压极性是左正右负；当开关T1、T4断开，T2、T3接通时，电流流过T2，Z和T3，负载上的电压极性反向，把直流电变成了交流电。改变两组开关的切换频率就可以改变输出交流电频率，得到的是正负半周对称的交流方波电压。负载为纯阻型时，负载电流电压波形相同，相位也相同；负载为感性时，电流滞后于电压，波形也不同。
2.2逆变电路设计
逆变电路的功能是将升压得到的高压直流电经SPWM全桥逆变，变成220V的SPWM电压，再经输出滤波电路滤波为220V、50Hz正弦交流电压输出，包括功率桥的设计、控制电路设计和保护电路设计。
2.2.1逆变环节的主电路
如图2所示为逆变环节主电路图。对输入的直流电进行SPWM调制，经过LC滤波输出，采用电压瞬时值反馈，对输出电压进行采样隔离，反馈信号送给控制芯片经过A/D变换保存，得到脉宽控制量，通过SPWM生成环节产生各功率管的开关信号，控制功率管的通断，使输出电压尽可能跟踪基准正弦给定信号。
2.2.2控制电路设计
逆变环节的任务是使直流变交流，为使交流输出电压稳定，本系统采用闭环控制，对输出电压进行采样分析，系统中CPU根据采样电压值来控制SPWM波发生器输出SPWM参数，产生SPWM波驱动逆变桥，从而得到稳定的交流电。系统CPU采用ATB9C51，SPWM波发生器采用SA838单相SPWM波发生器，功率逆变桥选用PS21865，其内部集成了驱动电路，因而外部驱动电路可以不再添加。控制电路功能包括：控制脉冲产生，交流输出稳定，保护和报警显示，电路框图如图3所示。
三、逆变器控制方案比较
光伏逆变器的性能很大程度上决定了整个光伏发电系统的性能和效率，随着光伏发电系统的应用越来越广，人们对光伏逆变器输出电压的质量要求也越来越高，不仅要求逆变器的输出电压稳定以及工作可靠，而且要求其输出电压正弦度高。所以光伏逆变器的控制技术也得到了不断的发展。
逆变器要实现输出纯正弦波，控制方案的实现通常分为模拟控制和数字控制，具体实现方案有如下几种。
（1）模拟控制。控制脉冲的生成，控制算法的实现全部由模拟器件完成。优点是技术非常成熟，有很多可以参考的实例。但其存在很多固有的缺点：控制器的元器件比较多，电路复杂，所占的体积较大；灵活性不够，硬件电路设计好了，控制策略就无法改变；调试不方便，由于所采用器件特性存在差异，致使电源一致性差，且模拟器件工作点的漂移导致系统参数漂移。逆变电源数字化控制是发展的趋势，是现代逆变电源研究的一个热点。
（2）由单片机实现数字控制。为改善系统的控制性能，通过A/D转换器，将微处理器与系统相连，在位处理器中实现数字控制算法，然后通过输入、输出口或脉宽调制口（PWM）发出开关控制信号，微处理器还能将采集的功率变换装置工作数据显示或传送至计算机保存。一些控制中所用到的参考值可以存储在微处理器的存储器中，并对电路进行实时监控。微处理器的使用在很大程度上提高了电路系统的性能，但由于微处理器运算速度的限制，在许多情况下，这种微处理器辅助的电路系统仍旧要用到运算放大器等模拟控制元件。
（3）由DSP实现数字控制。随着大规模集成电路、现代可编程逻辑器件及数字 信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）技术的发展，逆变电源的全数字化控制成为现实。DSP能够实时地读取逆变电源的输出，并实时地计算出PWM输出值，使得一些先进的控制策略应用于逆变电源控制成为可能，从而可对非线性负载动态变化时产生的谐波进行动态补偿，使输出谐波达到可以接受的水平。但DSP入门门槛较高，开发成本高，造价也较高。
结束语
太阳能作为绿色生态能源，以光伏技术与电力电子技术为依托，结合我国的实际利用它为人类服务，是能源工作者的重要任务之一。充分利用这些无电地区的太阳能资源，有计划、有步骤地推广光伏技术，解决缺电地区的用电问题，促进这些地区的经济文化发展，提高人口素质，对于全国的平衡协调发展，缩小地区间差距，均具有战略与现实意义。
参考文献：
[1] 沈辉，曾祖勤.太阳能光伏发电技术[M].北京：化学工业出版社，2005.87
[2] 王常贵，王斯成主编.太阳能光伏发电实用技术[M].北京：化学工业出版社，2005.6
[3] 倪海东，蒋玉萍.高频开关电源集成控制器[M].北京：机械工业出版社，2005.1
[4] 郭同生.光伏系统逆变器数字控制技术研究[J].西安交通大学硕士学位论文，2003.3
论文摘要： 本文针对现行跨专业选修课教学模式和考试方式所存在的问题，探讨了一系列的改革方案，如设立专题讲座、采用一页开卷式考试等，以努力提高高校的素质教育。
一直以来，由于面向的教学对象是没有经过该学科前期基础课程学习的学生，跨专业选修课在高校教学中一直是难以驾驭的课程类别。让学生掌握晦涩难懂的外专业知识，激发学生学习外专业知识的兴趣，提高学生的综合素质，跨专业选修课教学模式和考试方式的改革势在必行。下面笔者以我校的一门跨专业选修课《电力生产概论》的教学改革为例做一些探讨。
1.现行教学模式及考试方式
我校基于电力行业背景，办学形式有浓厚的电力特色。为了让我校各专业学生都了解电力生产知识，《电力生产概论》课程应运而生。该课程为全校选修课，所有非热能动力工程的学生都要选修这门课程，这样就存在两点问题：一是教学对象均为跨专业跨学科学生，没有该专业的理论背景，有些甚至没有工科背景；二是课堂容量较大，超过百人，课堂上难以做到面面俱到，控制较难。
现行的教学模式采用的是讲稿式的多媒体教学。在这种模式下课堂教学内容死板，专业性较强，学生感觉专业跨度大，有很多晦涩难懂的专业名词，学起来非常吃力，久而久之，不少学生对该课程提不起兴趣，单纯只为了赚学分，没有达到让学生了解先进的电力生产知识的教学目的，教学效果很差。
考试形式采取的是传统的闭卷考试形式，往往是面对课本知识和课堂教学内容命题，考试功能单一，基本上是终结性的评价，而不是教育进行中的诊断性的评价和水平发展性的评价，偏重理论化，在这种情况下就造成学生为了考试而考试，考前死记硬背，考试基本上是考记忆力，考试内容不合理，局限于教材。客观性试题比例大，而综合性考题、分析论述题少，制约、干扰、阻碍了学生分析综合能力的培养和创新精神的培养。
2.教学模式改革
2.1设立专题讲座形式。
电力生产概论体系设置比较系统。根据我国的主要发电形式，教学内容分为火力发电、水力发电、核电、新能源发电等几部分，其中新能源发电又包括风力发电、太阳能发电、生物质发电等。各章独立，自成系统，各部分内容均有很多前沿的技术，而且发展迅速，仅靠讲述书本知识已经不能适应科技的进步。因此设置专题讲座形式，使学生学习起来更系统，而且在讲座过程中，运用通俗易懂的语言，由浅入深，学生可以积极参与，对感兴趣的问题进行提问，了解最新的发电技术，做到课堂互动，真正达到该课程的教学目的。
2.2改进多媒体，教学内容更加多样化。
原有的多媒体是以文字为主的PPT，大多是从书本复制过来的讲稿。对于没有专业背景的外专业学生，显然有些内容是晦涩难懂的，学生面对干巴巴的文字也提不起兴趣。要让这些专业内容变得通俗易懂、生动活泼，这就需要在多媒体的形式上多下功夫，大量地采用图片、视频、CAI课件、Flas等，做到图、文、声、像并茂，激发学生的学习兴趣。
2.3分组讨论，合作学习。
改变传统单一的教师“教”的模式，把学生“学”生动地引入到课堂教学中去，改变一言堂教学。在每一个专题授课结束后，在课堂上教师布置与该专题的相关开放性课题，比如现代风力发电的诸多问题的研究，对班级学生进行分组，并要求各组成员课下去检索相关资料，确定议题，就此议题发表各自看法。在下一次课上，每组派代表将自己的研究内容简要报告，并进行讨论。
这种分组讨论合作学习的方式要想能够达到预期效果，在实践中必须强调合作学习的三意识：
（1）责任意识。让学生明确参加小组讨论是每个人的责任，在小组讨论中有敞开心扉、畅所欲言的意识。
（2）质疑意识。善用批判思维，巧用发散思维，大胆质疑，提出问题，并在合作的过程中有所争论、有所发现、有所创新。
（3）整体互补意识。在讨论中既理性地审视自己，又海涵他人的智慧。不要怕争论。许多真知灼见往往是在创造性氛围下的冲突中产生的，这样才能产生集体智慧高于个人智慧总和的效果。
3.考试方式改革
采用原有闭卷考试方式，学生考前突击复习，死记硬背，试题内容单一，偏重理论知识，最终导致成绩评定不能完全体现学生的真正学习水平。因此考试及成绩评定宜由以下两部分组成：
3.1撰写小论文或调查报告。
其题材可以由教师提供，也可以学生自选；可以是综述、述评，或做理论上的新阐释、方法上的改造、技术上的创新、操作上的变革等，也可以是对已有观点的新阐发或商榷等，但必须要以探索、创新、发展为其突出特征。在撰写完成后，还需安排答辩，以检验其写作的真实程度、下工夫程度，考查所获取的与论文相关信息的广度以及信息批判思维和信息创新思维的深度，作为评分的重要依据之一。
3.2一页开卷考试。
“一页开卷”既不是闭卷考试又不同于我们常见的普通开卷考试，它的实施方法是允许学生在考试之前的复习中准备一张纸，将自己认为的课程重点写在上面，考试时这张记录纸可以带入考场以备查阅，但不得在考生之中交换。这种考试方法是符合电力生产概论教学目标的，因为电力生产概论教学强调让学生学懂和应用电力生产知识，而不要求学生死记硬背，因此在考试目的上也就要求我们要考查学生运用知识解决实际问题的能力，而不是考查记忆能力。
“一页开卷”的考试方法有三个明显的优点：（1）可以在考试之前极大地调动学生认真复习、准备考试的积极性，因为考试的成绩与自己准备的充分程度相关，准备越全面，考试的总体效果就越好，同时也锻炼了学生的总结归纳能力。（2）有利于让学生避免死记硬背的学习方法，而更专注于对知识的理解和活学活用，从注重记忆的学习转向注重理解的学习。（3）有利于减轻学生不必要的学习负担，缓解学生考试前的心理紧张和焦虑状态。
4.结论
笔者通过跨专业选修课的教学实践，分析了原有教学中存在的问题，努力探讨跨专业选修课的教学模式与考试方式的改革方案，为培养出有创新能力、有合作精神、有解决实际问题能力的高素质学生，使我们的教育教学更趋科学化、合理化提供了建议。
参考文献：
［1］廖仁光.合作学习模式的运用及考试成绩的评定［J］.科技情报开发与经济，2007，17（7）.
［2］罗军.跨专业选修课《家用电器》的教材电子化探索［J］.重庆教育学院学报，2002，15（3）.
［3］尚坚.浅谈跨学科、跨专业混合班《有机化学》教学［J］.高等理科教，1997，2.
关键词：毕业设计；质量；因素；措施
近几年来，随着各高校招生规模的扩大和高等教育大众化的到来，生源质量有所下降、师资队伍、管理水平等教学条件不足，师生比例逐步加大，在某种程度上严重影响到毕业设计的质量。因此，如何提高毕业设计质量，培养现代社会急需的科技人才是我们高校面临的新课题。
一、高校扩招、办学经费紧张、师资不足是影响学生毕业设计质量的主要因素
具体原因包括以下几个方面。
1.应处理好考研、就业与毕业设计的关系。我们知道，最后一学期学生面临巨大的就业压力，各种面试、招聘、实习活动很多，影响了学生的毕业设计，特别是一些工科专业的学生，由于找到工作就去公司实习，不能到实验室做相关实验，又没有老师辅导，学生平时不能抓紧，影响毕业设计质量。
2.办学经费不足、各种教学资源紧张。由于毕业设计是一个综合性很强的教学环节，基本的经费和教学设备是必要的；但由于近几年的高效扩招，造成高校办学经费和各种教学资源紧张，特别是面对新技术、新课程，没有建立相应的实验室，纸上谈兵，或者实验设备台套数少，几十个人一组，实验效果很差。有的学校图书资料更新很慢，缺少校外实习基地，省去实习环节，或者让学生自己找实习单位。
3.师资紧张也是影响学生毕业质量的一大原因。由于扩招，师生比增大，各高校引进了大量的年轻教师，他们毕业后直接进入高校参与教学活动，没有现场经验，特别是一些工科专业的年轻老师，没有参与生产实践活动，缺乏第一线的研发经历，同时教学工作量又大，科研任务多，对毕业设计重视不够，影响毕业设计质量。
二、采取的措施
1.从教学部门到指导老师都要加强对毕业设计重要性的认识。毕业设计是对过去几年所学内容的综合，是提高学生综合分析能力的重要一环，是其他任何教学环节都无法替代的。在本科评估、专业检查时都作为重要的内容之一。因此，要告诉学生毕业设计的重要性和对今后工作的影响。
2.科学合理的安排处理好考研、就业与毕业设计的关系，学生考研与就业也是很重要的事，学校应积极创造条件满足学生的要求。目前一种有效地办法是将毕业设计时间从第七学期的暑假开始，提前给学生发放设计题目，让学生利用暑假时间准备，通过调研和搜集资料准备开题报告，做好相应的实验方案，既可以老师利用科研项目作为学生的毕业设计题目，也可以利用企业的技术改造项目、新技术、研究热点作为课题。
3.加大实验经费投入，改善教学科研条件，提高学生的动手能力和分析问题的能力。首先要加快学校大学生科创实验室和工业中心的建设，利用先进设备，根据设计方案，加工制造样机，实验测试自己的产品，同时加强资料库建设，为学生提供丰富的知识海洋。加强校企产学研合作，充分利用上海电气集团的优势，特别是在风力发电技术、太阳能发电技术、电动汽车电子差速系统、轨道交通牵引驱动与控制技术方面与企业建立全面合作，共建二级学院，聘请企业老总担任各个专业的客座教授，让企业工程师参与毕业设计工作，带部分毕业设计，直接解决企业的部分难题，效果会更好。
4.加强指导教师队伍建设，提高教师业务素质。高校教师的科研水平高低会直接影响教学质量。所以学校应千方百计地创造条件，鼓励教师参与科技实践活动，经常派年轻人下企业挂职锻炼，参与到企业的科研开发中去，努力提高自己的业务能力。为毕业设计（论文）奠定坚实的基础。
5.让学生参与科研活动。一方面要组织学生参加各类竞赛和科技创新活动，二是要引导学生尽量参与教师的科研项目，了解科研的基本过程和一般规律，提高学生的动手能力，为做好毕业设计打下良好的基础。
6.规范过程管理，加强质量监督及检查。首先应建立规范的毕业设计（论文）组织管理和操作规程，明确职责，做到有章可循。其次各教学部门要建立好各种规章制度，制订好标准，建立定期检查与评估机制，对指导老师和学生有一定的检查和约束，制订科学合理的考核办法，调动师生的积极性，提高毕业设计质量。
7.实行双向选择。老师提交设计题目，经过专家认可后，由学生选择老师和题目，老师也可以选择学生，通过竞争，提高人们的积极性。近几年，我们还加大由我校和企业联合指导本科生毕业设计（论文）工作。
8.毕业实习是做好毕业设计的重要环节之一。通过到企业实习，学生可以充分了解自己研究课题的内容、深度和广度，熟悉这个行业最新的科技成果及存在的问题，找出自己研究的方向，设计制订技术路线和要解决的技术难题。另外通过与现场工程师的交流，也可以提高学生的沟通能力，为毕业后的工作打下基础。为此，我们规定，凡是参加毕业设计（论文）工作的学生，在进行毕业设计（论文）工作之前，均必须进行毕业实习，并提交实习报告。
9.建立科学合理的开题、中期检查与毕业答辩制度。开题时一般要举行开题答辩，老师会根据你的设计内容指出存在的问题和注意事项；中期检查是对你前几周做的设计给予评价，告诉学生下一步的注意事项、进度安排等；最后就是毕业答辩，学生针对自己的设计内容进行陈述，老师提问，学生回答。对设计较差的学生会给予他们修改的机会，经过准备后重新答辩，这样既保证质量又能尽量让学生毕业。
三、小结
毕业设计是对四年所学知识的综合训练，极大地提高了学生的综合能力，为学生毕业后的扎实工作奠定了基础。风电公司带的部分学生毕业后直接留在了公司上班，从今年我院评出的优秀毕业设计看出，其中参加大学生科创项目和教师科研项目的学生占60%，答辩成绩明显提高。因此，应积极引导学生参与科创活动和教师科研项目，从而得到锻炼和提高。
参考文献：
[1]彭建南，阳小华.加强全程监控与管理提高毕业设计（论文）质量[J].怀化学院学报，2007.
[2]李继芳.毕业设计（论文）过程管理与提高质量的探索.基础理论研讨，2006，（3）
[3]邹吉高.严赞开.关于提高毕业论文（设计）质量的若干思考.成都教育学院学报，2006（4）.
[4]焦殿科，鄂旭.探索毕业设计教学提高设计质量.辽宁工学院学报，2005（7）
[5]杜祥培，尹跃妮，欧阳中万.提高本科毕业设计（论文）质量的探讨.高等教育，2004.
[6]马敬峰.论本科毕业设计（论文）教学质量评价体系的构建J].中国大学教学，2007.
