关键词：3+2分段培养体系；高职；本科；教学；实践
高职-本科3+2分段培养这种模式为学生的继续深造和升格为高级技术管理人才提供了一条行之有效的途径，能够充分发挥高职和本科院校的优势，为企业提供具有发展潜力的技能型人才，实现学校、学生、企业三方共赢。这种模式在江苏首先试点，常州工程职业技术学院（以下简称“我院”）与常州工学院已经开展多届合作，共同制订了比较完善的人才培养方案，而高职、本科衔接课程体系的建设无疑是人才培养的关键，我院光伏材料制备技术专业在3+2转段衔接阶段开设材料科学基础这门专业基础课有其针对性和必要性。材料科学基础这门课程主要揭示固体材料结构和性能之间的关联，实际上是用数理化的知识分析实际的材料问题，其内容庞杂，理论性强，抽象，是材料类专业的必修专业基础课，具有普遍指导意义。3年高职学段培养学生的专业实践技能，要求感性认识颇多，2年本科学段着眼专业和管理技术提升，要求有更深的理论基础和解决问题的能力。以下结合笔者的教学实践，说明如何开展有效的材料科学基础教学。
一、以光伏产业链为主线精选教学内容
材料科学基础的内容包括晶体结构和缺陷、固体热力学和动力学、固体结构和电子理论三大块，具体知识要点有晶体结构、固体电子结构、合金固溶体结构、范性形变、缺陷、相图、相变、界面、扩散、凝固结晶、回复再结晶等。全部讲完至少400学时左右，实际上既没有这么多学时，也没有必要面面俱到。课程具有普遍意义，但对专业来说，只要筛选出密切相关的内容即可，做到必需和够用即可。这样一方面可节省时间，另一方面也能够很快切入应用。所以，一定要梳理光伏产业链的应用点和材料科学基础内容相匹配，形成少而精的教学大纲内容，以利于少学时教学和专业应用。
纵观光伏产业链，从硅原料的制备和提纯，单晶硅多晶硅的生产加工，光伏电池和组件系统的生产，与材料科学基础关联的地方还不少。硅晶体的表面形貌、生长方向、生长棱线、层向生长过程对应晶体学知识、晶向晶面及特征的描述；其中融入硅和化合物半导体的结构和电性能对应着合金结构和固态电子论的知识，并牵涉到结合键，能带理论、半导体性能、光伏原理和光伏电池效率；晶片生产中缺陷位错的控制（颈缩工艺等）以及电池片效率改进对应着晶体的缺陷理论；单晶多晶的形核生长、环境控制、质量控制对应着凝固结晶理论；硅中杂质含量及分布以及栅线印刷、焊接、欧姆接触对应合金知识相图相变知识；PN结形成、焊接合金化过程、光生少子的扩散和寿命、I-U特性曲线的扩散方程推求对应扩散理论中的稳态和非稳态扩散；晶硅加工生产过程中的变形和损伤对应固体范性形变和再结晶；多晶的晶界和单晶多晶的制备过程中的固液界面对应界面理论。此外，掌握热力学基本知识对分析缺陷、表面、相图相变、凝固结晶都非常有用，对材料分类论述的三大类别材料如金属、陶瓷、高分子各论也要介绍，这部分内容具体涉及银浆与硅的欧姆接触、互联条焊接、石英容器性能、封装用铝合金、TPT、EVA的使用性能。基于以上分析，形成的课程知识点和相关内容以及重点难点见表1。
二、依据学生特点改革教学方式
此阶段学生的主要特点有：①理论基础较为薄弱。②从应用型到研究型的学习习惯还未转变。对这两特点，在制订学习内容后还有一个如何让其有效接受消化的过程，不适当地灌输会使学生理解困难，对学习失去兴趣，从而也失去了教学意义。结合教学实践，笔者认为从以下几个方面可以改善效果。
（1）精选教材。教材的选用原则是中等难度，有基础的数理化知识衔接，便于自学和理清课程体系，也便于学生发现问题和受到启发，提出问题。不宜一下子导入艰深的理论。好的教材阅读能够激发兴趣，深入浅出，让人受益。材料科学基础作为普适课程，教材种类繁多，深度广度侧重点各有不同。贵州大学的张晓燕教授主编的《材料科学基础（第二版）》具有以上特点，笔者认为比较适用。
（2）提供配套的参考资料和习题册。作为经典理论，材料科学基础暂时不会过时，现有的参考资料应该是比较丰富的，应该选择性地看一些，特别是习题册，更是和教材一样必备，因为理论的定性和定量同样重要，需要结合实际进行计算和练习，习题能够加深学生对抽象理论的认识，效果明显，能增强学生的成就感和求知欲。
（3）实验验证有助于理解理论。配套实验可以帮助学生巩固加深课堂理论知识，让学生掌握基本实验技能，培养学生自己分析问题、发现问题、解决问题的能力，让学生获得更多的感性体验和创新体验，在光伏材料生产中，处处有材料外观、缺陷、性能以及工艺参数等的检测，过程检测更是质量保证的关键，一些实验项目和检测有密切相关，应该加以训练。如晶体结构实验中的典型金属结构的钢球堆积结构模型分析实验、单偏光下晶体光学性质，非晶态的结构性质和玻璃析晶实验（与长晶过程的坩埚析晶有关）、扩散和固相反应动力学实验，以及电阻测定实验等。
（4）明确概念，将理论讲解浅显化、简化或省略推导，过程让学生对基本概念产生深刻印象，后续教学才能顺理成章。教师应重点讲解参数的物理意义和相关概念，对求解过程作一般介绍和原则说明，以便于学生快速接受知识。
（5）利用网络资源如魔课，爱课程等多媒体手段开展教学。应该承认，有些东西确实难以讲清，因此晶体结构的三维图、原子进入间隙位置的动画演示、扩散微观过程动态展示、缺陷产生增值过程和运动方式的直观视频显示，这些似乎都离不开多媒体展示，可以极大提升学生的空间想象力。这些都得益于现代数码技术可以把最微细的结构和复杂过程进行立体展示。网络资源也要好好利用，网上课堂是主要方式，具有简明易懂的优点。
（6）互动答疑及时解决疑问，按照逻辑体系进行内容顺序重排。由于材料科学基础是一门逻辑体系严密的理论课，在教学过程中不能生搬教材中的章节安排，应该从学生的知识结构来重新安排内容序列，力图使学生运用现有的力学、数理化知识就能理解各种规律，由于先后次序很重要，因此及时解决问题可为下面章节授课铺路。
（7）从理论到实践，再从实践回到理论，实现良性循环，螺旋上升。用理论分析和解决是最好的服务生产实践方式，也是学习基础理论的价值所在。
通过以上针对3+2衔接阶段教学方式的改进，学生的学习积极性得到提升，专业基础知识得到巩固，结合专业实践，也促进了其他课程的学习，这对以后的学习和创新是有益的。3+2分段培养能够成就技能和学术兼备的人才，可满足未来光伏产业发展对人才的需求，应该是一种值得倡导的模式。
参考文献：
摘要：在全球能源形势紧张，气候变暖严重威胁经济发展和人民生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源，以求得可持续发展和日后的发展中获取优势地位。太阳能以其清洁、环保、源源不断、取之不尽、安全等显著优势，成为世界各国人们的关注、研究的重点。在近几年，我国出台了一系列利用太阳能的鼓励、支持、发展的政策，太阳能热水器、太阳能光伏发电技术迅速发展并已进入了职业技术院校的教科书，作为教学中的一个重要环节，演试和实训所用的仪器、设备也急需跟上去。
关键词：太阳能实训装置教学
据我所了解，现在在职业技术学院的教学中，这种演示试验设备几乎是空白，因为购置费太贵，每台费用约近25万元左右。
本文介绍一种投资少、结构简单、表达清晰，学生操作一遍就能很快领会的“太阳能光伏发电”的基本原理的演示实训装置。有关这方面的教学老师可以自己动手制作，投资费用可控制在几万以内。光伏发电实训装置主要是：（1）模拟太阳能光源及光伏电池板的安装控制装置。（2）能量转换存储系统。（3）电流逆变及负载系统。（4）监控电流能量显示系统。
1、模拟太阳能光源及光伏电池板的安装控制装置
由3盏300瓦投射灯排成一条直线间距约0.25米，作为太阳能光源，中间一盏灯作为中午照射的太阳，两边两盏灯分别作东升西落的太阳，灯的光照度强弱可控制。光伏电池板约1平方米左右，用支架安装在灯泡的下面约0.5米处，让投射灯泡的投射光源充分的照射在光伏电池板上，光伏电池板可以上下升降，也可以任意翻转，这样可调节投射灯投射在光伏电池板上的光照强弱。上下移动光伏电池板与投射灯的照射距离或改变投射灯泡的投射角度与控制投射灯光照度的强弱都可以改变光伏电池所获的电能的大小。
2、能量转换存储系统
能量转换存储系统的作用是将太阳能光伏电池所吸收的太阳能转换为电能的电量存储的蓄电池中，光伏电池所产生的电能是直流，可以经过稳压电路直接供给低压直流负载使用，也可以直接供给逆变器变为交流电经变压器升压后供给交流负载使用。由于我们制作的模拟“太阳能”光伏发电实训装置用于教学所产生的电量很少，因而需存储在蓄电池中。
能量转换存储系统主要由断路器、可调直流负载、蓄电池组、直流电压表、直流电流表、连接导线等元件组成，把光伏电池的电能输入蓄电池中存储起来。在可调直流负载上采取直流电压和直流电流接入直流电压表和直流电压表中，调节直流负载的大小，可以变化直流电流的大小，可以让学生在直流电压和电流表中观察电压和电流变化的情况，改变光伏电池的光照强弱，也可以改变输出电流的大小，但变化缓慢微小。
3、电流逆变及负载系统
电流逆变系统的作用是将光伏电池所产生的直流电或存储在蓄电池中的直流通过逆变器进行调制，把直流电变为我国标准为50HZ220V的交流电供给交流负载使用，本装置可用220V15～60瓦的白帜灯泡作为负载。
电流逆变系统主要由逆变器、变压器、断路器、交流负载、交流电压表、交流电流表、连接导线等元器件组成。变压器初级必须以逆变器输出电压和电流确定，输出级电压为220V，可自己绕制。
4、显示系统
显示系统由上述的直流电压表、直流电流表、交流电压表和交流电流表组成，都接在输出级的负载回路中，主要是直观的显示电流、电压的大小及变化的情况，以便学生观察。
5、注意事项
由于每次试验演示时，光伏电池才能受到光照，产生电能输入到蓄电池中，如果蓄电池中没有电量，需等待光伏电池来充电，那么演示就需要很长时间，为此，蓄电池中一定要保持有一定的电量。
本模拟太阳能光伏发电实训装置未对变化的电流、电压进行微量分析计算，也就省去了采样电路、通讯电路、工业监视器等较昂贵的元器件。但系统的描述了太阳能光伏发电的基本原理及过程，足以满足职业院校、技工学校的教学演示使用，能使学生抓住太阳能光伏发电的主要过程，简单通俗易学、易懂、易掌握。
8月5日，合肥市招投标中心公告称，合肥赛维100%股权被挂牌出售，挂牌价达3.3亿元，公告期限截至8月底，竞买保证金达1亿元。而就在此前的4月17日，合肥赛维刚被以1.2亿元的价格出售给合肥市政府旗下的合肥高新产业丰十会发展服务公司。
短短三个多月后，合肥赛维就被以将近3倍于收购价的价格再度出手，一时间舆论一片哗然。
8月14日，一位接近事件核心的知情人士向记者透露，此次挂牌公告中对意向受让方的条件要求，基本只框定了晶澳、中节能、天合光能和四川通威四家企业为目标。“目前四川通威集团和天合光能已经报名，其他两家企业基本不会来了，其中通威接盘的可能性最大，且通威已经派人进驻合肥赛维准备开工生产。”
通威接盘？
“其实从收购合肥赛维的那一划起，合肥市政府就是抱着要再度转手的态度的。”上述知情人士透露。
4月接手合肥赛维之后，合肥市政府就开始与通威、天合、中节能等十余家光伏企业进行联系，希望有企业能够接盘。但同于彼时光伏双反形势尚不明朗，再加上大部分光伏企业资金链吃紧，其中只有通威对此表现出浓厚兴趣。
“一是他们企业资金相对充足，二是通威集团董事局主席刘汉元自身对光伏前景很是看好。”前述知情人士表示。
记者查阅公开资料发现，有“水产大王”之称的刘汉元曾带领通威集团在2012年创下412亿元的销售纪录。集团旗下的通威股份上市公司（2004年上市）更是全球最大的水产饲料生产企业及主要的畜禽饲料生产企业。
但鲜为人知的是，刘汉元早就歼房了他向“光伏巨头”的转变。2007年，刘汉元斥资50亿元在乐山打造多晶硅生产企业，2011年则再度砸入260亿元在新橙建设.太阳能光伏一体化项目。
即便是在当前光伏遍地哀嚎之时，刘汉元仍放言要整合包括多晶硅、单品硅、硅片加工、光伏电池片和组件生产以及完整而系统的光伏产业链，逐步将永祥股份打造成世界级太阳能光伏企业。其在光伏领域扩张的雄心可见一斑。
“合肥赛维拥有硅片、电池片和电池组件的一条全生产线，此时以低价抄底赛维恰好迎合了刘汉元打造光伏全产业链的需求。”前述知情人士表示。
“但在与合肥市政府的前期谈判中，通威仍提出，要求政府对合肥赛维相关的银行债务进行贴息补偿以减轻通威接盘后的压力。”前述知情人士透露，这直接源于目前合肥赛维债务仍然繁重。
中水致远资产评估公司出具的《资产评估报告》显示，合肥赛维当前的资产总额仍有31.099亿元，负债总额为28.315亿元，账面净资产为2.785亿7亡，评估价值为3.26亿元。
5月份，从赛维总部空降至合肥基地的运营和技术顾问汤应辉在接受记者采访时也曾告诉记者，除了政府在建厂之初的资金投入他并不清楚之外，合肥赛维的负债情况大概分三块：商业银行贷款10亿，合肥市政府委托银行贷款15亿，欠各种供应商4亿―5亿。
而为了快速脱手，8月初，合肥市政府口头答应了通威的贴息等要求，并按照通威的现状迅速制定了挂牌转让时受让方的基本条件。
比如，公告中明确提出“意向受让方或其持股30%（含30%）以上的子公司须于2009年1月1日之前成立并从事太阳能光伏产品生产经营，包括但不限于晶硅、电池、组件等”。此外，2012年度经审计的总资产不低于100亿元，资产负债率不高于70%，营业收入不低于200亿元或太阳能光伏产品主营业务收入不低于60亿元。这些条件都是根据通威集团量身打造。
天合搅局
但就在准备挂牌的前一天，光伏“双反”突然出现重大突破，8月3日，欧盟委员会声明指出，欧盟接受中国太阳能电池出口商提交的“价格承诺”方案，对于那些参与该方案的中国企业免征47.6%临时反倾销税，该协议从8月6日起正式实施，有效期至2015年年底。
消息一出，光伏出口形势前景开始明朗化，这直接导致天合光能、晶澳等光伏业内企业向合肥赛维抛出了橄榄枝，尤其天合光能明确表示会报名投标。
“这对于合肥市政府来说无疑是一个好消息，有竞争者最终开标时就会有抬价的空间。而且，之前政府口头答应通威的贴息要求也是无奈之举，现在有了竞争者之后，政府就不是求着通威了，是否会最终同意这个要求还不确定。”前述知情人士表示。
8月5日，合肥市招投标中心正式公告称，合肥赛维100%股权被挂牌出售，挂牌价达3.3亿元，公告期限截至8月底。竞买保证金达1亿元。
前述知情人士透露，此次挂牌公告中对意向受让方的条件要求。基本只框定了晶澳、中节能、天合光能和四川通威四家企业为目标。不过，截至8月14日，只有通威与天合两家报名竞标，其他两家企业基本不会报名。
“相比之下，通威仍然有绝对的胜算。”前述知情人士透露，这不仅是因为通威资金实力雄厚和势在必得的信念，更因为它的竞争对手天合光能并没有把鸡蛋放在一个篮子里。
据透露，目前尚德部分股权也正处于挂牌转让之中，天合光能亦有意参与投标，一旦尚德比合肥赛维先开标且价格适宜的话，天合必定会拿下尚德部分股权，“到时候就连来不来参加合肥赛维的开标都很难说了”。
“目前通威已经派人进驻合肥赛维，这几天正在对设备进行检测，已经准备开工生产了。”前述知情人士透露说，刘汉元已经就合肥赛维股权转让之事多次奔赴合肥，而这一举动恰恰迎合了政府之意。
“作为政府来说，始终是想盘活企业。”此前，一位不愿具名的高新区工作人员告诉记者。包括政府以3.3亿元的价格挂牌合肥赛维本也是一种止亏意图，未来，只有合肥赛维能够开工并且重新实现盈利，政府才有可能逐年从税收中收回亏损。
但目前来看，合肥赛维的实际状况仍不容乐观。
今年6月6日，合肥赛维官方微博曾消息称“有复产可能”，但最终复产搁浅。停产将近一年，虽然还有几百名员工尚未离职，但部分员工甚至被借调至高新区另一光伏企业～阳光电源上班，借调期为两个月。
另外，据知情人士透露，合肥赛维内部管理一直混乱无序，奉行“以钱留人”，尤其中高层员工的薪资高得离谱，一个普通办公室人员的年薪就能达到几十万元。而这笔不菲的开支在合肥赛维停产之后，仍然以70%的标准持续执行着。
关键词：可再生能源；太阳能；建筑应用
中图分类号：TK511文献标识码：A
1.前言
当前日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生能源成为研究重点。在可再生资源中，太阳能廉价、易得、资源丰富和环保，在我国总的能源消耗中，建筑能耗所占比例相当大。本文将阐述可再生能源的概念以及太阳能作为可再生能源在建筑中的应用。
2.可再生能源利用的基本概念和技术手段
2.1可再生能源的概念
按照形成条件能源分为两类：
一类是自然界中以天然形成存在的能量资源，如原煤、原油、天然气、油页岩、核燃料、植物桔杆、太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、潮汐能等，统称为"一次能源"，也就是天然能源。
另一类是由一次能源直接或间接转换而成的其他种类和形式的能源，如煤气、焦炭、人造石油、汽油、煤油、柴油、重油、电力、蒸汽、热水、酒精、沼气、氢气、激光等，统称为"二次能源"，也就是人工能源。
"一次能源"，还可以根据它们能否"再生"(即根据产生周期的长短)分为可再生能源和非再生能源两类。
可再生能源是指能够重复产生的自然能源，如太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、潮汐能、生物质能等，它们可以供给人类使用很长时期也不会枯竭。
非再生能源是指不能在短时期内重复产生的天然能源，如原煤、原油、天然气、油页岩和核燃料等，这些能源的产生周期极长(往往需达数百万年之久)，因此产生的速率远远跟不上人类对它们的开发速率，总有一天会被人类耗用竭尽。
3.太阳能
3.1国内外利用情况
3.1.1国外利用情况
目前国际上太阳能的开发与利用已经成为各国日益关注的热点，其中主要集中在太阳能热利用与太阳能发电等领域。在太阳能热利用方面，太阳能热水器及热水系统得到了较为普遍的应用，其中希腊、以色列等国与我国一样，太阳能热水器主要供应生活和洗浴热水；在欧洲和澳大利亚，太阳能热水系统主要是作为辅助热源与常规能源系统联合运行，既能供应生活和洗浴热水，还为建筑供暖；在美国，太阳能热水器主要是用于游泳池的加热。欧盟90%以上的太阳能热能用于居民住宅。OECD（经合组织）国家能源消费中的15%-20%用于水加热，太阳能热水器的潜力是巨大的。太阳能发电主要包括太阳能热发电与太阳能光伏发电等形式。
20世纪80年代以来，美、以、德、意、俄、澳、西等国积极开展了研究开发工作，相继建立起塔式系统、槽式系统和碟式系统等不同形式的示范装置。
3.1.2国内利用状况
我国太阳能热利用工程主要包括太阳热水、太阳房、太阳灶、采暖与空调、制冷、太阳能干燥、海水淡化和工业用热等领域。
太阳能热水器在我国得到了快速发展和推广应用，是我国可再生能源领域中产业化发展最成功的范例。
2008年，中国太阳能热水器行业总产值为430亿元，太阳能集热器产量为3100万平方米，占世界总产量的70%。至2008年底，中国太阳能热水器保有量为1.23亿平方米，约占世界总保有量的60%。在太阳能利用标准体系建设方面，颁布实施了20项标准，其中国家标准16项、行业标准4项，已建成北京和武汉两个部级太阳能热水器产品检测中心。中国热水器的户用比例只有3%，与日本的2O%和以色列的80%相比相差甚远。
我国于1958年开始研究光伏电池，1971年首次成功应用于东方红二号卫星上。
1995年，在的无水力无电县中，建成两个功率分别为10千瓦和20千瓦的光伏电站。
2004年，国家计委启动“西部省区无电乡通电计划”，通过光伏和小型风力发电解决西部七省区700多个无电乡的用电问题，光伏用量达到25.5兆瓦。
到2008年底，中国太阳能电池的累计装机已经达到80兆瓦。
至2013年底，我国太阳能光伏发电累计装机约为35万千瓦。
我国光伏发电的市场主要在通信和工业、农村和边远地区、光伏并网发电系统和太阳能商品及其他应用。
3.2太阳能利用技术
3.2.1太阳能光伏技术
目前在全世界，太阳能光伏板在都是无法回收投资的。
北京，10m2最大输出功率1kW，能瞬时带动1.5匹空调，价格约8-10万元
适宜条件：日照充足、无电网地区太阳能光伏发电应应用于需要高品位、特别是直流电能的场合室内照明、路灯、电脑、电视机、绿地浇灌泵同样投资，边远农村，西北沙漠等地的发电量高的多高层建筑安装太阳能光伏板，多数只能安装在垂直的立面上，而且以南立面为主热带地区利用太阳能资源的局限性太阳高度角高，垂直光伏板获得的日照量小，日照时间短大部分地区大气透明度低，等级为5，仅好于重庆(等级6)
3.2.3太阳能热水器
3.2.4太阳能热水系统
3.2.5被动式太阳能采暖
3.2.6太阳能制冷与空调
夏季。被太阳集热器加热的热水--贮水箱--吸收式制冷机提供热媒水--贮水箱--太阳集热器加热;当太阳能不足以提供高温热媒水时，可由辅助锅炉补充热量。
冬季，太阳集热器加热的热水--贮水箱--空调箱(或风机盘管)--供热采暖。当太阳能不能满足要求时，也可由辅助锅炉补充热量。
非空调采暖季节，太阳集热器加热的热水---直接通向生活用贮水箱中。
太阳能吸收式制冷系统，实际上是将太阳集热器与吸收式制冷机相结合，目前主要应用于大中型中央空调。
太阳能吸附式制冷系统是将太阳能系统与制冷机合二为一，结构比较简单。
太阳能吸附式制冷系统多用于制冰，也有用于空调，而且主要应用于小型家用空调。
吸附剂一制冷剂组合可以有不同的选择，如沸石一水、活性碳一甲醇等。
白天，吸附集热器吸收太阳辐射能--吸附床温度升高--制冷剂从吸附剂中解吸--吸附集热器内压力升高。解吸出来的制冷剂迸人冷凝器，经冷却介质(水或空气)冷却后凝结为液态，进人蒸发贮液器。这样，太阳能就转化为代表制冷能力的吸附势能贮备起来，实现化学吸附潜能的贮存。
夜间或太阳辐照不足时，环境温度降低，太阳能吸附集热器通过自然冷却后，吸附床温度下降，吸附剂开始吸附制冷剂，产生制冷效果。产生的冷量一部分通过冷媒水从风机盘管(或空调箱)输出，另一部分贮存在蒸发贮液器中，可在需要时根据实际情况调节制冷量。
在太阳能吸附集热器的埋管内通冷却水，回收吸附床的显热及吸附热以改善吸附效果，还可为家庭或用户提供生活用热水。
3.2.7太阳能与建筑一体化
4.结论
太阳能是一种优质的可再生资源，其分布非常广泛。充分利用自然界再生能源，很大程度上缓解石油和天然气日渐紧缺的危机。建筑作为耗能大户，有必要进行节能。而太阳能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，许多国家都制定了相应的发展计划，形成了各具特色的发展模式，产业规模继续扩大，技术水平逐步提高，特别是在建筑应用上呈现出良好的发展前景。
参考文献：
[1].龙夫，美国开发可再生能源的政策与措施[J]．高科技与产业化，2008，(05);
摘要：“双反”调查严重地影响了中国光伏产业的发展，从而引发了对光伏产业安全的思考。文章梳理了中国光伏产业研究现状，分析了面临的产业安全问题。
关键词：光伏产业；产业安全；现状
一、中国光伏产业研究综述
从上世纪70年代起，中国光伏产业开始萌芽，到20世纪末，开始进入稳步发展阶段，其迅速发展始于2004年以后。由于国外市场对光伏电池的需求不断攀升、中国光伏产业也具备快速扩张的基础、地方政府对中国光伏产业的大力支持，自2007年，中国的光伏电池总产量名列世界榜首，成为最大的光伏电池产出国。但是在取得卓越进步的同时，中国光伏产业在发展过程中，其弊端不断显现，尤其“双反”调查，给中国光伏产业以重创，而且从目前来看，中国光伏产业只在数量上取胜。
目前，国内学者对光伏产业的研究焦点多数集中在对国内光伏产业现状的分析，从而提出光伏产业今后如何发展的对策。宇文旭（2009）从世界光伏产业概况及光伏产链结构的视角，剖析了中国光伏产业发展概况及其在发展中出现的问题，提出了今后发展的应对之策。李园红、高明（2010）基于产业链视角分析了中国光伏产业在光伏产业链的上、中和下游这三个环节存在的问题和发展现状，认为中国在光伏产业产业链上游缺乏核心技术、国内市场受限且不稳定、供给与需求发展不平衡。马宁、董莉（2011）基于全球价值链视角，探讨了中国光伏产业价值链存在的问题，认为中国光伏产业一直以来都存在原料在外、市场在外以及未掌握核心技术三个方面的问题，提出中国光伏产业该如何实现升级。有学者指出中国光伏产业迅猛发展，但是还未突破起步阶段，通过运用归属于产业组织理论的SCP范式总结了中国光伏产业发展现状和所处困境，进而基于法律、技术、财税和金融四个角度提出应对中国光伏产业发展的对策。有学者利用太阳能光伏产业国际市场占有率、贸易专业化之术和显示性竞争力指数来衡量中国光伏产业国际竞争能力，认为中国该产业的国际竞争力在不断强化，但是仍与世界强国存在较大差距，存在弊端，据此提出了增强中国光伏产业国际竞争力的建议.也有学者分析了中国光伏产业在金融危机背景下的发展现状，提出了相关对策。一些学者从高纯多晶硅、硅片制造、电池生产、太阳能电站建设四个方面分析了中国光伏产业发展现状，发现了中国光伏产业在其发展中存在一些障碍性问题，如产业发展高度对外依赖、国家长远规划受到对产业现状认识不统一的阻碍。也有学者把波特钻石模型作为出发点，认为中国光伏产业应该从技术创新、企业战略等方面提升光伏产业国际竞争力。
有些学者对引发中国光伏产业发展中出现问题的影响因素进行了研究。其中一些学者认为领先技术的缺乏和经济竞争力不足是困扰中国光伏产业发展的主要障碍。也有学者在分析了国际与中国光伏产业发展趋势的基础上，认为中国光伏产业发展面临困境是因为对抵挡技术过度投资、发展模式缺乏价值链两端。也有学者从国际竞争力角度研究中国光伏产业发展现状。
综上，鲜有文章从产业安全角度剖析中国光伏产业发展状况，本文从产业安全的因素来剖析中国光伏产业安全面临的问题。
二、中国光伏产业安全面临的问题
在产业经济学理论框架下，产业安全包括产业组织安全、产业结构安全、产业布局安全和产业政策安全。而从生产要素角度可以将产业安全划分为资源安全、技术安全、人口安全和市场安全。由于与光伏产业密切相关的有资源、技术和市场三个方面，人口对其影响甚微，所以文章从资源安全、技术安全和市场安全三个方面对中国光伏产业进行分析。
1.资源安全
光伏产业链由硅料、硅片、电池片、电池组件和应用系统五大环节构成。硅料的生产是后续环节能够继续的基础，同时也是光伏产业链上最重要的环节之一。由于多晶硅电池一直居于光伏市场的主导地位，在2007年，其市场份额超过了90%。但是用于制造多晶硅电池的原料需要复杂的技术、大规模投资和长周期建设的支持，导致其发展速度缓慢，落后于整个光伏市场的发展水平，这导致了硅材料紧缺的态势，而中国要面对的是更加严重的硅材料紧缺问题。自2004年到2007年，中国硅材料缺口一直在90%左右，有时甚至超过了90%。硅材料的缺乏几乎成为整个光伏产业发展的瓶颈，不但阻碍了增加多晶硅电池产量的步伐，而且制约了整个光伏产业链的有序发展。这是因为生产硅材料环节薄弱，导致出现光伏产业链上游小、下游大的局面，即生产链上游比下游薄弱的状态，上游和下游生产能力不匹配，会影响到整个产业的发展步伐。
2.技术安全
光伏产业要求硅材料纯度达到99.9999%以上，但是这对生产硅材料的技术要求很高。而中国主要向市场提供耗能高的粗硅（纯度在99.9%以下），以低价出口到国际市场，有外国企业提纯后在转销中国，加工成可以直接用于光伏发电的电池组件，其中超过98%又被出口国外。由此可以看出，生产高纯度的硅材料技术被外国企业所掌握，使得中国光伏产业发展受阻，导致中国光伏产业那以实现向市场提供低成本纯度高的硅材料的战略目标。而该项技术主要由美国、意大利和日本等国所掌握，这些国家以技术垄断取得高额利润。中国光伏产业一直未能掌握核心技术，有关技术的发展也多以跟踪模仿为主，难以突破现有生产技术，从而导致国多数光伏企业将生产集中在太阳能电池和组件环节，而该环节位于光伏产业链尾端，几乎趋于完全竞争。光伏产业发展的好与坏取决于是否拥有先进的技术，企业产品要想形成市场竞争力，那么企业要具有技术研发以及创新能力。
3.市场安全
中国光伏产业是一种典型的“两头在外”发展模式，不仅生产光伏产品使用的原材料绝大部分来自于从国外进口，而且对光伏电池组件的市场需求几乎全部来自国外市场，从这可以看出，中国光伏产业的主要面向的是国外市场，而且几乎完全依赖于国外市场，这使得中国光伏产业抗击国外政策以及国际金融等影响因素的能力弱化。2011年11月，美国商务部宣布对中国输美光伏电池展开“双反”调查。2012年9月初，欧盟宣布对中国光伏产品进行“反倾销”调查；9月下旬，欧洲光伏产业联盟向欧盟委员会提起针对中国光伏企业的“反补贴”诉讼。自“双反”调查事件以来，中国光伏产业生存面临危机，一些小规模、不具有生产成本优势的企业面临着倒闭风险。这是中欧之间最大的贸易纠纷，也是全球涉案金额最大的贸易争端。这些将对中国的光伏企业造成巨大的困难，若提高征收关税，那么中国的光伏企业的市场将大面积萎缩，诸多企业将面临破产。由于中国光伏产品生产成本高昂、还未形成完善的营销渠道，国内现有光伏产业市场极小，而且不稳定。
三、小结
综上，中国光伏产业安全面临着资源、技术和市场的威胁，要想该产业健康持续发展，可以从资源、技术和市场三个方面来考虑提升其竞争力。（作者单位：河北经贸大学）
参考文献：
[1]宇文旭.光伏产业发展概况与产业结构分析[J].山西能源与节能，2009（3）.
关键词：总平面布置；光伏阵列；间距计算
1.概述
本文以西北地区某光伏电站为例介绍总平面布置流程，该电站组件采用255Wp多晶硅组件，主要参数为：外形尺寸1640*992*40（长*宽*厚，单位为毫米），峰值功率255Wp，最佳工作电压30.3V，最佳工作电流8.26A，开路电压37.3V，短路电流8.90A，开路电压温度系数-0.33/℃。逆变器采用国产500kW逆变器，最高允许直流输入电压为1000V，输入电压MPPT工作范围为450～850V。
2.光伏电站总平面布置流程
2.1.串并联数设计
根据《光伏发电站设计规范》GB50797-2012中6.4.2相关公式，可以计算出，本工程光伏组件串联数量为22。
按上述最佳太阳能光伏组件串联数计算，则每一个组件串的额定功率容量为5.61kWp。对应于所选500kW逆变器，至少需要90个组件串。考虑逆变器效率、系统损失及逆变器1.1倍过载系数，最终确定每个500kW逆变器所配光伏组件串数为90～98路。
2.2.方位角选择
固定式支架一般朝正南方向放置。
2.3.计算倾角
目前，在光伏电站的工程设计当中，有三种方法比较广泛的应用于最佳倾角的选择，分别是：RETScreen软件、PVSystem软件，及Klein.S.A和Theilacker.J.C的天空异向模型公式。理论计算和实践结果都表明，在最佳倾角附近选择倾角，倾斜面上的总辐射量相差很少；在工程项目设计中，为减少占地，节省投资，可以选择较小的倾角。本工程通过计算，光伏阵列安装最佳倾角取36°。
2.4.间距计算
光伏阵列间距按以下原则进行布置：根据《光伏发电站设计规范》条文说明部分的第七节“站区布置”，无论是固定式还是跟踪式均应保证全年9：00～15：00（当地真太阳时）时段内光伏方阵不应被遮挡，即冬至日当天9：00～15：00时段内光伏阵列不应被遮挡。
2.5.总平面布置
先布置一个发电单元，再结合地形进行整体布置、路网规划及局部调整。
3.总平面布置方案比选
方案一：阵列2行22列竖排布置，通过计算，阵列南北中心距7.78米，考虑0.2米施工误差，取8米。此方案平面布置如图1，占地15770平方米，共94个阵列，装机规模1054.68kWp，每个1MW发电单元占地14950平方米/MW。
方案二：阵列4行11列横排布置，通过计算，阵列南北中心距为9.44米，考虑0.2米施工误差，取9.7米。此方案平面布置如图2，占地16858平方米，共布置有94个光伏阵列，装机规模1054.68kWp，每个1MW发电单元占地15980平方米/MW。
方案三：阵列2行22列横排布置，通过计算，阵列南北中心距为4.69米，考虑0.2米施工误差，取4.9米。此方案平面布置图如图3，占地17122平方米，共90个组串，装机规模1009.8kWp，每个1MW发电单元占地16960平方米/MW。
图12行22列竖排布置图24行11列横排布置图32行22列横排布置
横向布置方案中，每个阵列可选2行和4行，2行安装方便，但占地最大，电缆、钢材等工程量会增加，总投资成本增加，但发电量未有有效提高，不可取。4行11列横排布置比2行22列竖排布置单位MW占地面积大，电缆、钢材等工程量相应增加，且施工时最上面一块板安装较费劲，后期组件的维护清洁不方便。
4.结论
通过比较，竖排布置方案较优，规模越大越明显。2014年9月1号国土资源部出台《节约集约利用土地规定》，指出要完善现有的标准体系，并继续进一步研究诸如光伏产业、公共图书馆、博物馆等用地的标准。节约土地及光伏用地规范也将是光伏电站总平面布置的大原则。有文献通过理论分析指出，横排布置能在某种程度上提高发电量，但是，光伏电站发电量与光伏电站运维管理水平有很大关系，因此目前尚无实际运行电站的对比数据，随着对已运行光伏电站数据的不断收集，作者将更进一步论证各种布置方式的优劣，提出更为合理的光伏电站总平面布置方案，供光伏发电从业人员参考。
参考文献
[1]GB50797-2012《光伏发电站设计规范》[M].北京：中国计划出版社，2012
[2]丁明，刘盛，徐志成.光伏阵列改进优化设计方法与应用[J].《中国电机工程学报》.2013.34.
[3]杨辉东，孙建.太阳能光伏电站总平面布置及竖向设计优化.《太阳能》[J].2012年第13期