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光電一體化技術范文1
Abstract: this paper introduces the components and building solar photovoltaic combining ways, using ecotect software to solar radiation analysis to determine the best components of solar photovoltaic installation Angle and best array spacing, perfect solar photovoltaic
keywords: solar; Photovoltaic power generation technology; Integration design
中圖分類號：S611文獻標識碼：A文章編號：
光伏組件的布置方式直接影響到其發電的效果，所以在節能建筑概念設計或者初步設計階段，要充分考慮太陽能的最大限度利用，從而確定有利于光伏組件布置的建筑造型。同時，光伏構件本身也有著豐富多變的美學特征，不同顏色，不同大小尺寸光伏板通過一定規律組合運用在建筑的圍護結構上，不僅滿足了建筑的能源供給，同時具有韻律感，成為立面的活潑元素，豐富立面形態。
1．光伏組件與建筑的結合方式
1.1光伏組件結合屋頂設計
就光伏材料的發電效率而言，坡屋面是比較理想的屋面形式，他能夠自然形成傾斜角，比平屋面的布置方式更有利。在設計中可考慮協調建筑的功能，在屋頂造型上設計出南向傾斜的坡屋面。在我國城市住宅和公共建筑更多采用的是平屋面，平屋面光伏構件的布置方式同樣分兩種：支架式和嵌入式。支架式布置光伏構件以傾斜面接收太陽輻射，布置的自由度和靈活性較大，光伏陣列可以調整傾斜角、方位角以及前后組光伏構件的間距，以此避免陰影，最大效率的發電。支架式構造簡單，適用于各類平屋面建筑，比較容易普及。但支架式布置的情況下光伏和建筑二者的關系比較松散，融合的程度低，同時支架式布置光伏構件對提升建筑美觀的作用較小。嵌入式的布置方式是在屋面系統集成光伏材料。光伏構件的使用可以與被動式利用太陽能、自然采光相互協調，有利于降低建筑能耗。但水平的光伏構件由于難以利用雨水自潔，灰塵和樹葉往往會影響其發電效率，因而需要定期清掃。平屋頂的建筑也可以同時使用兩種布置方式，不需要天窗的部分屋面采用支架式，需要設置天窗的部分采用嵌入式光伏屋面。公共建筑的屋頂也可做成鋸齒形高側窗，南面為斜坡用來鋪設光電板，北向玻璃窗用來采光。
中庭上鋪設光伏構件的構造處理方式，同嵌入式的墻面或屋面類似。在辦公樓、商場展覽建筑中往往設有中庭，夏季大量的太陽輻射往往使中庭成為建筑節能的薄弱環節。在中庭上布置光伏構件，一方面可獲得電能；另一方面，調節光伏電池的間距和不透明度，可有效控制室內照度，避免室內熱負荷過大。
1.2光伏組件結合立面設計
在豎直的墻面上布置光伏構件是較直接的方式?？紤]到建筑立面效果，光伏的顏色需要與其他建筑材料協調。光伏構件的構造方式可根據不同墻面系統(實墻，窗戶與窗間墻，玻璃幕墻)來確定，總體上可分為外掛和內嵌兩種方式。考慮到采光和視線的因素．在豎向高度上要區分光伏材料的不透明度，如視線上下范圍內采用透明玻璃窗或半透明光伏材料，其他窗間墻可采用不透明光伏材料。
對于高層建筑，豎直墻面的面積較多而屋頂面面積有限，南向墻面可布置光伏材料。如果在城市中建筑物比較密集，或者建筑周圍有樹木環繞，太陽光收到阻擋，可以在建筑物較高部位的墻面上設置光伏板。紐約時代廣場4號樓在35-48層墻上就安裝了光伏板。部分地區東西向也可設置，因為低緯度地區建筑的南向墻面在夏季獲得太陽直接輻射明顯少于水平屋面和東西墻面。
建筑平面布局有時不能面向太陽光輻射最優的朝向，局部采用水平向鋸齒狀布置方式，是巧妙化整為零的處理手法，以此優化光伏構件布置的方向，趣味變化的造型也改變了建筑的視線和景觀。
1.3光伏組件結合遮陽設計
光伏組件可布置在遮陽板上，成為建筑的附屬構件，如圖1為荷蘭能源研究中心31號建筑的光伏遮陽構架。建筑外遮陽常常具有一定的傾斜角，為光伏板的設置提供了合適的條件。夏季陽光照射到光伏組件，采用光伏發電遮擋陽光直射到室內，減少建筑物制冷負荷，在冬季通過調節光伏組件不影響陽光照射到室內。且光伏遮陽板與建筑表皮獨立，不影響外墻的保溫．防水和防噪。對于新建或改建的情況都比較適用，建造成本也較低。
圖1 荷蘭能源研究中心31號建筑的光伏遮陽構架 圖2 光伏活動遮陽工作原理
2．最佳傾角分析
安裝傾角是太陽能電池陣列平面與水平地面的夾角。確定安裝傾角需綜合考慮多種因素，如可實現裝機容量、發電效率、安裝成本、上網電價等，有降雪的地區還要特別考慮積雪滑落的傾斜角（斜率大于50%～60%）。目前已安裝的光伏發電系統，安裝傾角大多參照安裝所在地的緯度并綜合考慮多方面因素進行確定，方陣從垂直放置到10°～20°傾角放置的都有。
圖3 不同傾角陣列的太陽能輻射量
本文利用Autodesk Ecotect Analisys的太陽能輻射量分析，輸入沈陽市的地理坐標及氣候參數，并繪制正南朝向、不同傾角的光伏陣列進行太陽輻射量分析,傾角范圍選在10°～90°，每隔5°度放置一個模型。圖3是沈陽地區8:00～10:00不同傾角的的全年累計輻射量分析，由于輻射量差別不是很多，所以顏色差別不大，通過表1數據分析，可以很清楚的看出，模型旋轉角度在50°時，即安裝傾角在40°時，全年9:00～15:00的太陽能輻射量最大，同時看出此處的每平方米累計輻射量約為1169657.875Wh/㎡。
表1 不同角度的光伏組件全年累計太陽輻射量
3．最佳陣列間距分析
圖4 光伏組件陰影范圍模擬
在組件排布方案中，電池陣列間距也需要計算分析。兩陣列的垂直距離過小，前面的陣列對后面的陣列形成遮擋；距離過大，又會造成安裝面積的浪費。兩陣列之間的垂直距離一般以冬至日當天9:00～15:00光伏電池陣列不被遮擋為最佳。建筑師在進行光伏系統方案設計時，一般采用計算方法得出光伏陣列間距D，計算公式如下：
D=0.707H/tan[arcsin（0.648cosψ-0.399sin﹞]
式中: ψ為緯度（在北半球為正、南半球為負）
H為光伏方陣陣列或遮擋物與可能被遮擋組件底邊高度差。
我們同樣取沈陽地區緯度ψ=41.7°，H=964mm，計算得D=2252.6mm。接下來，我們運
用Autodesk Ecotect Analisys軟件對陣列間距進行直觀地分析設計。設置緯度ψ=41.7°，H=964mm，時間為冬至日9:00～15:00。分析結果如圖4，圖中現實了高度964mm的陣列在冬至日9:00～15:00產生陰影范圍，陰影長度為2553mm，考慮測量誤差和計算誤差，軟件模擬結果和公式計算結果基本一致。
參考文獻：
徐燊，李保峰.光伏建筑的整體造型和細部設計[J].建筑學報，2010,1
陳維，沈輝，劉勇. BIPV中光伏陣列朝向和傾角對性能影響理論研究[J] .太陽能學報，2009,30（2）
光電一體化技術范文2
關鍵詞：機電一體化系統；機械工程；應用分析
目前，信息化社會為經濟發展注入了新的活力，國民生活水平逐漸提高，使其日常需要也明顯增多?？茖W技術作為現代生產制造的依托，可通過對現有技術進行創新并開發新技術來提高社會生產力。其中，機電一體化技術的發展使其代替傳統機電技術成為機械工程及石油企業關注的焦點。其可以對復雜性強的工程進行處理，并能在一定程度上提高機械生產、石油加工效率，其所特有的科學化與自動化對于機械工程行業及石油企業等都發揮著重要的作用，并且對社會經濟建設具有非?，F實的意義。
1現代化技術在機電一體化系統中的應用分析
1.1自律分配化系統的應用
機電一體化系統是在科學信息技術發展的潮流下，對傳統機電模式進行創新再開發的一種新型機電模式，其對機械工程、石油企業作業質量的提高具有一定的影響[1]。因信息技術普及比例相對較高，所以機電一體化系統也開始顯現出其特有的自律性，主要是指機電一體化系統在開展工作過程中，每部分都是屬于獨立存在的，當運行過程中某一點出現了故障，只有故障點會停止運行，其他的部分仍舊可進行正常的工作，且其在工作過程中不受任何外界因素影響。機電一體化這種特別的自律分配對減少重大事故發生的可能性具有非常重要的意義，其能夠在正常開展工作的同時，對工程本身安全性做出一定的防護。
1.2全息技術的應用
為保證機械工程中進行順利，且能夠對每一個環節都進行實時監控及管理，掌握機電一體化系統每一時段的運行情況，全息系統開始逐漸被機械工程專業工作人員所追捧，其對于機電一體化實現了其向自動化及智能化的高水平發展，為機械工程專業水平的提高提供了一定的奉獻意義，將成為未來機械工程技術發展中的潮流。
1.3光學技術的應用
目前，高新技術普及下，信息化社會成為了我國未來發展的一大趨勢，其通過光學技術及機械電子技術的結合發展，從而生成機電一體化系統的過程。之后，機電一體化帶動了機械工程中電子工程的開發與建立。其中，光電一體化系統在機械工程中的應用可在一定程度上對機械工程過程進行規范，提高專業機械設備的使用效率，保障相關工作人員的人身財產安全。除此之外，光電一體化系統中應用了光電技術，其對機械工程信息傳輸方面有著重要作用，可利用光電技術，對光電一體化系統進行有力地開發與創新，且能為光電一體化系統進行一定的技術支持，這對完善光電一體化系統具有深遠的意義。
2機電一體化系統在機械工程中的應用
2.1實現監控功能技術
機電一體化系統可對機械工程實行實時監控，監控范圍包括了對機械作業、設備以及機械群運動等。當進行機械作業時，電子監控設備會對機械運轉情況或者突發狀況實施監測，發生事故時會發出警報聲以提醒工作人員盡快停止使用，并將具體信息反饋給實施監控的上級工作人員，使其能夠在最短的時間內完成對故障機械的修理與維護，并且保護了機械使用工作人員的安全。對于減小了機械故障造成重大事故的可能性，并從根本上降低了機械維修成本，這對提高機械工作的效率具有非常重要的意義。
2.2提高機械生產效率
機電一體化系統能夠有效改善機械工程資源利用問題，可實現資源浪費現象，這對降低機械作業成本非常重要，并且能夠在機械工作過程中，利用高新電子設備對資源使用情況進行實時調節，提高資源利用率。
2.3提升施工作業精準度
在機電一體化系統中，運用電子控制系統對機械設備精準度加以限制，可幫助其能夠實現機械工程設備自動化。并且用電子自動化代替傳統的人為稱量步驟時，可提高機械作業中稱量的精準度，這對機械工程完成質量提供了有力的保障。
2.4實現機械作業自動化完成
機電一體化應用于機械工程中時，可推動其向半自動化或自動化方面發展，利用設備自動化技術減少工作人員工作壓力，并且可以代替傳統人工測量等工作，可提高工程效率[3]。并且能夠在自動化工作同時，減少事故對工作人員安全造成的影響，提高了機械工程設備及整個作業過程的安全性。因此，機電一體化系統所實現的機械作業自動化完成為機械工程行業的發展奠定了堅實的基礎。
3結語
機電一體化系統作為科技信息發展下的產物，一直在不斷地進行完善與改進，將其應用于機械工程或石油企業中時，可推動作業過程向自動化發展，并在一定程度上提高了工程作業精準度，這對機械工程及石油行業工作效率及質量都有非常重要的作用，對我國社會經濟建設也具有深遠的意義。
參考文獻：
[1]黃囧.機電一體化系統在機械工程中的應用[J].江西建材,2017(09):275-276.
[2]肖遠見.機電一體化系統在機械工程中的應用[J].科技創新與應用,2017(05):139.
光電一體化技術范文3
關鍵詞：太陽能；能源；建筑一體化
1.太陽能與建筑一體化的背景
當今世界，全球氣候不斷惡化，溫室效應日益突出， 為了阻止全球氣候繼續變化及其帶來的顯著效應，不得不解決能源問題。我們迫切需要進一步發展獨立的，可持續發展的能源系統?；诳稍偕茉吹男⌒突头植际侥茉串a品在整個能源系統中有著關鍵性的作用。如何將這些能源產品與建筑有機的結合起來，盡可能地利用太陽能等新能源和可再生能源替代常規能源以減少建筑能耗對常規能源的依賴關系,降低建筑能耗在我國總能耗中的比例, 實現高效的能源利用效率和能源的重復利用成為建筑一體化中的主要目標。所以無論從經濟角度和環境角度,追求建筑與能源利用的一體化都具有重大的現實意義。
2.西方國家的建筑一體化
美國在世界上建筑一體化方面是領先的【1】，在20世紀40年代，麻省理工學院開始利用太陽能集熱器來供暖，應用于空調系統的研究。到了70年代，華盛頓和科羅拉多州已經建成最早的太陽房示范建筑。遺憾的是，早期的這些建筑由于投資過大，以及太陽能利用率過低，難以達到大規模推廣，但是在另一方面，我們看到了太陽能供熱系統和空調系統與建筑一體化的初步雛形已經形成。80年代，美國建成的新一批太陽房進行了改進，這些新一批的太陽房采用了壁爐或者電散熱器作為輔助熱源，使太陽能供暖率突破了75%，甚至到了100%。
日本在這個領域也處于世界前列。1974年日本通產省制定了“陽光計劃”，并按此計劃建造了數幢典型太陽能采暖空調試驗建筑，如矢崎實驗太陽房。而且多年來日本的太陽能采暖、空調建筑一直穩步發展，并已應用于大型建筑物上。
此外，法國、德國、澳大利亞、英國等發達國家也擁有相當先進的太陽能建筑應用技術。著名的集熱蓄熱墻采暖方式即是法國人菲利克斯?特朗勃的專利，法國的奧代洛太陽房是該采暖理論轉化為實際應用的第一個樣板房。英國利物浦附近的沃拉西的圣喬治郡中學，則是直接受益式太陽房最大和最早的樣板之一。盡管英國的太陽能資源并不豐富，該所中學安裝的常規采暖系統卻從未使用過。
德國是世界上太陽能光伏發電最多的國家【2】，也是綠色建筑技術發展走在世界最前列的國家。德國在1999年為了施行歐洲的“百萬太陽能房屋”計劃，提出了自己的“十萬太陽能屋頂”計劃，到2006年，德國已經有了大概30萬的屋頂太陽能系統。德國柏林中央火車站、議會大廈、慕尼黑貿易展覽中心、寶馬世界中心等等建筑廣泛應用太陽能太陽能光伏發電，其光伏組件與建筑相結合的形式各不相同，創造了許多光伏發電與建筑一體化應用的經典案例。
近幾年來在發達國家已有相當發展水平的“零能房屋”，即完全由太陽能光電轉換裝置提供建筑物所需要的全部能源消耗，真正做到清潔、無污染，它代表了21世紀太陽能建筑的發展趨勢。
3.太陽能光伏發電在建筑一體化中的優勢
1)太陽能作為一種可持續能源，具有清潔、無污染、用之不竭的優勢 。
2)我國太陽能資源極為豐富，年太陽能輻照總量大于502萬k J/m2、年日照時數超過2 200h 的地區占國土面積2/3以上，所以太陽能的利用有著巨大的潛力。
3)太陽能光伏陣列一般安裝在屋頂或者墻壁，有的在建筑過程中直接使用光伏材料，實現空間占有率最小。
4)夏天時用電高峰期，并且陽光充足，太陽能建筑并入電網，能對大大減輕電網負擔，起到調峰作用。
4.怎樣實現太陽能與建筑一體化
太陽能在建筑中的應用一般分為兩種方式【3】，一種是把太陽能轉化為熱能供住宅用熱，一種是將太陽能轉化為電能，供住宅用電，兩者相結合，形成新一代的綠色建筑。
（一）太陽能在熱水系統中的實現
傳統的真空管太陽能熱水系統已不能滿足日益變化的住宅布局和造型的需要，其安裝困難， 容易破壞屋面防水層， 導致屋面滲漏，影響房屋的美觀。；真空管屬于易損件，產品維修率高，尖頂樓房維修困難， 還很不安全；高寒地區為防止結冰炸管冬季不得不停止使用，因此從性能和環境因素來考慮傳統的真空管太陽能熱水系統不適宜在新一代的熱水系統中使用。
新一代平板式太陽能集熱系統（定義），太陽能集熱器的安裝能比較好地與建筑實現完美結合。這種系統有如下特點：
1)以分體式雙循環承壓運行為主， 將儲熱水箱設在地下室、陽臺等部位隱藏放置， 不占室內空間，避免屋頂、陽臺和外墻承重。
2)可以采用單水箱、雙水箱、甚至是多水箱， 能夠取得比較大的保溫水箱容積，相應的集熱器安裝面積也較大，從而滿足熱水需求。
3)平板集熱器板芯采用真空濺射選擇性涂層，吸收率高， 性能指標好。
（二）太陽能在光電系統中的實現
將光伏發電與建筑相結合，為住宅提供生活用電。太陽能光伏建筑一體化BIPV (Building Integrated Photovoltaic)，一般分為兩種方式：
一類是光伏方陣與建筑的結合。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，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等
5.太陽能與建筑一體化的問題
太陽能與建筑一體化目前來看還存在著許多問題，具體來看分為下面幾個方面。
1)太陽能與建筑一體化的實現成本較高，整體設計時需要將太陽能系統與建筑相結合，投入大量的高科技設備，因此整體造價較高。
2)太陽能發電成本高，每發一度電成本大概在2.5元左右，技術上需要突破使太陽能發電成本降低到0.8元左右。
3)太陽能建筑一體化涉及到建筑領域和太陽能領域，設計時需要設計師同時具有兩個領域的知識，難以做到兩個方面完美結合。
6.結語
未來的太陽能技術與建筑一體化需要向著整體化、大規模方向發著。隨著技術創新和開發力度的增大，太陽能技術勢必會更加成熟，這種清潔、無污染的能源將會使國家能源結構發生不斷變化，未來勢必會逐步取代傳統能源，在新能源領域占據重要地位，實現可持續發展。■
參考文獻
[1] 國外太陽能建筑發展概況[OL] 省略/news/echo.php?id=5764.htm 2008.7-2010.10-2012.3
光電一體化技術范文4
關鍵詞： 《LED封裝與檢測技術》 “教學做”一體化 教學模式
1.“教學做”一體化模式的內涵
教育部《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》明確提出改革教學方法和手段，融“教、學、做”為一體，強化學生能力的培養?！敖虒W做”一體化模式是由姜大源提出的基于工作過程，以任務為驅動、以情境為依托的教學模式，是在建構主義的指導下，運用現代先進的教育技術、教學手段和教學方法，通過設計和組織，將理論教學與實踐教學有機融于一體的一種教學模式。這種方法以學生為著眼點，讓學生在參與項目的過程中提高自學能力和動手實踐能力，在團隊合作中提高協作能力和社交能力。一體化教學模式充分體現了“以學生為中心，以教師為主導，以培養學生的技能為目標”的教學理念，將專業理論課與生產實習、實踐性教學環節重新分解、整合，安排在具有一體化教學功能的教學場所教學，師生雙方邊教、邊學、邊做地完成特定的教學任務。
“教學做”一體化教學模式可實現教學模式與企業生產的對接，確保技能人才質量與企業用工標準相統一，是職業教育教學模式發展的趨勢。將此模式運用到《LED封裝與檢測技術》教學中可以克服傳統教學模式的弊端，提高學生的動手實踐能力，并把光電子技術專業畢業生最終培養為具有工藝整合能力、應用操作能力、團隊合作能力、分析問題、解決問題能力和溝通表達能力的高技能人才，進一步提高學生的綜合職業能力。
2.傳統教學模式下的《LED封裝與檢測技術》課程教學
《LED封裝與檢測技術》課程是高等職業院校光電子技術專業的一門專業核心課程，是一門實踐性很強的課程，理論和實踐融為一體。教學改革前，我校此課程開設在第五學期，共60學時，使用譚巧主編的《LED封裝與檢測技術》作為教材，這本教材是按照引腳式LED封裝工藝流程編寫的，教材中包含LED封裝與檢測的理論知識和工藝操作流程及方法，基本能夠滿足教學要求。對學生的考核主要以期末考試成績為主，而考試又以考理論知識點為主。
LED封裝崗位要求學生既要掌握基本理論知識，又要具備較強的實踐能力，掌握LED封裝的各個工藝環節，使用相關封裝設備對LED進行封裝，并使用檢測設備進行光學和電學參數測試。但由于LED封裝實訓條件的限制，教學過程主要以理論教學為主，工藝設備操作部分內容主要依靠視頻、圖片等數字資源輔助教學，學生無法真正使用封裝設備學習操作，動手能力得不到鍛煉，對于設備結構、動作過程、操作方法等內容語言文字描述過于抽象，無法在學生腦中生成具體圖像。我們對相關封裝企業進行了大量調研，結果顯示畢業生雖然掌握了一定的理論知識和技能，但不能將其與實際操作有機結合。因此，為提高教學質量，培養出滿足當今企業需求的人才，必須進行教學改革，將“教學做”一體化教育模式應用到《LED封裝與檢測技術》教學中。
3.構建適合“教學做”一體化教學的實踐平臺
為了提高學生LED封裝與檢測的實踐能力，根據教學內容需要，我院建設了LED封裝與檢測實訓基地。實訓基地建有兩條完整的LED封裝生產線，包括光色電綜合測試儀2臺、LED自動固晶機1臺、LED自動焊線機1臺、超聲波金絲球焊線機15臺、LED電腦檢測儀3臺、晶片擴張機2臺、顯微鏡（配固晶手座、等、支架）20臺、點膠機10臺、粘膠機1臺、LED灌膠機2臺、氣動起模機1臺、真空箱1套、光電烤箱3臺、小烤箱1臺、前切液壓沖床2套、二切機（氣動）2臺、冰箱1臺、電子秤1臺、攪拌機1臺、離子風機20臺、10P空壓機1臺、LED工程一體化應用實訓系統2套。能夠承擔LED固晶、焊線、LED灌膠、LED切筋、LED測試、LED工程一體化應用的實訓教學任務。
該實訓基地實現了理論學習與實踐操作的“無縫對接”，真正達到了實踐教學應有的效果。通過企業化管理，創設企業真實的工作情境，體現實訓的“真實化”，使學生在真實的生產環境、企業文化氛圍中進行職業體驗，在基地的全真工程環境中得到職業道德、綜合素質等方面的培養與鍛煉，真正實現畢業生“零距離上崗”。
4.“教學做”一體化模式的具體實施
4.1通過“教學做”一體化改革實現人才培養目標
我們根據企業職業崗位群的工作任務，分析本專業畢業生將來就業要面向的LED封裝與檢測的職業崗位職責和職業能力，確定本課程在專業中的定位；根據專業人才培養目標，制定課程教學目標，通過完成典型工作任務實現教學目標；以工作過程系統化為導向。構建課程內容結構和知識序列，形成以工作過程為導向的知識與技能訓練和能力培養體系；設計學習載體、課堂教學及實施方案，制定考核、評價體系，在教學實施中建設課程教學及學習資源，通過教與學的多元評價形成對課程建設的閉環反饋，使課程教學持續改進。
課程開發以崗位職業能力培養為主線、以實踐教學為主體、以工學結合為基礎，在LED封裝與檢測實訓基地的情境下開展基于工作過程的教學做一體化的項目式教學。經過兩年的教學改革實踐，學生了解LED封裝原理及LED光學電學參數分析，掌握LED封裝設備的操作方法，學會封裝設備日常維護，增強工程實踐能力，形成嚴謹、求實的工作作風、尊重科學、精益求精的良好品質，培養合作意識和創新能力，提高獲取信息、團結合作、社會交往等職業綜合職業能力，為就業打下堅實的基礎。
4.2建設適應“教學做”一體化教學模式需要的教師隊伍
由于“教學做”一體化教學融匯了以往傳統教學理論講授、專業實驗、技能實操、實習指導、綜合考評等多種模式的教學元素，因此，應選用專業理論知識、實踐動手和示范演示能力等綜合素質過硬的“雙師”教師擔任“教學做”一體化教學課程的專職教師；加快培養理論教學和實踐操作能力都很扎實的專兼職教師。據此光電子專業教師會不定期到企業掛職鍛煉，了解企業的生產實際，學習企業先進生產技術，掌握企業對人才的需求。到目前為止光電子專業所有專任教師先后到大連德豪光電科技有限公司、大連美明外延片科技有限公司、大連路美芯片科技有限公司等光電企業進行掛職鍛煉，并將掌握到的LED封裝技術應用到“教學做”一體化教學改革當中。在此基礎上積極吸引和聘請企業及行業的優秀人才加入教師隊伍或成為兼職教師，讓先進教育理念、先進科學技術進入課堂、融入教學。
4.3教學內容修訂
教學方法設計根據專業特點，鑒于學生的基礎和接受能力的差別，靈活采用項目教學、情境教學、角色互換、任務驅動等與之相適應的教學方法，創造滿足理論教學和技能訓練一體化的教學環境，將理論教學教室和實訓場地合一，創設真實的工作情境，實現理論教學與技能訓練融合，為學生創設體驗實際工作過程的企業化、職業化的學習環境，實現教學過程的優化。
《LED封裝與檢測技術》在課程內容選取時，對大連地區進行廣泛的社會調查和行業分析，充分分析LED封裝工藝相關崗位所需要的知識、能力和素質。本門課共60學時，本著理論知識“必要、實用”的原則，將理論課時數定為30學時，具體學時安排如表一所示。
通過以上5個模塊的學習和訓練，學生可以掌握LED封裝每一個工藝步驟及技術要點，但為了使學生將5個實訓模塊有機結合，對LED封裝工藝有整體性認識，在本門課程結束后安排一整周LED封裝實訓，學生像在企業進行生產一樣，將LED封裝工藝完整操作一次，并注意各個工藝環節之間的銜接。實訓課以封裝崗位能力要求為核心、以培養學生綜合職業能力為目標，根據LED封裝和檢測崗位工作過程進行設計和編排，以期更好地與企業實際生產相銜接。具體教學過程如下：
4.3.1在教學實踐中邊教邊學，邊學邊教。
首先，教師提出封裝工藝任務，引導學生思考該工藝在LED封裝過程中的作用及功能，介紹本工藝所使用設備的結構、功能，讓學生對照實物認識設備。其次，幫助學生認識用到的工具和材料，指導學生練習使用工具。再次，通過動畫、視頻等手段講授工藝流程步驟，讓學生對該工藝環節有整體性認識。接著，由授課教師演示如何使用相關設備完成該工藝流程操作，邊演示邊講解技術要點，讓學生根據老師的演示整理出工藝步驟表，并根據表格對重點和難點的工藝步驟進行討論。最后，學生通過查找資料、互相討論、咨詢教師等方式，提出本工藝環節的工藝要求和注意事項。
4.3.2在教學實踐中邊學邊做，邊做邊學。
教師引導學生按照教師的操作演示練習該工藝流程操作，教師從旁指導協助。學生可以根據自己操作完成情況，針對沒有掌握的或者不熟練的工藝步驟進行多次重復練習。對于操作中出現的問題、故障及產品質量問題，在教師的協助指導下由學生自行分析解決，提高學生分析問題解決問題的能力。
“教、學、做”同步進行，學生用理論指導實踐，在實踐中理解理論。教師把理解快的學生和理解不深的學生組成一組，形成知識互補型團隊，同時培養學生的團隊合作精神。
4.3.3在教學實踐中堅持理論與實踐有機結合。
教師結合企業生產實際講授LED封裝工藝環節的相關理論知識，并要求學生依據老師的操作演示進行工藝操作練習。在一體化教學中，整個教學的設計和組織都以實踐操作為主線，突出技能訓練，圍繞實踐操作進行理論知識的教學，實現理論教學與實踐教學一體化。教師采用講解、演示、示范、指導、評價相結合，循序漸進地開展教學活動，并在現場巡回指導，及時發現問題、解決問題，共性問題集中講解、個別問題個別指導，加強理論教學過程與實踐教學過程的融合。教師引導學生在做中理解理論知識、掌握技能，在操作中驗證理論，同時又用理論指導操作，實現理論與實踐的有機結合。
5.“教學做”一體化教學改革實施效果
我們通過兩年的《LED封裝與檢測技術》課程“教學做”一體化教學模式改革的實踐，教學效果明顯強化。學生不僅理論基本知識掌握得更加扎實，而且具有一定的查閱圖書資料進行自學、分析解決問題能力及較強的實踐動手能力，掌握LED封裝工藝流程和檢測方法，更快地適應企業生產環境和工作需要，滿足光電子企業對人才的需求。
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光電一體化技術范文5
發展綠色建筑，在我國也逐漸受到了重視，政府就發展綠色建筑不僅確定了戰略目標、發展規劃、技術經濟政策，同時也修改和完善相關法律、法規，保證綠色建筑的構建和推廣。以目前廣州市為例，廣州市白云區、南沙區等區域新建建筑設計項目均最低需滿足國家綠色建筑一星級要求。綠色建筑設計規范中，關于“合理采用可再生能源發電技術，發電量不低于建筑用電量的2%”[2]，而太陽能光伏發電系統作為一種可再生能源首先被列入了考慮范圍。當前，太陽能光伏發電技術與建筑物相結合研究最多的是光伏建筑一體化系統（BIPV 即Building Integrated Photovoltaic），該系統中光伏組件既要滿足光伏發電的功能要求，同時也要兼顧建筑的基本功能及美學要求，光伏組件既被用作系統發電機，又被用作建筑物外墻材料。本文結合工程實例，從建筑電氣設計專業的角度闡述、分析綠色建筑中光伏建筑一體化系統（BIPV）的設計思路及發展前景。
1 光伏建筑一體化系統建筑設計要求
1.1一般規定
光伏建筑一體化系統中光伏組件與建筑的集成結合方式，有光電屋頂、光電幕墻、光電采光頂和光電遮陽板等。系統設計需結合建筑、結構等相關專業要求，共同確定系統各組成部分在建筑中的安裝位置。安裝在建筑物上的光伏組件，滿足建筑的使用功能及節能要求、結構安全及使用要求、以及電氣安全等要求，并配置帶電警告標識及電氣安全防護設施，以免出現不必要的觸電事故。
此外，光伏建筑一體化系統規劃設計需進行太陽能輻射、建筑物、電網等方面的評估。在建筑物上安裝該系統不能降低建筑物本身或者是周圍相鄰建筑物的日照標準；避免周圍環境景觀、綠化種植及建筑自身的構件投影遮擋投射到光伏組件上的陽光；避免光伏組件對建筑本身或者是周圍建筑物群體的二次輻射造成光污染。
1.2建筑專業設計要求
安裝光伏組件的建筑部位在冬至日全天日照應不低于3h；并在安裝光伏組件的部位采取安全防護措施；滿足其所在部位的建筑防水、排水、雨水、隔熱及節能等功能要求。
除了以上技術要素之外，光伏建筑一體化系統設計另一至關重要是滿足建筑的美學要求，介紹如下兩點：（1）建筑物的光影效果，普通光伏組件一般為阻擋視線的布紋超白鋼化玻璃，現代建筑屋頂或外墻幕墻如安裝光伏組件，對采光會有一定的需求，此時可以采用光面超白鋼化玻璃，外加電池板背面的采用普通光面鋼化玻璃制作雙面玻璃組件（節約成本），即可滿足建筑物的功能。（2）光伏組件背面的接線盒及其連接線一般情況下采用明裝，容易破壞建筑物的整體協調感，光伏建筑一體化系統中一般將接線盒省去或隱藏起來，此時需考慮旁路二極管保護，可將旁路二極管和所有連接線隱藏在幕墻結構中，同時需做好防雨水侵蝕和防曬措施。
1.3 結構專業設計要求
根據光伏建筑一體化系統的類型，對光伏組件的安裝結構、支撐光伏系統的主體結構或結構構件及相關連接件進行相應結構設計。結構設計應與工藝和建筑專業相配合，合理確定光伏組成部分在建筑中的位置。光伏建筑結構荷載取值應符合《建筑結構荷載規范》（GB50009-2010）的規定。
2 光伏建筑一體化系統的設計過程
2.1 光伏發電系統的分類
太陽能光伏系統分類如表1所示：
2.2光伏建筑一體化系統設計原則及步驟
光伏建筑一體化系統的設計在收集當地氣候參數的基礎上，根據建筑物的使用功能、電網條件、負荷性質和系統運行方式等因素，確定系統為安裝型、建材型或構件型。 光伏組件的傾角、數量、安裝位置及陰影的設計要和建筑物設計同時進行，因其對光伏建筑一體化的外觀影響校大，應盡量做到相互平衡、協調、一體化的設計。簡單設計步驟如下：
（1）設計之前收集當地的太陽能輻射以及溫度變化等氣象數據，當地氣象部門太陽能輻射量一般只有水平面的數據，需要根據理論計算換算出光伏板表面的實際輻射量。
（2）建筑設計和電力負荷的確定，決定光伏組件的類型、規格、數量、安裝位置、安裝方式和可安裝面積的場地，同時光伏組件規格及安裝面積、安裝位置也決定了光伏系統的最大安裝容量。
（3）系統的直流匯線箱、逆變器、測量和數據采集系統的設計。
3 光伏建筑一體化系統（BIPV）實例分析
以下通過介紹某綠色建筑項目中應用光伏建筑一體化系統的一個案例，從系統原理、主要設備技術要求、設備安裝位置等方面進一步闡述光伏建筑一體化系統在建筑電氣設計中的思路及技術要求。
3.1項目概況
該項目為某住宅項目中的配套會所設施，會所總建筑面積5543.23m2，高16.7m，地下室二層，地上三層，主要功能為SPA房、游泳池、辦公區、模型展示區、娛樂室等。在設計階段中，業主要求該會所需達到國家綠色建筑三星、美國leed認證的設計目標。會所負一層設一臺500kVA專變變壓器，按照綠色建筑優選項要求，發電量不低于建筑用電量的2%，太陽能光伏發電量為10kW設計（基于成本考慮，業主決定按5kW設計），下面光伏建筑一體化系統設計參數均以5kW為設計值。
3.2會所光伏建筑一體化系統圖見圖1所示。
3.3光伏建筑一體化系統概述
該項目所在地為廣東省江門市，地理位置位于東經113.08°，北緯22.58°，年平均氣溫22.3℃，極端氣溫最高36.6℃，最低1.4℃，當地水平面年太陽輻射量約為1427.15kWh/m2。本方案設計選用單晶硅BIPV太陽能電池雙玻組件，規格為1670mm×1100mm×50mm，單晶硅組件每塊功率為235Wp（96片），組件使用壽命不低于20年。組件防護等級不低于IP65，設計安裝總數量為24塊，光伏組件電池板面積為44.1m2，裝機總功率為5640Wp。本系統光伏組件采用可透光型BIPV雙玻組件，根據當地氣象資料安裝角度朝向為南偏西45°，以建筑屋頂結構的方式安裝在室外泳池旁休閑涼亭的結構支架上，平鋪安裝的雙玻組件保證了建筑的美觀和休閑涼亭的采光效果，同時便于后期的運營維護。
會所光伏建筑一體化系統由光伏組件、直流匯線箱、逆變器、交流配電箱、 監控系統、電纜和相關電氣材料等相關附件組成。該系統發電的電力并入會所值班室公共照明箱，在用戶側并網并實現即時發電即時消化，發電提供的電能不足時由市電自行補充。會所光伏建筑一體化系統室內外設備安裝如圖2和圖3所示。
3.4光伏建筑一體化系統中并網逆變器技術要求
光伏建筑一體化系統中并網逆變器為其重要設備。本項目光伏系統采用低壓并網的方式運行，光伏陣列產生的直流電流經并網逆變器逆變變成交流電（系統選用小型組串型并網逆變器，安裝于值班室內），交流電并入值班室內的公共照明配電箱接入點。
并網逆變器需滿足以下主要技術要求：（1）內置電網保護裝置，逆變器需具有同期控制功能：實時采集外部電網的電壓、相位信號，通過閉環控制，使得系統輸出電壓和相位與外部電網同步；（2）防孤島效應功能：外部電網失電后，立即停止供電；電網恢復供電時，并網逆變器并不會立即投入運行，而是需要持續檢測電網信號在一段時間內完全正常（系統延時時間2～90s內可調），才重新投入運行；（3）最大功率跟蹤技術（MPPT），保證轉換效率始終工作在最佳狀態，當日照強度和環境溫度變化時，光伏電池輸出電壓和電流呈非線性關系變化時，其輸出功率也隨之改變，逆變器可以調節光伏組件的發電電流與電壓，通過這種調節，使整個光伏系統始終保持在最大功率輸出等。
3.5光伏建筑一體化系統防雷設計
系統防雷主要分為防直擊雷和防感應雷，防直擊雷設計：光伏組件的金屬支架及其它金屬構件均與避雷帶或防雷引下線可靠連接；防感應雷設計：在直流匯線箱及交流配電柜處安裝防雷保護裝置（直流匯線箱。
3.6光伏建筑一體化監測系統設計
光伏建筑一體化檢測系統主要由逆變器來實現，檢測系統設計包括采集日照、溫度、控制器及風力傳感器等設備的數據，通過數據掌握系統的運行情況，自動檢測系統存在的問題或故障并予以提示，方便維護人員集中管理所有逆變器及系統維護工作。
本項目在會所大門入口顯眼處安裝一個51寸大屏幕顯示器，可將光伏建筑一體化系統發電的相關信息直觀展示出來，諸如實時發電量、直流電流、直流電壓、交流電壓及電流、歷史發電量等，將發電量轉化為節能減排的數據，讓業主真切感受到光伏建筑一體化系統發電的節能減排效果。
4 光伏發電系統（BIPV）的優缺點及應用前景
近年來，隨著中國綠色建筑的不斷發展，光伏建筑一體化系統建筑物不斷的涌現，但更多只是在地標性工程或示范工程的應用比較廣泛，如上海世博會主題館、高鐵上海虹橋站主站樓、深國際園林花卉博覽會等等。
與其它能源技術相比，太陽能光伏發電是一種潔凈、可再生的發電形式，光伏發電的應用將為子孫后代提供可持續發展的空間；此外，太陽能光伏發電系統的組件可在任何地方快速安裝，且無污染，完全干凈（蓄電池除外）。當然，太陽能光伏發電系統也存在一定局限性，如受地理分布、季節變化及晝夜交替的天氣、建筑成本及造價等因素影響；但光伏發電并未市場化原因，筆者認為其主要制約因素還是建筑成本較高而使開發商放棄使用。但隨著國內光伏產業規模逐步擴大、技術逐步提升，光伏發電系統成本也在逐步下降；同時中國政府也就并網、電量收購、補貼、土地政策逐一細化，為分布式光伏項目、電站投資開發提供了多重保障，新能源產業也已上升為國家戰略產業，未來五到十年中國光伏發電有望規?；l展。
光電一體化技術范文6
一、我國太陽能光電行業發展中存在的問題
目前，我國太陽能光電技術產業的發展現狀不是特別好，一些光電產品都是國際進口，而且以出口為主，也就是說，我國生產的太陽能光電產品大部分都會出口到國外的市場中。對于一些留在國內的太陽能光電產品也都應用到了農村，實現了太陽能光電發電的獨立型使用，所以說，我國太陽能光電行業中還存在著很多的問題，其中主要包括以下幾方面：首先，太陽能光電行業是一個具有綜合性的行業，里面包括了光學、建筑學、化學以及物理學等，因此，對人才的需求也比較大，但是，我國在人才方面比較稀缺，影響了太陽能光電技術的發展[1]；其次，要想提升太陽能光電轉化的效率，最重要的學科是材料學，因此，材料學的研究直接影響著太陽能光電技術的發展；再次，太陽能光電技術中的物理學以及化學的理論基礎不是特別強大，沒有實現突破性的發展；最后，太陽能光電行業沒有實現與建筑行業的有效集合，不能符合現代建筑的發展需求。
二、太陽能光電技術在現代建筑中的應用
（一）太陽能光電技術在現代建筑節能中的應用
根據目前的情況來看，太陽能光電技術在現代建筑中的應用主要體現在建筑的光伏一體化系統，也稱為BIPV系統，它能將太陽能的發電機安置在建筑的屋頂或者是墻面上，應用的原理與普通的光伏發電系統大致相似，主要的區別是太陽能的組件不僅能夠作為系統的發電機使用，還能作為建筑的外墻材料，而且用在建筑光伏一體化系統的光伏組件可以是透明的也可以是半透明的，在這種情況下，外面的光線既能夠通過該組件照到建筑內，還不會影響建筑內的采光情況。在建筑中應用太陽能光電技術以及建筑光伏一體化系統，能夠現場發電現場使用，另外還具有大量的優點：在建筑中應用太陽能光電技術進行發電能夠實現建筑的節能和環保功能；還能減少成本的投入，避免在運輸的過程中出現損失；還能對建筑的外圍起到保護作用，具有較強的隔音和隔熱效果；優化建筑內的熱環境；但是，BIPV系統具有較高的成本消耗，而且在短時間內很難在建筑中實現應用，其中成本的消耗主要體現在光電轉換方面，在設計方面沒有太多的要求。因此，我國太陽能光電技術在現代建筑中的應用還有待完善，從而實現現代建筑的完全節能。
（二）太陽能光熱技術在現代建筑中的應用
對于太陽能技術中光熱技術在現代建筑的應用來說，主要體現在太陽能熱水以及被動式太陽能采暖技術。實際上，我國太陽能熱水系統是在上世紀80年代左右興起的，當時只能對日常的生活用水進行加熱，而且技術的水平比較低，而一些歐美地區已經能使用太陽能的熱水系統進行熱源的輔助和促進常規能源的運行，并且為人們的生活提供所需要的熱水以及洗浴用水等。為了能夠同時滿足人們的需求和城市的美化，我國的太陽能熱水系統已經向著實用性強、與建筑有效結合的方向發展，這已經成為了我國發展太陽能光電技術的具體目標。在上世紀70年代我國就已經對太陽能在建筑中的應用進行了分析，一直到現在，太陽能在建筑中應用的面積已經達到了1000多萬平方米。在現代的生活中，太陽能光電技術已經從建筑的群體化向著住宅小區發展，比如，在甘肅省的某些城市中就已經創建了占地面積在10萬平方米左右、建筑面積在9.5萬平方米左右的太陽能小區，促進太陽能光電技術在現代建筑中的廣泛應用[2]。雖然給社會帶來了較大的經濟效益，但是，在技術方面與發達國家相比還是存在著較大的差距。
三、太陽能光電技術未來的發展
雖然現在的太陽能光電技術有著很多的優勢，在現代建筑中也實現了廣泛的應用，但是，太陽能光電技術所需的設備成本非常高，根據我國的資金運轉情況，根本不能實現良好的發展。我國可以借鑒一些國外的太陽能光電技術，從而實現太陽能光電技術的持續發展。比如，德國在太陽能光電技術的應用方面就非常有優勢，他們的研究人員專門制定了太陽能可再生的電力法，從而促進太陽能的廣泛使用[3]。在德國，太陽能光電技術的使用最重要的就是綠電購買綠電，意思是德國人民在自愿的情況下進行綠色電力的購買，而且綠色電力的價錢要比普通電力的昂貴，大概每KWh貴3歐分左右，電力銷售公司在賣出綠色電力之后，用獲取的利潤繼續大量購買綠色電力。在這種規定的情況下，太陽能光電技術肯定會得到了高效的使用，電力公司不僅不會出現虧損的情況，還能實現射虎的環保，這種模式在我國以后的太陽能光電技術發展中值得推廣，從而促進太陽能光電技術的良好使用。
