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關鍵詞：光伏發電技術；教學模式；課堂實驗教學；校企合作教學
中圖分類號：G646 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）03-0161-02
人類社會的可持續發展面臨著環境惡化、資源短缺的嚴峻挑戰，而取之不盡用之不竭的太陽能則成為新能源的首選之一。曾經在全球光伏產業的推動下，中國光伏產品已占據國際市場的大半壁江山，但卻一直面臨市場在外的困局。光伏產業經過數年爆發式增長，最終多個環節產能面臨嚴重產能過剩。隨著歐美對中國太陽能電池板的“雙反”實施，近幾年是中國光伏產業發展過程中的一個“寒冬”。光伏企業要應對“寒冬”，一是上游制造企業要提高自身的技術水平和產品質量；二是下游應用企業要抓住機遇，通過技術創新不斷提高系統集成能力，致力于為客戶提供優質可靠的系統設計方案。依據國家新能源政策的戰略部署，結合上海電力學院的專業特色，我校相關太陽能光伏發電專業力圖培養出合乎國家和社會需要的、滿足光伏產業結構調整的市場需求的光伏材料及光伏系統設計專業方面的人才。有關專業以物理學為基礎，系統學習基礎物理學、固體物理、半導體物理等，使學生牢固掌握物理學基礎理論。同時結合電力教學的優勢，將太陽能電池技術、太陽能發電技術、電力分析基礎、逆變器原理等作為專業必修課，培養太陽能發電技術行業的高層次專業人才。這樣，學生在掌握光伏發電系統設計專門技能的同時具備更加扎實的理論知識基礎和科技創新的潛力。其中《太陽能發電技術》包含了太陽輻射、光伏系統設計原理、部件選型、系統安裝維護等內容，其教學目標是希望通過該課程的學習能使同學們能掌握太陽能發電系統的設計開發，為今后從事相關工作打下堅實的理論基礎。作為最早開設《太陽能發電技術》課程的高等院校，由于該課程屬于新課程教學，教學過程中受到教材、實驗設備等各方面條件的限制，使用傳統的教學方法效果不很理想。本文就近年教學過程中遇到的一些問題，針對目前的教學模式進行探討。
一、加強課堂實驗教學
《太陽能發電技術》作為光伏產業人才培養的基礎性課程，主要講述太陽輻射的相關知識、光伏發電系統的原理、系統設計、配件選型及系統安裝維護等相關專業知識，這是一門實踐性十分強的專業課程。在目前的教學過程中發現，單純依靠理論知識講解，學生很難對光伏系統有深入的理解?？偨Y教學過程發現，在學習理論知識的同時如果能結合相關的實驗、實踐教學，則可大幅度提高教學質量與課堂教學效果，也能加深學生對知識點的理解與掌握，這就凸顯了課程教學中實驗環節的重要性。由于《太陽能發電技術》屬于新課程，受到實驗設備、實驗條件和人員的限制，短時間內開展豐富實驗教學有著一定的困難。但是，使用計算機軟件仿真虛擬實驗和設計就沒有這方面的限制。因此，著手開發該課程的虛擬實驗教學環境也是一種重要的方法。此外，在教學的過程中也可以根據教學的需要，動員學生與老師一起自行設計一些簡單可行的實驗設備，既可以加深學生對所學理論知識的理解，又能使學生能夠得到全面的實際訓練，還可以豐富該課程的教學資料。另外，在這個過程中，除了簡單的驗證性實驗，還與控制類、綜合設計類的實驗相結合，提高了學生對已學知識的綜合運用能力，加強了學生的動手能力和實踐能力，使學生在走入社會后，能較快適應市場發展需要，提高就業競爭力。此前北京信息科技大學的白連平等[1]針對該課程就設計了一些可行性實驗，如光伏陣列設計實驗、太陽能路燈照明系統設計等。
二、開展校企合作教學
由于工科課程的實踐特性，除了課堂的理論與實驗之外，開展校企合作教學則是提高該課程教學效果的制勝法寶[2]。在前期的教學過程中作為實踐教學曾經帶學生到相關的光伏企業見習，在企業參觀實習的結束之后，有些學生反映“公司實習4天比在學校2年學的東西都多”，這句話也讓作為教育工作者的我們陷入沉思?，F在學生學習知識的途徑很多，他們更喜歡看到實際的操作而不是“紙上談兵”。例如課堂上講過單晶硅、多晶硅、薄膜太陽電池，而很多學生到了現場仍然分不清楚是什么類型的太陽電池組件；課堂上學習了晶體硅太陽電池的制備工藝，參觀的時候學生還是提出為什么這些電池都是藍色的，不能做成其他顏色呢？雖然這些基礎的知識都已經在課堂上講授過了，明顯部分學生不知道或者不懂卻從來沒有人提出過，而在參觀過程中他們都想到了這些問題，通過參觀學習對這些知識有了更進一步的理解，充分說明了僅有課堂教學遠遠無法滿足該課程的設置目標。因此，除了輔助的課堂實驗教學或者視頻演示之外，與相關企業開展校企合作教學也是提高學生認知能力的一項重要教學手段。這就要求在該課程的教學過程中，除了加強實驗教學還必須加強學校和企業之間的合作，開展合作教育方可取得更好的教學成果。
三、將科研與新技術融入教學培養學生的科技創新能力
素質教育已經是高等院校的重中之重，學校有很多項目都涉及鼓勵大學生科技創新，從近代科學技術的發展史我們也可以看出，年輕人在科技創新上有著巨大的潛力。而如何通過有效途徑提高工科學生的科技創新能力也困擾著不少教師。同時作為高校教師大多也同時肩負著科研工作，怎么樣將自己的科研工作融入日常教學并以此為基礎培養學生的科技創新能力也是一個應該認真考慮的重要問題。大學生在科研領域的創新在國際上屢見不鮮，比如在超導領域，MgB2合金超導體以及NaCoO.H2O超導體都是由日本的本科生首先發現的?！短柲茈姵丶夹g》及《太陽能發電技術》課程的開設，為科研融入教學提供了良好的載體。太陽電池材料的研究是目前材料科學的一大熱門研究領域，這樣可以在教學過程中使學生了解到最新的材料研究，從而讓學生了解到了什么是科研，科研對實際生活又有著怎樣的影響，從而激發學生的學習興趣。而《太陽能發電技術》主要包括太陽輻射、電池制造、組件制造、系統原理、系統設計、部件選型以及控制器逆變器原理等技術。它包含了多門理論性和實踐性都很強的專業課程，涉及的知識面廣、內容概念多，為大學生創新提供了一個良好的平臺。學生在老師的指導下開展太陽能電池及發電技術的研究，查閱資料、進行光伏發電方案的設計，促使學生將所學的電學、材料學、物理學等學科聯系起來。有利于調動學生的學習積極性，激發學生的科技創新興趣，培養學生分析和解決問題的能力[3]。
四、課程考核形式多樣化
基于該課程的實踐性特點和教學目的，可以在傳統卷面理論知識考核的基礎上增加多樣化的考核形式，比如系統設計作品展示、成果匯報等多種方式進行考核，綜合考核專業知識、專業技能等方面。對采取不同方式、對各個不同方面進行考核的結果，通過一定的加權系數評定課程最終成績。
五、小項目形式完成課程設計
在網絡化的今天，課程設計面臨的一大問題就是論文在網絡上復制粘貼完成。而作為實踐性較強的太陽能發電方向的畢業生，我們是否可以改變思路，課程設計不再局限于理論推導而轉向實踐性課程設計。指導老師可以根據地理情況和電網分布情況選擇合適的條件用于學生自主設計光伏發電站，包括太陽能電站地點選擇、可行性分析、電站規模及組成、蓄電池容量、光伏電站年發電量及經濟效益、光伏電站整體布局（組件串并連設計、匯流箱排布、電纜連接、線管地槽整體排布、電纜規格及用量計算、線管規格及用量計算、配電房及看守房布置、支架定點圖等）、系統防雷及監測、電網安全性等部分內容[4]。相信完成這樣的課程設計，可以培養學生查閱文獻和市場調研能力，對其今后獨立從事光伏產業內業務是非常有幫助的。這樣的課程設計比普通的論文撰寫更能提高學生的專業水平，從而使學生的能力達到甚至超越該學科的培養目標。
本文根據《太陽能發電技術》的實際教學經驗以及該課程的教學目標，探討了在現有教學模式基礎上需要進行的一些改進。作為工科應用型創新人才，最重要的是應該具有很強的獨立獲取和應用知識的能力，而傳統的理論教學為主模式則很難讓學生將書本知識與實際光伏工程結合起來，也就無法真正理解光伏發電系統。本文提出了加強實驗教學、開展校企合作教學、將大學生創新融入教學以及改變傳統的考核方式等，其實質都是為了改變目前理論教學為主體的教學模式，將實驗、實踐教學等過去不被重視的教學方式引入這些實踐性較強的課程，探索新的教學模式，從而培養出更適合現代企業、社會所需的高層次人才，達到開設該專業的最終目標。
參考文獻：
[1]白連平，張巧杰.光伏發電實驗設計探討[C].第五屆全國高校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集（2）：602-605，2008-04，中國陜西西安.
[2]趙濤，李國強.獨立學院校企合作人才培養模式探索與實踐[J].實驗室科學，2012，（6）：1.
【關鍵詞】溫室大棚；太陽能光伏技術；節能環保
0.引言
我國的光伏產業目前仍處在初級階段，但近年來太陽能產業發展非常迅猛，特別是太陽能電池產品已成功進入歐洲市場。太陽能光伏技術也越來越多的應用于各個行業，大到工業，農業，國防，通信等領域，小至家居生活，光伏技術無處不在。而農業生產中光伏技術的應用還相對較少，傳統農業溫室大棚的能源方式：一是供暖爐，二是電網電能。這已遠遠不能滿足現代農業生產高效，環保節能的理念，因此將太陽能光伏技術引入溫室大棚控制系統是發展現代農業推動農業科技創新的必由之路。
1.太陽能光伏技術
目前太陽能發電主要有兩種形式：一種是光熱轉換發電，二是光伏發電（Photovoltaic Generation，PV）。太陽能光伏發電是通過太陽能電池的福特效應直接將光能轉化為電能過程。優點是不需燃料，無污染，節能、安全、無噪音、容易獲取。近年來，在太陽能有效利用中太陽能光伏發電式發展最快最具活力的一種。
1.1太陽能光伏系統的應用領域及特點
太陽能是一種環保清潔的能源，我國的太陽能資源非常豐富，多數地區平均日照射量在4kwh/m2以上，地區可達7kwh/m2。我國的光伏技術應用還處于初級階段，太陽能主要應用于太陽能熱水系統、太陽能暖房、太陽能發電，太陽能衛星電池，太陽能路燈等。
太陽能光伏系統的特點：
優點：
（1）普遍性：是指太陽能在地球上隨處都有，沒有地域限制且不用開采運輸。
（2）環保性：是指太陽能無毒，無害，清潔、綠色、環保，對于環境污染日趨嚴重的中國，是一種寶貴的資源。
（3）充裕性：太陽能每年到達地球的輻射量非常的充裕，相當于130億萬噸煤所產生的能量。
（4）長久性：科學家根據目前太陽產生的核能速率估算，太陽能的儲量足夠維持上百十億年，地球的壽命也達幾十億年，對于地球人來講太陽能的時間是長久的，無限期的。
（5）前瞻性：對于愈來愈枯竭的地球能源，太陽能無疑是最具開發潛力的綠色環保能源之一，從能源開發的意義上來講太陽能的開發更具有可持續性和前瞻性。
缺點：
（1）分布零散：太陽能在地球表面每年的輻射量很大，但分布廣，密度小，所以利用率低。
（2）穩定性差：太陽能的強弱容易受天氣因素及晝夜交替的影響，所以穩定性較差。
（3）轉換效率低，應用成本高：受材料和技術水平限制，多數太陽能產品轉換率低，從而增加了其應用的成本，經濟性一直是困擾太陽能普及的重要因素。
1.2太陽能光伏系統性能與組成
每個太陽能基片都是一個光電二極管，光伏發電是利用半導體材料的光伏效應，將太陽能轉化為電能的一種形式。而第一個使用的單晶硅光伏電池（Solar Cell），是美國人在1956年研制成功的，從此就有了光伏發電技術。
太陽能光伏發電系統分為獨立（離網）太陽能光伏發電系統和并網太陽能發電系統。獨立太陽能發電系統是由光伏電池板，控制器和電能存儲部件及逆變器組成的發電與電能變換系統。而并網太陽能發電系統，除了上述組件外還必須有并網逆變器與國家電網并網。
（1）獨立太陽能發電系統的系統如下圖1示：
（2）太陽能并網發電系統如圖2所示：
圖2 并網太陽能發電系統結構框圖
其中光伏電池板第一代產品是由硅片為基礎的光電轉換系統，為了提高太陽能電池光轉換效率，降低光伏電池生產成本，相繼出現了基于薄膜技術的第二代光伏電池產品，這種產品使用很薄的光電材料附著在非硅材料的襯底上，降低了生產成本，適合于批量生產；進而第三代太陽能電池產品也將問世，它是以先進薄膜制造技術為基礎的理論極限光電轉化效率可達93%。主要有量子點、多層多結、染料敏化的太陽能電池、有機聚合物電池、納米電池等。
電能儲存部件主要是指太陽能蓄電池，太陽能蓄電池一般采用鉛酸電池，常用的有DC12V，DC24V，DC48V三種，在微型系統中也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。蓄電池的主要作用是在有光照時將光能由太陽能電池板轉換成電能儲存起來，以備使用。
太陽能控制器主要對太陽能基板輸出的電能進行調節和控制，把調整后電能分為兩個途徑輸送，一方面直接送往直流負載或交流負載，另一方面將剩余能量送往蓄電池組儲存，當太陽能基板發出的電能不能滿足負載需要時，太陽能控制器便將蓄電池中儲存的電能量送往負載。
太陽能光伏逆變器是光伏發電系統的核心設備之一，也稱為DC-AC逆變器。在太陽能光伏發電系統中，可將太陽能通過太陽電池轉化為DC12V、DC24V、DC48V的直流電能，通過光伏逆變器中的功率變換及控制系統轉化為符合電網電能質量要求的110V或220V交流電。太陽能逆變器可分為DC-AC和DC-DC兩種，可將太陽電池性能最大限度地發揮，并為系統提供強有力的保護功能。太陽能并網逆變器是光伏發電系統與國家電網并網的核心部件。
2.太陽能光伏系統在溫室大棚控制系統的設計方案
2.1太陽能光伏技術在溫室大棚控制系統中應用設計的背景和可行性
日本、美國、荷蘭、以色列等國外農業設施栽培綜合環境控制技術較先進的幾個國家， 由于其地理位置、自然環境和經濟基礎不同， 其發展的側重點也不同。
目前我國農業正處于從傳統型農業向優質、高效、高產為目的的現代化農業轉化的新階段。要發展具有我國特色的溫室自動控制系統，充分發揮溫室農業的高效性，必須綜合應用各種現代化控制和管理技術，通過各項設施的有效運作給溫室栽培物創造最適宜的環境條件，最大限度的減少外界不利環境和氣候條件對農業生產的影響， 獲得作物最佳生長條件， 從而達到增加作物產量、改善品質、延長生長季節的目的。而面對現代社會能源日益枯竭的現實狀況，開發利用新型能源已成為農業生產可持續發展的基本保障方式之一。
本設計針對中國北方天氣干旱、日照時間充足的特點，將太陽能光伏技術引入農業溫室大棚系統設計中，不僅可以解決系統的部分能源問題，而且可以提高現代農業生產的綠色、高效、節能環保進程。目前我國有些省份已經在一些地方率先使用太陽能并網發電系統，如無錫機場800kW屋頂光伏并網系統工程，鎮江、丹江兩個城市的2個4KW光伏并網系統等。從系統的可行性方面來講，首先，中國是個農業大國，這種新型能源的在現代農業生產中的推廣使用，將會為國家節省大量的資源；其次，中國的光伏技術近年來發展迅猛，光伏技術日趨成熟；第三，光伏技術在農業溫室控制系統的應用，將能有效推動高效環?，F代農業生產。第四，溫室大棚多建在光照充足的區域，屋頂平坦，便于安裝且空間充裕。
2.2光伏技術在溫室大棚控制系統中的設計方案
2.2.1系統總體設計思路
本系統設計是基于PLC控制的農業溫室大棚控制系統，通過PLC對溫室中作物生長的環境因子光照、濕度、溫度、CO2濃度等進行調節和影響，從而達到不同農作物生長所要求的環境條件。系統的輸入控制因素主要是傳感器所測試的光照、濕度、溫度及CO2濃度，通過系統運算驅動執行機構動作（噴淋系統、遮陽網、補溫系統控制、CO2補氣控制、補光燈控制及通風系統控制等）來達到控制的目的。溫室系統控制結構如圖3所示：
2.2.2 溫室能源系統創新設計
傳統的溫室設計系統，所有的電能均由系統電網供給。本設計將傳統單一的電網能源供給，變為太能陽能光伏并網發電的形式，當陽光充足時，系統的電能有光伏發電系統供給，當夜晚、陰天光照不充足時，電網中的電能通過并網逆變器和控制器自動補給系統。系統設計擬用太陽能電池板、太陽能控制器和并網逆變器組成并網太陽能發電系統。并網逆變器同時兼有控制器和系統保護的功能。因為并網太陽能發電系統中蓄電池幾乎不用，所以系統沒有選用蓄電池。設計思路結構圖如圖4所示：
圖4 溫室光伏發電系統與控制系統結構圖
光照充足時光伏發電系統產生的電能充足，逆變器自動給溫室控制系統PLC及上位機、溫室系統的傳感系統（溫度傳感器、濕度傳感器、CO2濃度傳感器、光照度傳感器等）、溫室系統執行機構（遮陽簾、天窗、風扇、補光系統等）提供電能，因為系統是按照所有執行機構同時工作時的最大功率設計的，在同一時刻不是所有機構都同時工作，此時多余的電能由并網逆變器送給輸電網；當光照不充足時，并網逆變器自動轉換，系統將從電網中使用電能，此時轉為電網供電狀態。
3.結論
經過對北京農業科技學院的農業科技園和西北農林科技大學新天地設施農業開發有新公司的農業科技園的參觀考察，獲悉這些大棚系統設計均采用現代化先進的控制技術，設計理念新，工藝成熟，能源多采用輸電網供給模式，設計中均未將光伏技術引入農業大棚生產中，其中最大的原因是成本太高。近年來，我國太陽能電池生產日趨成熟，二代、三代產品的相繼問世，是太陽能電池的生產成本大大降低，但控制器和逆變器的生產技術尚不成熟，要實現高效的轉換率，控制器和逆變器仍主要依靠進口。經過對國內外溫室控制系統研究分析，結合現代農業高效清潔的理念，本設計有利于推動我國農業生產對清潔、環保能源的開發和利用，符合綠色、高效農業的先進生產理念。光伏太陽能技術以其永久性、清潔性和普遍性，必將成為我國現代農業生產的必由之路。
【參考文獻】
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關鍵詞：太陽能光伏發電 太陽能電池 大城市居民小區 直流配電網
中圖分類號：TM61 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（b）-0022-03
隨著社會公眾的環保意識的提高以及新材料、現代電力電子技術的發展，充分利用可再生的太陽能已經越來越受到政府和公眾的重視。目前太陽能技術已經在新能源發電、交通、航空航海和空間站建設等領域得到了廣泛應用。充分利用可再生的太陽能發電，建立節能、環保、舒適的居住空間也成了社會的共識。因此，該文根據當前各種太陽能發電技術的特點與發展，以經濟、環保利用太陽能為目標，考慮大城市居民小區具有建筑密度大，高樓較多、屋頂面積小、樓間距較小等特點，分析適用于大城市居民小區的太陽能發電技術的選擇方案。
1 太陽能光伏發電技術的發展現狀
1.1 太陽能的應用形式
目前，居民小區應用太陽能的途徑主要可分為太陽能光伏發電和光熱轉換兩種形式。
太陽能光熱技術是將太陽輻射能量轉化為熱能的技術。在居民小區，常見的直接利用太陽能的方式有：（1）利用太陽能空氣集熱器供暖。（2）利用太陽能熱水器提供生活熱水。（3）利用集熱-儲熱的原理建造太陽房等。間接利用太陽能的主要方式是利用太陽能制冷。其中利用太陽能制冷技術仍處于研究階段，相關技術正在進入攻堅克難階段，預計未來將會取得突破性進展。
太陽能光伏發電是以太陽能電池為中介將太陽能轉化為電能的技術。太陽能發電系統有單獨發電和并網發電兩種發電方式，在城市小區，因為供電的可靠性要求，通常是采用并網發電方式，它是由太陽能電池陣列、蓄電池組、保護和控制系統、逆變器、小區負荷等設備構成，其中光伏電池陣列是由多個太陽能電池板串并聯而成，是整個系統最核心、最有價值的組件。
1.2 太陽能電池技術的應用發展
到目前為止太陽能電池技術已歷經三代，第一代主要為晶體硅太陽能電池；第二代是基于薄膜技術的太陽能電池；第三代是高倍聚光光伏電池。
晶體硅太陽能電池是以硅元素作為基本原材料，主要包括單晶硅和多晶硅太陽能電池兩類。這是發展最早、技術最成熟、已經形成了大規模商業化生產的太陽能電池技術，約占據93%的市場份額，其轉換效率在15%～20%。晶體硅太陽能電池最大的技術瓶頸是原材料硅的價格較為昂貴且供應不足，造成晶體硅電池價格呈現上漲趨勢。表1給出了對單晶硅太陽能電池與多晶硅太陽能電池的主要特性。
薄膜太陽能電池所需要的硅材料極少或是不需要，因而與晶體硅太陽能電池相比，在生產成本上有明顯的優勢。薄膜太陽能電池可分為硅基、碲化鎘（CDTE）、銅銦鎵硒（CIGS）、砷化鎵（GAAS）薄膜電池以及染料敏化（DSSC）太陽電池等[1]。薄膜太陽能電池應用已經逐步展開，其中2014年12月我國首個兆瓦級CIGS薄膜太陽能電站在云南石林投運，其發電效率比同等規模的晶體硅太陽能電站高出10%。根據大城市居民小區的需要，表2給出了主要薄膜太陽能電池的技術特性。染料敏化太陽電池是一種采用由有機材料構成核心部件的太陽能電池，在原材料上具有潛在的優勢，可以大面積成膜，具有可設計性強，質輕，可塑性好，是一種有前景的太陽能電池技術，但是目前僅停留在實驗階段。
從適用于大城市居民小區建筑的角度看，由于非晶硅薄膜電池可制作成半透明的類玻璃形狀，且具有較高的吸收系數，因此非常適合于與光伏-建筑一體化小區工程相結合，作為建筑物的玻璃幕墻、玻璃窗以及建筑墻面。CIGS薄膜電池由于其緩沖層CdS具有潛在的毒性，國產化水平較低，價格較高，但轉換效率高，比較適合用于商住兩用型小區、公寓型小區或是小區中的大型公共建筑的玻璃幕墻。CDTE薄膜太陽能電池成本較高，且有一定污染，可用作大型建筑的屋頂，而GAAS薄膜電池價格過高，一般不用于居民建筑。
2 居民小區的太陽能光伏發電技術的應用選擇
在我國，特別是一些低層建筑比較密集的中小城市、廣大農村地區，太陽能熱水器技術已經得到廣泛利用和推廣。但是這種利用方式無法適用于大城市居民小區，一方面是因為高層建筑物不能提供安裝位置，另一方面是因為這種雜亂無章的安裝嚴重影響建筑物的視覺美觀效果，破壞環境的和諧，不能實現與建筑物的完美結合[2]。目前推出的壁掛式大陽能熱水器是比較適合大城市居民小區的太陽能光熱利用的產品。
同時，太陽能光伏發電技術在民用領域也具有廣泛的利用和推廣空間。城市居民小區有許多公共用電設備，如小區路燈、草坪庭園景燈、高層建筑樓梯間、地下車庫的照明，樓房的電梯以及變頻調速的水泵、風機等，這些設備數量多、總體耗電量大，都可以首先考慮采用太陽能光伏發電供電。在小區的公共區域放置太陽能電池板是一個優選方案。除考慮房屋的承重和成本問題外，可以采用3種放置太陽能電池的方式：（1）放置在建筑屋頂，并加砌與建筑外觀一致的護攔，同時利用太陽能電池組件替代保溫隔熱層的作用，對于已建小區還可以與社區屋頂“平改坡”結合起來加裝太陽能電池組件。（2）在樓梯間頂部專門加裝一個放置太陽能電池板的閣樓，并采用與建筑外觀協調和諧的斜屋頂設計，維護整體環境的協調。（3）對于新建的多層建筑和高層建筑，外墻與太陽光接觸面積最大，采用與太陽能電池一體化的玻璃幕墻、透明絕熱材料，實現光伏-建筑一體化，同時達到美觀和裝飾效果。
在城市居民小區中，通常采用太陽能光伏發電系統與市政電網并聯供電的形式，如圖1所示。但是當小區內太陽能光伏發電容量比較大，且小區內直流負載比例較高時，小區采用分布式直流配網供電[3]，將市政電網通過交流-直流變換作為并聯電源，如圖2所示，更有利于太陽能光伏發電的利用，且具有更好的效率。這是因為：（1）太陽能光伏發電輸出直流電，直接接入直流配電網，可以節省大量的DC-AC換流環節。（2）大部分民用負載都是直流負載，比如個人電腦、電視、充電設備、電熱器、照明負荷，采用直流配電網后，整體效率更高；同時對于采用變頻技術的家用電器，如空調、冰箱、洗衣機，如果采用傳統的交流配電網，需要經過AC-DC-AC變換，而采用直流配電網則只需要采用DC-AC變換。因而直流配電系統的整體效率更高。（3）同時直流配電網更可靠，且沒有頻率和無功問題，也沒有傳統交流配電網的諧波污染問題。（4）直流配電網的可控性，更有利用于未來智能社區的建設[4]。
3 結語
太陽能光伏發電在大城市民用領域也具有廣闊的發展空間。但是由于大城市的地價貴、樓間距小、高層建筑多，相對中小城市、農村來說，利用太陽能光伏發電的空間較小、單位投資高、發電成本高，回收成本年限長，如果采用全國統一的補貼標準，難于達到預定的促進作用。因此，需要靠政府政策扶持，鼓勵企業、社會公益投資，同時與綠色社區、智能社區建設結合起來，達到更好的整體社會、經濟、環保效率。
參考文獻
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為了適應電力系統及其自動化專業學生的教學，在課程改革過程中，根據新能源發電行業現狀和電氣工程對新能源發電技術課程知識體系的需求，結合電力工程及其自動化專業的特點，精選教學內容，重新構建了新的課程知識體系，加強與電力系統及其自動化專業之間的聯系。根據新能源發電站接入電網的影響不同，將這些新能源技術分為兩類：穩定性能源發電技術和間歇性能源發電技術。
一些新能源技術（如生物質能、地熱能和常規水電）在接入電力系統方面和常規電力技術一樣容易，除了一次能源的形式不同，轉換成電能環節基本相同，都采用同步發電機進行發電，對電網的安全和穩定不會造成影響。因此，這部分新能源知識重點講解各種新能源發電技術的基本原理，最新的發電技術的現狀和動向，及在利用過程中對改善環境帶來的好處，培養學生新的能源觀念和意識。同時結合電網發展的最近進展，這些發電技術作為分布式電源接入電網時，如何規劃電網，接入電網對電網的影響等方面進行適當的講解，加強與電力系統知識的聯系，提高學生學習的積極性，由于受到季節、氣象和地域等條件的影響，另一些新能源技術具有隨機性、波動性和間歇性的特點，如風能和太陽能發電等新能源發電技術，在接入電力系統方面需要克服更多的挑戰，其電力大規模并入常規電網會對電網調峰和系統安全運行帶來顯著影響。這部分內容重點講解與電力系統相關的技術，涉及到電機學、電力電子技術和電力系統相關的知識點。在間歇性能源并網過程中，電力儲能技術可以補償負荷波動，解決風能和太陽能等間歇式新能源發電直接并網對電網的沖擊，調節電能質量，使大規模風力發電和太陽能發電能夠方便可靠地并入常規電網。隨著可再生新能源發電技術的快速發展，電力儲能技術也是電力系統及其自動化專業學生必須掌握的知識，所以儲能技術也是該課程知識體系的重要部分。
本文提出的課程知識體系目前還沒有相關教材，為此，筆者較為系統地構建并編寫適合電力系統及其自動化專業的“新能源發電技術”課程講義，使之更符合電力系統及其自動化專業的教學。從兩學期的試用情況來看，學生認同感增強，明確該課程是本專業不可或缺的重要選修課，重視程度顯著提升，在教學過程中取得了良好的效果。
二、教學模式改革
選擇合適的教學方法，能夠提高課堂效率。教學內容的不同，授課的教學方法也需要相應的改進，為此筆者對教學方法也進行了改革，使之與課程知識體系相適應。
1.采用學術專題講座的教學方式“新能源發電技術”課程知識體系要求運用新的教學方法。每種新能源發電技術各自成章，自成系統，各部分內容均有很多前沿的技術，僅靠書本知識已經不能適應科技的進步。因此需要任課教師補充相關發展的新動向和新技術，以學術講座的形式進行講授與課程相關知識點。講解過程中，以具體的行業問題為背景，采取啟發式的講解方式，層層剖析問題，可以讓學生在有限的學時內，掌握發電技術的發展現狀、發電原理、利用方式、開發存在的問題和研究現狀及動向。如地熱發電、海洋能發電、生物質能發電、太陽能熱發電技術，都可以采用講座的方式進行講解。同時在講座過程中，增加學生提問環節，讓學生可以積極參與，引導學生自主思考。為了強化實踐，在每一個專題授課結束后，教師通過布置與該專題相關的設計題目，讓學生學以致用。比如讓學生設計太陽能熱電站，利用波浪能發電原理設計相應的波浪能電站，設計新農村綜合利用生物質能的方案，設計垃圾發電站工藝流程等，作為分布式電源接入電網時，結合不同能源開發利用的特點對該地區新能源開發和電網結構做出合理規劃，并給出理由。通過這些綜合性設計作業，可以增強大家的創新意識和實踐能力，激發了學生的學習興趣和主動性，訓練了學生分析問題、解決問題的綜合能力，起到了非常好的效果。
2.基于問題的探究式教學方式傳統的講授方式，可以系統地講解，課堂容量大。風力發電和光伏發電技術涉及知識點多，知識點零散，因此需要教師合理組織教學內容，使其與所學專業知識相結合。為此筆者精心設計每一個教學環節，精講多練。但傳統的授課方式，學生被動接受，學習積極性不高。為此，筆者采用基于問題的探究式教學方式，在教學的過程中，教師起引導作用，對課程中的知識點進行分析，提出基于問題的討論題目；并分析學生需要掌握的知識要點，為學生提供必要的參考文獻，讓學生課后自己查閱資料，引導他們學會自己總結知識點，利用所學知識分析實際問題。而學生在課后根據自己的興趣自愿選題，并分小組進行研討，研討后，該小組總結討論結果。在課堂討論中，每個小組推薦一名學生做交流發言，將自己的研究內容做簡要匯報。學生互相提問展開討論，老師進行有針對性的點評，肯定了學生們取得的成績，對錯誤的地方進行了補充和糾正。為了達到分組討論學習預期效果，要求每個小組在上交的文獻報告中，明確每個學生所做的工作和參加小組討論的發言內容，督促每個學生都參與討論學習。通過這種教學方式，充分調動了學生的積極性和主動性，也很好地完成了教學目標，促進了教學質量的提高，達到“授人以漁”的目的。
3.改進多媒體教學方式由于該課程設計的專業知識具有跨學科的特點，有些知識點學生難以掌握，有些原理較為抽象。如風機的偏航過程、變槳過程、風機的失速原理、斯特林發動機的發電過程等都比較抽象，在沒有實物演示的前提下，學生經常不容易理解。因此在講這些課程內容時，采用多媒體動畫演示的方法，幫助學生理解基本概念和知識，讓學生更快更易地理解和掌握這些內容。
三、考試方法的改革
雖然在教學內容和方法上進行了改革，提高了學生的學習興趣，激發學生的學習熱情，但仍有不少學生選課和學習動機不端正。他們不是為了完善自己的知識結構，提高自己的綜合素質，只是為了湊滿學分，對選修課缺乏足夠的重視。傳統的閉卷考核方式不能全面地反映真實的教學情況。撰寫課程論文，成績只與論文寫得好不好有關，有的同學東拼西湊，也能獲得一個理想的成績。這些方式都難以督促學生平常的學習，因此仍需完善課程的考核方式。根據“新能源發電技術”課程的特點，筆者對該課程的考試方式做了合理的改革，促進學生學習，公正地反映了學生的成績。主要采取了以下一些措施：
1.注重對學生平時的考查增加課堂隨機考查的次數。通過提問、課堂測驗等方式，讓學生在上課時能集中精力聽講，防止學生上課“開小差”?；卮饐栴}和課堂測驗計入平時成績。
2.增加撰寫文獻報告和大作業基于問題的探究式教學方式中，撰寫文獻報告和小組討論環節能夠有效培養了學生查閱文獻、撰寫論文、發現問題、解決問題、獨立思考的能力，因此能夠較為科學評價學生平時的努力程度。因此，課堂討論和小組討論中，根據學生在該環節中的貢獻不同給學生不同成績，這樣能起到督促學生學習和檢驗學生學習效果的作用。作業是課堂教學的有效補充和延伸，是教學中必不可少的環節。大作業一般具有綜合性的特點，能夠有效鍛煉學生的綜合能力，鞏固平時所學的知識，是反饋教學效果的有效手段。因此增加大作業和撰寫文獻報告在平時成績中的比重也是考查學生平時學習的有效手段。
3.增加平時成績的權重平時考核成績權重由原來的30%提高到目前的50%，有效地避免了學生平時不學習，考試時突擊學習也能取得不錯成績的弊端，提高學生學習的積極性和自覺性。通過上述措施的實施，經調查表明多數學生都認可這種成績考核方法較合理、公正，能夠真實反映學生的成績，受到了多數學生的歡迎。
四、結束語
關鍵詞：新能源發電；課程知識體系；教學改革；教學方法
作者簡介：張濤（1981-），男，安徽阜陽人，三峽大學電氣與新能源學院，副教授；武建瑞（1983-），男，陜西蒲城人，三峽大學電氣與新能源學院，助理工程師。（湖北 宜昌 443002）
基金項目：本文系三峽大學教學研究項目重點項目（項目編號：J2011008）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）09-0073-02
能源是人類生存和發展的重要物質基礎，隨著社會發展對能源需求的持續增長，以及能源短缺危機和全球環境的日益惡化，能源對人類經濟與社會發展的制約和對資源環境的影響也越來越顯著。[1]面對能源短缺危機和環境保護的雙重壓力下，必須通過能源利用新技術實現“開源”和“節流”。因此，大規模開發新的能源，大力發展高效、環保的電力工業成為解決能源問題的有效途徑，培養這方面的人才對新能源的開發和利用具有重要意義。
三峽大學具有濃厚的電力行業背景，為了讓三峽大學（以下簡稱“我?！保╇姎夤こ填悓I學生了解新能源相關知識，“新能源發電技術”課程應運而生，它是電氣工程及其自動化專業課程體系中一門重要的專業選修課程。該課程的講授，能夠幫助學生較為全面地了解和掌握新能源利用形式及其相關技術的前沿動態，有利于培養學生的創新思維能力。為了提高教學質量，結合電氣工程類專業的特點，探索適合電力系統及其自動化專業課程授課內容和教學方法是十分必要的。本文將根據筆者近年來的教學實踐，談談對該課程的教學改革與實踐方面的幾點體會。
一、課程教學存在的主要問題和矛盾
“新能源發電技術”課程是一門多學科交叉的課程，除了涉及電力和能源領域的知識外，還要求學生具有其他領域相關的知識，如課程中風力發電技術涉及空氣動力學的相關知識，太陽能電池涉及的半導體材料的相關知識，生物質能中涉及的生物化學等相關知識等。[2，4]由于新能源發電技術的研究屬于前沿科學，目前，我國部分高校的相關專業已開設“新能源發電技術”課程，但不同學科對該專業課程的教學需求不同，導致教材內容側重點差異較大。該課程的建設中存在的問題較為突出，集中體現在：不同專業教材內容側重點不同，缺乏適合電力系統及其自動化專業的教材；作為一門選修課程，學生重視程度不夠；專業教學環節矛盾眾多，包括課程與教材之間的矛盾，理論教學與實踐教學之間的矛盾，教學目標與教學方法之間的矛盾等，這些都在很大程度上制約了“新能源發電技術”課程教學質量的提高。
對于電力系統及其自動化專業的學生，該課程需要涉及更多電氣工程學科的相關知識，如電機學、電力電子技術、電力系統分析等專業知識。在新能源并網和儲能技術中需要應用這些專業知識分析該研究領域前沿問題，有利于全面掌握新能源知識體系和培養學生分析問題的能力。由此可見，本課程內容豐富，知識點多，在該課程的建設中，需要根據專業特點，合理組織教學內容，讓學生掌握晦澀難懂的外專業知識的，能利用本專業知識分析實際工程問題，激發學生學習該課程的興趣，提高學生的綜合素質，因此該課程的教學內容和教學模式的改革勢在必行。
二、教學內容的改革
為了適應電力系統及其自動化專業學生的教學，在課程改革過程中，根據新能源發電行業現狀和電氣工程對新能源發電技術課程知識體系的需求，結合電力工程及其自動化專業的特點，精選教學內容，重新構建了新的課程知識體系，加強與電力系統及其自動化專業之間的聯系。
根據新能源發電站接入電網的影響不同，將這些新能源技術分為兩類：穩定性能源發電技術和間歇性能源發電技術。
一些新能源技術（如生物質能、地熱能和常規水電）在接入電力系統方面和常規電力技術一樣容易，除了一次能源的形式不同，轉換成電能環節基本相同，都采用同步發電機進行發電，對電網的安全和穩定不會造成影響。因此，這部分新能源知識重點講解各種新能源發電技術的基本原理，最新的發電技術的現狀和動向，及在利用過程中對改善環境帶來的好處，培養學生新的能源觀念和意識。同時結合電網發展的最近進展，這些發電技術作為分布式電源接入電網時，如何規劃電網，接入電網對電網的影響等方面進行適當的講解，加強與電力系統知識的聯系，提高學生學習的積極性，
由于受到季節、氣象和地域等條件的影響，另一些新能源技術具有隨機性、波動性和間歇性的特點，如風能和太陽能發電等新能源發電技術，在接入電力系統方面需要克服更多的挑戰，其電力大規模并入常規電網會對電網調峰和系統安全運行帶來顯著影響。這部分內容重點講解與電力系統相關的技術，涉及到電機學、電力電子技術和電力系統相關的知識點。在間歇性能源并網過程中，電力儲能技術可以補償負荷波動，解決風能和太陽能等間歇式新能源發電直接并網對電網的沖擊，調節電能質量，使大規模風力發電和太陽能發電能夠方便可靠地并入常規電網。隨著可再生新能源發電技術的快速發展，電力儲能技術也是電力系統及其自動化專業學生必須掌握的知識，所以儲能技術也是該課程知識體系的重要部分。
本文提出的課程知識體系目前還沒有相關教材，為此，筆者較為系統地構建并編寫適合電力系統及其自動化專業的“新能源發電技術”課程講義，使之更符合電力系統及其自動化專業的教學。從兩學期的試用情況來看，學生認同感增強，明確該課程是本專業不可或缺的重要選修課，重視程度顯著提升，在教學過程中取得了良好的效果。
三、教學模式改革
選擇合適的教學方法，能夠提高課堂效率。教學內容的不同，授課的教學方法也需要相應的改進，為此筆者對教學方法也進行了改革，使之與課程知識體系相適應。
1.采用學術專題講座的教學方式
“新能源發電技術”課程知識體系要求運用新的教學方法。每種新能源發電技術各自成章，自成系統，各部分內容均有很多前沿的技術，僅靠書本知識已經不能適應科技的進步。[5，6]因此需要任課教師補充相關發展的新動向和新技術，以學術講座的形式進行講授與課程相關知識點。講解過程中，以具體的行業問題為背景，采取啟發式的講解方式，層層剖析問題，可以讓學生在有限的學時內，掌握發電技術的發展現狀、發電原理、利用方式、開發存在的問題和研究現狀及動向。如地熱發電、海洋能發電、生物質能發電、太陽能熱發電技術，都可以采用講座的方式進行講解。同時在講座過程中，增加學生提問環節，讓學生可以積極參與，引導學生自主思考。
為了強化實踐，在每一個專題授課結束后，教師通過布置與該專題相關的設計題目，讓學生學以致用。比如讓學生設計太陽能熱電站，利用波浪能發電原理設計相應的波浪能電站，設計新農村綜合利用生物質能的方案，設計垃圾發電站工藝流程等，作為分布式電源接入電網時，結合不同能源開發利用的特點對該地區新能源開發和電網結構做出合理規劃，并給出理由。通過這些綜合性設計作業，可以增強大家的創新意識和實踐能力，激發了學生的學習興趣和主動性，訓練了學生分析問題、解決問題的綜合能力，起到了非常好的效果。
2.基于問題的探究式教學方式
傳統的講授方式，可以系統地講解，課堂容量大。風力發電和光伏發電技術涉及知識點多，知識點零散，因此需要教師合理組織教學內容，使其與所學專業知識相結合。為此筆者精心設計每一個教學環節，精講多練。但傳統的授課方式，學生被動接受，學習積極性不高。
為此，筆者采用基于問題的探究式教學方式，在教學的過程中，教師起引導作用，對課程中的知識點進行分析，提出基于問題的討論題目；并分析學生需要掌握的知識要點，為學生提供必要的參考文獻，讓學生課后自己查閱資料，引導他們學會自己總結知識點，利用所學知識分析實際問題。而學生在課后根據自己的興趣自愿選題，并分小組進行研討，研討后，該小組總結討論結果。在課堂討論中，每個小組推薦一名學生做交流發言，將自己的研究內容做簡要匯報。學生互相提問展開討論，老師進行有針對性的點評，肯定了學生們取得的成績，對錯誤的地方進行了補充和糾正。[2]為了達到分組討論學習預期效果，要求每個小組在上交的文獻報告中，明確每個學生所做的工作和參加小組討論的發言內容，督促每個學生都參與討論學習。通過這種教學方式，充分調動了學生的積極性和主動性，也很好地完成了教學目標，促進了教學質量的提高，達到“授人以漁”的目的。
3.改進多媒體教學方式
由于該課程設計的專業知識具有跨學科的特點，有些知識點學生難以掌握，有些原理較為抽象。如風機的偏航過程、變槳過程、風機的失速原理、斯特林發動機的發電過程等都比較抽象，在沒有實物演示的前提下，學生經常不容易理解。因此在講這些課程內容時，采用多媒體動畫演示的方法，幫助學生理解基本概念和知識，讓學生更快更易地理解和掌握這些內容。
四、考試方法的改革
雖然在教學內容和方法上進行了改革，提高了學生的學習興趣，激發學生的學習熱情，但仍有不少學生選課和學習動機不端正。他們不是為了完善自己的知識結構，提高自己的綜合素質，只是為了湊滿學分，對選修課缺乏足夠的重視。[6]傳統的閉卷考核方式不能全面地反映真實的教學情況。撰寫課程論文，成績只與論文寫得好不好有關，有的同學東拼西湊，也能獲得一個理想的成績。這些方式都難以督促學生平常的學習，因此仍需完善課程的考核方式。根據“新能源發電技術”課程的特點，筆者對該課程的考試方式做了合理的改革，促進學生學習，公正地反映了學生的成績。主要采取了以下一些措施：
1.注重對學生平時的考查
增加課堂隨機考查的次數。通過提問、課堂測驗等方式，讓學生在上課時能集中精力聽講，防止學生上課“開小差”?；卮饐栴}和課堂測驗計入平時成績。
2.增加撰寫文獻報告和大作業
基于問題的探究式教學方式中，撰寫文獻報告和小組討論環節能夠有效培養了學生查閱文獻、撰寫論文、發現問題、解決問題、獨立思考的能力，因此能夠較為科學評價學生平時的努力程度。因此，課堂討論和小組討論中，根據學生在該環節中的貢獻不同給學生不同成績，這樣能起到督促學生學習和檢驗學生學習效果的作用。
作業是課堂教學的有效補充和延伸，是教學中必不可少的環節。大作業一般具有綜合性的特點，能夠有效鍛煉學生的綜合能力，鞏固平時所學的知識，是反饋教學效果的有效手段。因此增加大作業和撰寫文獻報告在平時成績中的比重也是考查學生平時學習的有效手段。
3.增加平時成績的權重
平時考核成績權重由原來的30%提高到目前的50%，有效地避免了學生平時不學習，考試時突擊學習也能取得不錯成績的弊端，提高學生學習的積極性和自覺性。
通過上述措施的實施，經調查表明多數學生都認可這種成績考核方法較合理、公正，能夠真實反映學生的成績，受到了多數學生的歡迎。
五、結束語
“新能源發電技術”課程是電氣工程及其自動化專業課程體系中一門重要的專業選修課程。本文針對課程建設中存在的突出問題，構建了適合電氣工程類專業的“新能源發電技術”課程的知識體系，合理組織教學內容，并根據授課內容提出了合適的教學和考核方法。通過課程教學改革，激發學生的學習興趣，引導學生主動學習，培養了學生分析問題、解決問題的能力和創新意識，提高學生的綜合素質，達到提高該課程的教學質量和教學效果的目的。
參考文獻：
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[2]馬明國，蔣建新.“生物質能源利用原理與技術”教學改革初探[J].中國林業教育，2009，27（4）：64-67.
[3]陳春香，李嘯驄，梁志堅，等.“新能源發電技術”課程教學改革與探索[J].中國電力教育，2013，（5）：62，102.
[4]孫欣，黃永紅.“新能源發電技術”課程教學改革與實踐[J].中國電力教育，2011，（35）：95-96.
關鍵詞：風力發電 光伏發電路燈可行性分析
風能、太陽能作為可利用的自然可再生能源，二者在轉換過程中都是受季節、地理和天氣氣候等多種因素制約，但是，兩者的變化趨勢基本相反，揚其兩能各自之長，補其兩能各自之短，相互配合利用，因地制宜，能發揮出最大的作用。特別是在遠離電網的地區，獨立供電系統成為人們最需要的動力源。結合風能、太陽能
的特點，綜合利用風力發電和太陽能光伏發電技術而建立的風光互補發電系統無疑是解決這一重要問題的最佳方案。
風光互補路燈即是有效的利用風能及太陽能之間在能量及時間上的互補特性，通過兩者各自的發電裝置，共同向蓄電池進行充電，為路燈提供獨立供電電源的獨立供電系統。路燈在我們日常生活中很常見且實用，它給我們夜晚的生活和交通帶來光明和便利，然而人們往往忽視了路燈的耗電能力，其實常規的路燈尤其是高速公路上的路燈也是一個“耗電大戶”，由于路燈的低壓輸電線路長，不僅路燈耗電，輸電線路上的耗電也很大，而且常規路燈必須用埋地電纜供電，在離電源點超過三公里的公路就要建一個供電線路，隨著公里的延伸，還需要設升壓系統。因此大部分遠離電源點的市郊公路和高速公路都沒有安裝路燈，這實際上給道路交通帶來了許多安全問題,也給人們的夜晚出行帶來不便。然而，風光互補路燈的出現正規避了這些弊端。美觀獨特的風光互補路燈既能把城市的夜晚裝點得多姿多彩，又為城市增添了一道靚麗的風景。
風光混合供電系是由風力發電機、太陽電池陣列、蓄電池組、充電控制器、逆變器、系統監控系統等組成。風力發電機及太陽能電池發出的電通過控制器貯存在蓄電池中，當負載為直流時，通過控制器直接輸送給負載；當負載為交流時則需經逆變器將直流轉化為交流再輸送給負載。整個系統由能量產生環節、能量存儲環節、能量消耗環節三部分組成。能量的產生環節又分為風力發電和光伏發電部分，分別將風力、日照資源轉化為高品位的電力能源；能量的存儲環節由蓄電池來承擔，引入蓄電池的主要作用就是為了盡量消除由于天氣等原因引起能量供應和需求的不平衡，在整個系統中起到能量調節和平衡負載的作用；能量消耗環節在本文中主要是指路燈的能量消耗。
本文以山東省煙臺市的風能太陽能資源條件為例，來分析風能太陽能混合發電的實用價值。以典型氣象年數據為參考，下圖是各月的風能太陽能能量分布情況，
圖1風能太陽能的各月能量分布圖
盡管風光互補路燈初投資較高，但是該系統不需要輸電線路，也不需要開挖路面做埋管工程，不消耗電能，從長遠來看該系統有著明顯的經濟效益。而且風光互補路燈利用天然能源發電來工作，不消耗化石燃料，無二氧化碳、二氧化硫等有害氣體的排放，清潔干凈，環境效益良好。目前，在歐洲、日本、美國等發達國家正在普及風光互補路燈，用在沿海公路、偏遠山路，特別是對已建成的道路增設路燈非常方便。目前我國已經有部分城市試驗性將風光路燈系統用作城市道路景觀照明, 并取得了一定成效。隨著風電和光伏發電的成本越來越低，風光復合發電方式必將在解決遠離城市的高速公路，海洋上的孤島，偏遠的山區用電問題上發揮越來越重要的作用。
參考文獻：
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[4] 方燕, 馬金花, 高善峰等.風光互補路燈系統的優化設計方法[J].可再生能源, 2009,27(1):88～92
近年來，經濟社會發展使得資源能源消耗不斷增長，一方面，石油、煤炭、天然氣等化石能源價格不斷飆升，另一方面，發展經濟的同時造成了人類生存環境的惡化。能源成為現代社會存在和發展的基石，再生能源替代化石能源成為社會發展的必然趨勢。
（一）太陽能。
太陽能是一種人類取之不盡用之不竭的可再生能源，它具有清潔性、安全性、廣泛性、持久性、充足性、免維護性及潛在的經濟性等優點，具有重要的戰略地位。水能、風能、潮汐能可用的總量都太小，滿足不了人類的需求。核聚變能雖然產生的能量巨大，但有不可控性及安全問題。地熱能從理論上看也具有潛力，但是存在技術和安全性的問題。所以，太陽能是人類所知，目前已經可以利用的，清潔安全的，能夠解決人類未來所需的唯一能源選擇。人類直接利用太陽能還處于初級階段。太陽能發電是一種使可再生能源被利用的新興方式。通常說的太陽能發電指的是太陽能光伏發電，簡稱“光電”.
（二）光伏發電。
光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術所需要的關鍵元件是太陽能電池。光伏發電是根據光生伏特效應原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網發電，光伏發電系統主要由太陽能電池板（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成，不涉及機械部件，所以，光伏發電設備極為精煉，可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。從理論上講，光伏發電技術可以在任何需要電源的場合發揮作用。光伏發電系統由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜，太陽跟蹤控制系統等設備組成。它是近年來發展最快，最具經濟潛力的能源開發領域。
（三）光伏產業鏈。
光伏產業鏈主要包括硅料、硅片、電池片、電池組件、應用系統5個環節。上游為硅料、硅片環節；中游為電池片、電池組件環節；下游為應用系統環節。整個產業鏈從上游到下游呈明顯的金字塔分布，隨著產業鏈的增加市場容量和企業數量不斷增加，由于硅料特別是高純度的硅料在整個光伏產業鏈中利潤最高，因此處在上游的企業所獲得的利潤很明顯的高于下游企業。我國光伏產業現已形成了比較完整的產業鏈，如今正處在快速發展的階段，2009年我國內地多晶硅產量超過了兩萬噸，太陽能電池產量超過了4000兆瓦，已經連續3年成為全球太陽能電池的第一大國。
2010年5月，中國光伏產業聯盟成立，此聯盟以規范發展、推動應用、引導行業聯合創新為核心，研究鼓勵光伏產業發展的各項政策，加大對企業技術改造和產業升級的支持力度，其中主要包括22家國內光伏骨干企業、行業協會及研究機構。中國光伏產業聯盟始終致力于整合產業資源、推進結構調整、轉變發展方式，加大行業凝聚力，增強國際影響力與競爭力。
二、光伏產業的發展現狀
世界光伏產業在過去10年內每年以30-40%的速度增長，論文格式根據Solarbuzz最新數據統計，2007年全球光伏系統裝置新增容量為2826MW,同比增長62%.光伏產業一直是政府宏觀調控在進行政策支持，通過產業自身不斷技術創新，企業不斷規?；杆侔l展。但是全球光伏發電的補貼卻處在下降階段，這就驅使光伏產業不斷尋找科技創新、降低成本的途徑。到2012年時全球光伏產業發展迅速。
（一）經濟的發展促使光伏產業的發展。[論/文/網 LunWenData/Com]
經濟迅速發展帶來的負面效應是資源的大量消耗，特別是化石能源日益減少，同時環境受到破壞，日益嚴重的溫室效應，因此各國均大力發展太陽能利用技術，其中發達國家因其經濟發達、能源消耗大而起步較早，日本、歐美等國家在技術和應用上都處于領先地位。但是太陽能發電成本與傳統能源相比較高，因此需要政府給予政策扶持。20世紀90年代末，“陽光計劃”在歐美、日本等國家內開始實行，政府在許多方面采取政策支持，例如太陽能發電的價格、國家稅收、發展基金等方面給予較大優惠。同時，歐洲一些高水平的研究機構在政府的資助下也加大了對太陽能能源利用的研究。
（二）中國光伏產業的發展。
近年來，中國經濟發展之迅速受到了世界的矚目，但同時我們也深刻地意識到，在能源構成中，煤占有著主導的地位，煤的直接燃燒會產生大量污染物，給環境帶來嚴重的影響，從環境和能源雙重考慮，政府正積極開發利用可再生資源。在我國廣闊的土地上，太陽能資源開發和利用的潛力非常廣闊。年平均日照超過2000小時，大多數地區年平均日輻射量在每平方米4千瓦時以上，西藏日輻射量最高達每平米7千瓦時，與同緯度的其他國家相比，有著巨大的優勢和開發潛能。
中國光伏技術在20世紀70年代興起，起初用于空間，70年代后光伏應用擴大到地面，中國的光伏產業應運而生，每年以400%的速度快速發展，短短5年一躍成為世界第一強，中國光伏產業取得的進步世界矚目。根據《可再生能源中長期發展規劃》，到2020年，我國將力爭使太陽能發電裝機容量達到1.8GW（百萬千瓦），到2050年將達到600GW（百萬千瓦）。預計，到2050年，中國可再生能源的電力裝機將占全國電力裝機的25%,其中光伏發電裝機將占到5%.預計2030年之前，中國太陽能裝機容量的復合增長率將高達25%以上。中國光伏產業一方面擁有相對的電池技術、半自動化的設備和人力的最佳生產模式和成本優勢，但是另一方面光伏產業鏈還不健全，關鍵技術上有所欠缺，與國外相比，我國光伏產業市場化進程卻相對緩慢。過去幾年中國政府和業界人士一直共同努力改善“原料、市場、技術和設備”四個都在外的情況，但是從整個產業鏈來看，我國光伏產業主要集中到2010年9月人民幣兌美元的名義利率已超過20%.直接導致的后果就是影響廣東省服裝貿易的進出口量。據統計，人民幣升值1%,服裝行業的出口產品的營業利潤將下降10.3%,人民幣升值到5%到10%的這個階段，服裝行業的利潤率將下降到10%到60%.人民幣的升值還將影響到外資對廣東省服裝行業的投資積極性。
2.周邊地區競爭激烈。
近年來隨著經濟的加快運轉，江蘇、浙江、福建等省份服裝產業的發展尤為迅速，以自創品牌、推行特許加盟等模式來占領市場。加上中西部地區開始重視服裝產業的發展與建設，產業環境和政策環境都在逐步優化，競爭優勢越來越明顯。這些地區的服裝出口規模不斷擴大，這對廣東的服裝業造成了一定的影響。
3.國際服裝貿易保護主義下導致的貿易壁壘。
自從2005年服裝配額取消以來，我國對歐美地區的服裝出口大幅度增長，為了保護本地區的利益，美國、歐盟啟動了“特保”條款，對多種服裝實施進口數量限制。
三、廣東省服裝出口的發展戰略措施
（一）提高品牌意識。
高產出、低附加值已經不適合廣東服裝發展的道路，廣東省只有轉變服裝出口的模式。面對全球經濟一體化的今天，廣東省服裝企業應逐步認識到其經營規模和競爭力已亟待改善。自己的企業要盡快變革，形成品牌效應，抓住時機融入世界經濟舞臺。
（二）組建大型服裝集團。
采取強強聯合、工貿聯合、內外貿聯合、跨地區聯合組建大型服裝出口集團，國家應給予必要的支持政策，加大國家資本退出的速度，以此強化企業的市場化職能。在更短的時間內率先允許服裝業內外貿的合并，允許企業重組和國有資本退出，原有的外貿專營權同步轉移。
（三）優化產品結構。
建立有效的營銷激勵機制集中現有優良資產、優勢資本和優良技術裝備，開發市場適銷的特色化產品，增加高附加值產品，提高產品毛利率。對于積壓產品、虧損嚴重的產品要堅決停產，將產品產銷率提高到國家要求的水平。加強營銷管理，要把“質量、效率、低耗、效益”有機結合起來，強化全員的市場意識，增強營銷人員的責任感和積極性。
（四）加強地區交流。
廣東省無可比擬的地理位置，加強了地區與地區間的優勢，包括珠三角地區和港澳臺地區。加強地區間的交流，獲取最新信息。有助于廣東省服裝業進一步的發展。
關鍵詞：建筑能耗；節能空調；太陽能；評價
中圖分類號： TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2011）-06-0306-1
0 前言
建筑能耗一般指建筑在正常使用條件下的采暖、通風、空氣調節和照明所消耗的總能量，不包括生產和經營性的能量消耗。隨著經濟的快速發展，常規能源日益匱乏，節能環保已成為世界公認的主題，各國都在推行全方位降低能耗，因此零能耗建筑在全球范圍內應用而生。在建筑零能耗風靡全球的時刻，也想談談自己的一些想法。
1 建筑能耗現狀分析
我國約占全社會總耗能的46.7%，歐洲和美國約占全部能源消耗的40% ，如何全面提高能源效率，減少對日漸枯竭的傳統一次性“礦物化石”能源依賴性已成為當務之急。其核心特點除了強調被動式節能設計外，將建筑能源需求轉向太陽能、風能、地熱能等可再生能源，為人們的建筑行為，為建筑與環境和諧共生尋找到最佳的解決方案。
建筑發展至今，建筑能源消耗從零走到了。隨著常規能源的匱乏，我們需要在不改變現在建筑室內舒適環境的情況下，使常規能源的消耗從回歸到零。
我們知道，創建綠色建筑，在建筑設計中要重點抓好自然通風、建筑遮陽、天然采光、門窗隔熱、墻體保溫、節能空調、太陽能利用、水循環使用、“3R”材料利用等“綠色技術”的推廣應用，以實現建筑本身不消耗或少消耗常規能源、不產生或少產生廢水廢物、不無故浪費自然資源、不惡化自然環境的目標。
其中自然通風、建筑遮陽、天然采光、門窗隔熱、墻體保溫這些建筑節能技術已經很成熟了。在這些節能技術之上，如果想要保持一個舒適的室內環境，在室內外環境相差較大的情況下，我們必須要付出一些能量，這些能量除了正常的損耗外，其余供給室內，來達到我們要求的室內環境。因此，要想保持最終的目的不變，我們依然要付出能量，只是現在的能量消耗，要用太陽能、風能、地熱能、生物質能等可再生能源來代替煤、石油等常規能源。下面分別就太陽能的利用和節能空調進行闡述，分析其對建筑零能耗的巨大作用及現實中利用的弊端以及我們該努力的方向。
2 太陽能的利用
太陽存在我們最普遍利用的兩個方面：集熱和光伏發電。國內的集熱器已成為太陽能應用最為廣泛、產業化最迅速的產業之一。在中國，太陽能發電的成本是常規發電成本的6～8倍。無論對于企業還是百姓，如此高昂的電價誰都承受不起。
中國雖然是全球最大的太陽能電池制造基地，但目前用來生產太陽能電池的重要原料――高純度硅材料，95%以上靠從國外進口，而且加工過程中的高精度、高耗能、高污染，使晶體太陽能電池的成本居高不下。另外，中國的太陽能蓄電池的使用壽命及使用條件的限制，使太陽能路燈的造價要比消耗普通電能多10倍以上，這還不包括更換蓄電池的費用。因此，在太陽能光伏發電的使用，配套設備的研究要跟上來，否則，“太陽能電廠”仍是都市里的“能源孤島”，沒有人敢效仿，因為一個自主發電、不消耗社會資源的企業，反而要為之承受消耗社會資源的成本。
3 節能空調
節能空調顧名思義，消耗掉少量的能源，獲得最大能量的空調，那么在現實中，節能空調從哪些方面來改進呢，我個人認為從以下幾個方面：
3.1 中國自主研制制冷新產品
這類產品要具有一定的技術創新和先進性，符合低碳、綠色、環保的原則，能實現無級調速的多樣化控制，根據室內負荷變化自動調整電機轉速，達到最佳節能效果，比一般的風盤系統節能65%以上，這樣的制冷末端新產品可以直接來應用。
3.2 太陽能空調系統
太陽能吸收式空調系統主要由太陽集熱器和吸收式制冷機這兩部分組成的。制得的冷量就是利用了太陽集熱器為吸收式制冷機提供其發生器所需要的熱媒水來提供的。但就使用過程中也存在一些問題：
（1）太陽能空調已初步進入實用階段 使用太陽能空調的用戶依然在不斷的增加，目前產品多是大型的溴化鋰制冷機，只適合中央型空調。因此，研制小型的溴化鋰或氨―水吸收式制冷機與太陽集熱器配套實用并逐步進入家庭中使用。
（2）太陽能空調使用集熱器的采光面積與空調建筑面積的配比受到限制，僅能適用于多層建筑。對此，目前正在研制可以產生水蒸氣的真空管集熱器，以便與蒸氣型吸收式制冷機結合，來解決集熱器與空調建筑面積的配比問題。
（3）太陽能空調系統的初投資依然偏高，僅適用于部分的富裕用戶。為此，我們正在降低現有集熱器的成本，使得更多的家庭具有使用太陽能空調的經濟承受能力。只要克服以上的缺陷，就更大限度地發揮太陽能空調的作用。
4 結論
總之，建筑零能耗要從建筑節能開始，我們要細分最終用戶的需要， 針對不同區域的氣候條件需求，研究先進的節能技術和配套設備，這需要一個曲折而漫長的過程，我們需要踏實的尋求和研究，而不是盲目的追求所謂的“新技術”卻比使用常規能源承擔更多的資源和資金浪費。從而真正的由“低能耗”走向“微能耗”最終達到“零能耗”。
參考文獻
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關鍵詞：可再生能源；發電技術；教學模式；考核
當今人類面臨著能源短缺和環境污染的嚴重挑戰，傳統的煤、石油、天然氣等化石燃料資源的有限性與社會的巨大需求形成了尖銳的矛盾，同時受開采條件和資源枯竭等因素影響，人類將會面臨資源危機，而且化石類能源所排出的廢氣給生態環境帶來很大影響，社會影響巨大。因此研究開發無污染的、可持續的可再生能源與能源轉換技術成了當前科學和技術發展的重要研究方向，也是工程技術應用中的熱點問題，而且已經上升到經濟、社會和戰略安全的范疇。工科高校擔負培養合格的工程技術人員的重任，因此，為了適應科技和社會的發展，滿足工程實際對人才的要求，可再生能源發電方面的人才培養已經成為當務之急和重中之重的工作。[1，2]因此在新的能源形勢及人才需求下，上海電力學院（以下簡稱“我?！保┰诟吣昙墴崮芘c動力工程專業（熱力發電方向）開設了“可再生能源發電技術”的課程，讓學生在全面掌握常規火力發電的基礎上，掌握可再生能源利用基礎知識、能源利用形式及其相關技術，了解可再生能源發電的前沿技術，從而擴大學生的知識面，適應社會需求。[3，4]
本文通過分析“可再生能源發電技術”的課程特點和存在的問題，探討了該課程的教學方法和教學模式的改革，內容包括教學內容、教學方法、考核方式等，從而達到激勵學生自主學習的意愿，培養學生勇于創新的精神，孕育學生科學的素養，提高學生分析與解決實際問題的能力，實現學生對“可再生能源發電技術”課程的全面了解。
一、“可再生能源發電技術”課程教學的特點
1.教學內容多學科交叉
“可再生能源發電技術”課程主要包括水力發電、太陽能發電、生物質能發電、風能發電和海洋能發電等內容，課程的主體是分別對上述發電形式進行較為系統的解析，重點介紹各種可再生能源發電技術的基本原理和開發利用的基本方式，以及目前國內外該發電形式利用的現狀和最新進展。所有以上內容涉及工程熱力學、傳熱學、流體力學、半導體物理、空氣動力學、力學等基礎理論和相關知識，因此教學內容涉及領域廣、研究對象較多，知識結構復雜多樣、學科交叉非常突出、知識點集成度高等特點，這將給講授帶來挑戰，即如何將這些知識點，尤其是跨學科的內容傳授給學生，并讓學生能夠較容易地掌握是該課程需要解決的重點問題之一。
2.教學方式亟待改革
由于“可再生能源發電技術”課程的多學科交叉，一般而言，在短時間內掌握非本專業理論知識較困難，因為沒有該專業的理論基礎知識，經常會很難理解有關知識點，這將嚴重影響學生的積極性，甚至部分學生會產生抵觸情緒。因此，以教師講授為主的教學方式，學生沒有參與進來，不能充分調動學生的積極性，可能導致學生無法理解所講授的內容；同時該教學方式忽略了學生的創新能力培養。因此如何將教師的“教”轉化為學生的“學”，將多學科交叉課程的課堂組織好是該課程教學需要解決的問題之一。
二、教學內容的設計
可再生能源發電技術的研究屬于當今研究的前沿問題。隨著科學技術的快速發展，新技術、新方法和新工藝等不斷涌現，教學內容需要與時俱進，不斷更新，現有的教材顯然不能很快地響應這樣的變化，以教材為教學內容難以滿足教學要求。在筆者的教學實踐中，教學內容上通過參考權威書籍、資料和自身的研究成果，同時對國內外期刊文章、學術專著及網絡平臺知識進行學習，掌握當前研究的動向，并整合所有材料作為課堂教學內容及課外拓展閱讀資料。廣泛獲取信息，動態更新與拓展教學內容，把握最新的專業前沿，有助于引導學生去探索新知識，培養創新精神。另一方面，由于課程涉及多學科的交叉，在有些學科領域上，學生缺乏知識儲備，課堂教學較難獲取有效的效果，因此，摒棄一些晦澀難懂的理論知識是非常必要的。[5，6]以太陽能熱發電為例，太陽能熱發電涉及流體力學、傳熱學、自動控制等多學科，當整合最新的科技發展成果作為案例講解時，主要向學生闡述太陽能熱發電的基本原理、關鍵技術、發展趨勢及政策激勵等，讓學生充分接觸各種知識，拓寬視野，了解科技前沿的最新動態，目的是給學生專業素養的形成提供一個有利、有效的平臺。課程內容應深入淺出、科普性與前沿性并重，當學生的興趣被調動起來后，再進行該學科的基本理論的講授或學生自學就非常容易切入，這樣就可達到較為理想的教學效果。
三、新型的教學模式
根據“可再生能源發電技術”課程的特點，本文提出新型教學模式的設計，使得教師成為課堂的組織者，通過設定教學內容，明確教學任務，課堂教學以學生為本，體現學生的認知主體作用，使學生在學習過程進行積極思考，自主學習，從而在培養學生的創新能力和增強其科學素養等方面發揮作用。
1.專題講授
可再生能源利用形式多樣，涉及本學科各個分支學科，具有多學科交叉與耦合的特點。為了避免各分支學科相互之間影響導致學生難以理解的問題，提出采用專題講座的授課形式，集中時間講授某一類型的可再生能源發電形式。此外，爭取請相關領域的專家或工程技術人員每學期做1～2次課堂報告，將工程中碰到的問題簡化并整合成案例，在教學中根據需要選擇案例進行剖析，激發學生的學習興趣，強化學生的工程實踐意識。
2.互動教學
在教學過程中，教師做幾次完整的典型研究報告，包括幾種可再生能源的發電原理、設備組成、科研前沿等，目的是讓學生掌握宏觀現狀背景和如何從微觀把握問題與分析問題；引導學生充分利用圖書館資源，掌握歸納分析的方法；指導學生進行撰寫科技或科普論文，提高學生的科學素養，在此基礎上安排學生參與課堂中來。具體做法是學生以小組為單位，各小組自主選擇相關研討課題，通過查閱文獻和小組研討，形成專題研究報告，并由小組成員在課堂進行匯報，根據其匯報內容，接受老師和同學的提問，并進行解答，教師及時進行指導并對其評分。形成教師指導，學生主講，教師與學生，學生與學生互動討論的方法，教學實踐表明，該方法大大提高了學生的主動性。學生經歷查閱文獻、分析問題、報告寫作和報告陳述的全過程，顯著增強了創新能力、科研精神和團隊合作意識。利用對多個相關課題的討論，學生對可再生能源特點、可再生能源發電的前沿技術等有了更深入的認識。
3.虛實結合
在學科平臺及自建教學平臺的基礎上，通過實物參觀、模型演示，多媒體教學等虛實結合、多位一體的教學模式，提高學生的感性認識。
（1）可再生能源發電技術模型的利用。熱能與動力工程專業的學生以往大部分接觸的是火力發電方面的知識內容，對可再生能源發電技術認知較少，特別缺乏針對可再生能源發電原理和發電設備等進行系統的學習，如果直接進行理論的學習，學生會感到很枯燥，對一些基礎理論知識和發電設備結構很難理解。為了提高學生的感性認識，筆者所在課程組建立了可再生能源發電技術教學平臺。在學習課程的理論知識之前，學生首先了解小型模型的實物結構，內部構成，基本組成和基本原理，使得學生具有整體的感性認識，然后再學習本課程，同時結合模型進行講解。
（2）健全的多媒體素材?！翱稍偕茉窗l電技術”課程內容較多，課時有限。相比較傳統的教學方式，多媒體信息量大，采用靈活的圖形、視頻和動畫等表現形式，能夠直觀、形象地再現客觀事物。筆者在教學實踐中采用多種多媒體教學手段。例如：選用《國家地理》節目里的《偉大工程巡禮——太陽引擎》視頻作為太陽能熱發電原理及形式的教學內容，直觀地介紹了槽式、塔式、菲涅爾等形式的太陽能熱發電原理，以及聚光器的制造工藝等。選用GE的水輪機設備，采用Flash方式制作水力發電中反擊式水輪機設備的教學內容，直觀且易于理解。通過多媒體的應用，展示現場實際設備，簡化教學中的難點，增加了課程的信息量。
四、小組式考核方式
“可再生能源發電技術”作為高年級的課程，課時有限，知識點多，內容模塊化強，科普性和專業性并存，采用常規的卷面考試方式難以準確考核。筆者在該課程教學實踐中，進行了小組式考核機制的嘗試，即以小組為單位，制作課程學習的整體報告，選派一名代表在課堂上進行答辯，匯報內容結束后，其他組成員和教師針對報告內容進行提問，組內成員均可就相關問題進行回答。其他組同學根據該小組的匯報情況進行打分，打分表如表1所示。除此以外，在考核中增加動態考核，每個小組選出組內最佳貢獻成員，給予動態加分；同時為了增加考核上互動，鼓勵學生思考問題，對于提問積極的學生在成績上給予加分。該考核方式，對課程的教學實行了動態的考查與過程管理，實現了以考核促學習，有效地調動了學生學習的積極性，推進學生協作能力培養，增強了“教師與學生”、“學生與學生”的互動，提高較整體的教學效果。
表1 考核打分表
小組名稱 選題創新性（共20分） 查閱文獻情況（共20分） 分析問題能力（共20分） 報告質量 （共20分） 表達能力 （共20分） 總分
（100分）
五、結語
隨著可再生能源發電技術的發展，“可再生能源發電技術”已經成為熱能與動力工程專業學科重要的專業課程。本課程具有典型的多學科交叉的特點，同時該領域的研究成果日新月異，因此無論是在教學內容還是在教學方法都需要進行改革和創新。本文通過緊跟前沿的研究熱點，設計深入淺出的教學內容；采取以學生為主體，通過引入工程案例，專題研究與課堂討論等模式，并輔以教學模型與多媒體動畫演示等多種靈活多樣教學手段的改革，讓學生在了解可再生能源發電技術的理論知識的基礎上，培養了學生挖掘問題，解決問題，理論與實踐相結合的能力，鍛煉了學生查閱文獻和團隊協作的技能，提高了學生的科研素養與工程實踐本領。
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