時間：2022-04-18 05:50:38
導(dǎo)語：在太陽能發(fā)電技術(shù)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
2009年,太陽能在中國的發(fā)展達到前所未有的,國家對太陽能的補貼扶持政策陸續(xù)出臺,年初的3月,財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推進太陽能光電建筑應(yīng)用的實施意見》及《太陽能光電建筑應(yīng)用財政補助資金管理暫行辦法》,“意見”和“辦法”確定了對光電建筑2009年的補助標(biāo)準(zhǔn)為20元W。同年7月,國家財政部、科技部、國家能源局發(fā)出《關(guān)于實施金太陽示范工程的通知》,通知提出對光伏并網(wǎng)項目和無電地區(qū)離網(wǎng)光伏發(fā)電項目分別給予50%及70%的國家財政補貼;9月,《新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》規(guī)定的太陽能發(fā)電目標(biāo)也進一步明確,計劃到2020年將達到20GW,一系列的國家政策出臺,昭示著太陽能這一新興綠色能源在未來的能源舞臺上將出演主角。
與此同時,與太陽能有關(guān)的、相關(guān)的、無關(guān)的產(chǎn)業(yè)都冠以“太陽能”的桂冠遍地開花,導(dǎo)致國家在進行宏觀調(diào)控時給這個產(chǎn)業(yè)整體“降了溫”。叫停了部分具有一定污染的電石產(chǎn)業(yè),但真正環(huán)保并可持續(xù)發(fā)展的光電產(chǎn)業(yè)仍可享受國家補貼。
在國家將節(jié)約能源確定為基本國策,大力提倡節(jié)能減排、發(fā)展可再生能源的今天,如何推動我國太陽能聚光式熱能發(fā)電產(chǎn)業(yè)更好更快地健康發(fā)展是我們面臨的亟待解決的重要問題。熱能發(fā)電只需要太陽的光和水,是唯一可與化石燃料抗衡的技術(shù),美國eSolra公司的技術(shù)做到了實質(zhì)性的商業(yè)運行。
山東蓬萊電力設(shè)備制造有限公司于1987年成立,是為火力發(fā)電廠做輔機配套的民營企業(yè),有自營進出口權(quán)。公司為高新技術(shù)企業(yè),擁有多項專利,同時也美國硫化床鍋爐配套的進口設(shè)備。公司國際部經(jīng)過一年多的努力,將這項全球能源領(lǐng)域的先鋒已商業(yè)化運行的熱能技術(shù)成功地引進中國,此作為中國的總并在本廠制造,實現(xiàn)真正的國產(chǎn)化。
太陽能聚光熱力發(fā)電技術(shù)的引進者王韜博士,身兼山東蓬萊電力設(shè)備制造有限公司國際部副總裁,曾擔(dān)任美國斯坦佛大學(xué)的客座講師,其論文曾在美國人類遺產(chǎn)學(xué)雜志、科學(xué)、美國科學(xué)院院報及多家專業(yè)周刊發(fā)表。
王韜博士花了大量的時間對目前各大類新能源技術(shù)作了廣泛地了解和比較。大氣中40―50%的溫室氣體是火力發(fā)電廠所排放的。對此,各國政府都在治理,但見效甚微,沒有更好的可商業(yè)化運行的成熟技術(shù)來推廣。王韜做了大量的市場分析,找到了位于美國加州帕沙地那市的eSolra公司,這是美國唯一一家商業(yè)化運行的塔式太陽能發(fā)電廠。eSolra公司的技術(shù)不僅領(lǐng)先于國際,而且填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。近日,eSolra公司分別獲得2010年世界經(jīng)濟論壇全球能源先鋒技術(shù)獎,動力工程周刊2009最佳可再生和可持久發(fā)展技術(shù)獎兩項大獎。
【關(guān)鍵詞】綠色建筑；太陽能；光伏發(fā)電；光伏建筑一體化
中圖分類號：TM71文獻標(biāo)識碼
目前，環(huán)境污染、生態(tài)破壞和資源短缺帶來的直接或衍生影響和破壞危害問題日益突出，危害著人們的生存與發(fā)展。我國對能源的過度采伐導(dǎo)致諸如地面下沉、塌陷且還產(chǎn)生了大量的CO2和SO2等有毒氣體嚴(yán)重污染環(huán)境，造成生態(tài)惡化。因此，在傳統(tǒng)能源枯竭之際，太陽能成為人類利用的主要新能源之一。
一、太陽能開發(fā)利用
地球上的風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能和潮汐能等都是來源于太陽。太陽能具有：儲量的“無限性”、存在的普遍性、利用的清潔性和經(jīng)濟性等優(yōu)點，是最理想的可再生能源。
目前，從利用形式、環(huán)保節(jié)能和造價方面，太陽能都比現(xiàn)有的利用煤炭和水力發(fā)電的形式都較經(jīng)濟和無污染行等特點，通過主動式太陽能設(shè)備和系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理和控制，已達到優(yōu)化太陽能應(yīng)用系統(tǒng)使太陽能得到充分利用，從而使建筑能耗最大限度的降低，此技術(shù)與目前國家政策相適應(yīng)，促進經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，保護生態(tài)環(huán)境，節(jié)能降耗，解決國內(nèi)能源短缺等問題。
二、光伏系統(tǒng)與建筑結(jié)合的研究
（一）光伏建筑一體化
一體化是把建筑、技術(shù)和美學(xué)融為一體，不是兩者的簡單相加，而是二者的有機結(jié)合，改變了傳統(tǒng)太陽能發(fā)電設(shè)備對建筑外觀的影響。它是“建筑物產(chǎn)生能源”新概念的建筑，是將太陽能光伏發(fā)電作為一種體系納入建設(shè)工程基本建設(shè)程序中，同步的設(shè)計、施工、驗收、使用和后期管理，是一種理念、設(shè)計、工程的總稱。
（二）建筑結(jié)構(gòu)對節(jié)能的影響因素
對建筑設(shè)計方面研究建筑體對節(jié)能的影響因素，其主要有以下幾方面：
1.地理位置的影響
太陽能建筑應(yīng)建在太陽能輻射豐富的地區(qū)，因此，在建筑選址時宜選在向陽的周圍無遮擋的山地、坡地及位置較高的地方，以便于更好地接收太陽光，增大輻射量提高發(fā)電率。
2.建筑朝向的影響
從地理學(xué)角度來看：我國建筑一般坐北朝南：我國居住采光的朝向是南向的，這是因為我國位于地球北半部，一天中陽光大多數(shù)時間都是從南面照射過來。
3.建筑間距的影響
日照間距是影響太陽能建筑輻射量的重要因素。建筑類型、建筑朝向、用地地形、當(dāng)?shù)氐乩砭暥任恢玫纫蛩赜绊懭照臻g距。其理想的間距：D≥Hctg。
4.建筑外形的影響
太陽能建筑一般采用的屋頂，這是因為光照條件不受影響，可自由接受太陽輻射。目前遮陽板常選擇pv材質(zhì)，其材料不但具有很好的遮陽功效，還能夠光伏發(fā)電。
（三）在建筑設(shè)計中應(yīng)考慮的因素
太陽能光伏建筑一體化是利用各種光伏電池特殊的特性與建筑進行有機整合，同時考慮環(huán)保、節(jié)能、美觀、安全和經(jīng)濟實用等因素。建筑設(shè)計中應(yīng)考慮建設(shè)造價、樓層高度、日光的控制、美學(xué)和冷卻等問題的影響，建筑師在設(shè)計時就需要平衡、協(xié)調(diào)、解決彼此之間的矛盾。
1.美學(xué)要求
建筑應(yīng)該從初步設(shè)計時就將太陽能系統(tǒng)作為建筑中不可或缺的元素加以設(shè)計，將其包含的各個部件融入建筑之中進行一體設(shè)計，使其成為建筑組成不可分割的一部分，以達到其與建筑物的完美結(jié)合的目的。
2.屋頂傾角的要求
太陽電池方陣傾角影響方陣面接受太陽的輻射量。固定的光伏方陣若傾斜面設(shè)計的未達到最佳合理角度，就需要靠太陽電池組件來補給。對傾角固定的屋頂滿足負(fù)載用電的條件，而平屋頂要確定方陣的最佳傾角。
3.建筑形體的要求
太陽能輻射量集中在每天的9：00-16：00，地面反射對建筑的影響約為32%。所以，為了使太陽能輻射熱量更多地獲取，常把建筑墻體設(shè)計為東西軸朝向的長方體，正方形次之，南北朝向的長方體體型的建筑節(jié)能效果最差。
4.光伏系統(tǒng)及光伏組件的要求
將光伏系統(tǒng)和建筑這兩個獨立的系統(tǒng)有機結(jié)合，涉及諸多方面，如建材的隔熱性、抗風(fēng)、絕緣性、美觀、抗老化能力以及強度和剛度等性能要求。
5.光伏建筑設(shè)計中應(yīng)注意的問題
目前，對不同項目的不同情況在不斷的改變，要使光伏建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)和技術(shù)的問題達到一個平衡比較困難。為了把光伏系統(tǒng)與建筑能更好的整合，在設(shè)計時需要考慮如下一些因素：1.如何與建筑有機結(jié)合；2.如何增加建筑美感；3.光伏板色彩和肌理；4.注意通風(fēng)降溫設(shè)計、光伏板維修與擴容和建筑結(jié)構(gòu)與光伏組件電學(xué)性能的配合等問題。
（四）光伏建筑的結(jié)合方式及應(yīng)用
太陽能光伏建筑一體化按結(jié)合方式不同可分為：獨立安裝型和建材安裝型。真正意義上的光伏建筑構(gòu)件即可用做建材又可以發(fā)電，是光伏和建筑的完美融合。
1.與建筑外墻體結(jié)合
對于多、高層建筑，為了使墻面更多地收集太陽能。目前，常從墻體構(gòu)造和材料兩個方面分別考慮，將光伏板及玻璃幕墻集成為PV玻璃幕墻，即可屏蔽太陽的熱輻射有效減低建筑墻體的溫度，從而降低建筑物室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷；另外，也增加了太陽能轉(zhuǎn)化為電能。
2.與建筑屋頂結(jié)合
光伏陣列安裝在建筑屋頂可最大限度的接受太陽光輻射。同時，為了減少夏季屋頂?shù)臒嶝?fù)荷兼做屋頂?shù)恼陉柊?，或者做通風(fēng)隔熱屋面，綜合使用了材料節(jié)約了成本。
3.應(yīng)用與建筑天窗
在新建或改造建筑中采用光伏板代替天窗玻璃。通過利用光伏采光天窗和中庭間接采光，白天可以減少或者完全不需電力照明，大大節(jié)約了電能用量，節(jié)約了運作成本。
4.其它建筑元素中的應(yīng)用
建筑中遮雨篷、遮陽板、陽臺等構(gòu)件與光伏板集成一體化用于建筑構(gòu)建，在滿足美觀性要求的情況下，建筑構(gòu)件應(yīng)滿足工程技術(shù)規(guī)范要求。
三、結(jié)語
在太陽能光伏系統(tǒng)與建筑結(jié)合應(yīng)用的調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，從技術(shù)和美學(xué)兩方面考慮，分析與建筑集成的光伏系統(tǒng)技術(shù)性和光伏建筑美學(xué)性的設(shè)計，建筑與太陽能有機結(jié)合應(yīng)考慮的因素和措施分析研究，從而得出上述方案措施，已達到解決如何將太陽能光伏系統(tǒng)與建筑更好地進行有機整合的目的，從而為其很好的運用提供一定的參考。
參考文獻：
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【關(guān)鍵詞】 應(yīng)用型 工學(xué)結(jié)合 新能源 人才培養(yǎng)模式
面對日益嚴(yán)峻的化石能源枯竭和環(huán)境惡化問題，人們已經(jīng)清楚的意識到太陽能將是人類最重要的能源。目前，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與應(yīng)用得到快速發(fā)展。到2008年年底，全球光伏累計安裝容量大約18.5GWp，但其主要市場在歐美和日本。歐美和日本已經(jīng)形成了光伏應(yīng)用的設(shè)計、安裝、運行維護的新興產(chǎn)業(yè)隊伍和人才培養(yǎng)教育體系。而我國雖然是光伏組件的生產(chǎn)大國，但光伏的安裝總量包括光伏電站的安裝占世界光伏安裝總量的比重很小，設(shè)計、安裝、運行維護產(chǎn)業(yè)隊伍尚未形成，人才培養(yǎng)體系還沒有建立。
根據(jù)我國新能源中長期發(fā)展規(guī)劃，2009年-2010年均新增55MW，到2010年我國光伏發(fā)電累計裝機容量將達到250MW；而到2020年年需新增1350MW，累計裝機將達到1600MW。因此我國光伏發(fā)電應(yīng)用的潛在市場非常巨大。面對國家推動國內(nèi)光伏發(fā)展的政策到位，國內(nèi)光伏市場即將規(guī)?；l(fā)展，人才制約瓶頸將很快顯現(xiàn)。因此，必須加大力度，迅速建立和完善我國光伏應(yīng)用人才培養(yǎng)體系。
南昌理工學(xué)院就是在這一背景下于2008年成立了太陽能光電工程學(xué)院，在應(yīng)用型太陽能光伏專業(yè)人才培養(yǎng)模式的教育理念、培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容等方面進行了有益的改革與探索，學(xué)校把新能源科學(xué)與工程專業(yè)教育廳重點學(xué)科優(yōu)勢和應(yīng)用型光伏創(chuàng)新人才培養(yǎng)結(jié)合起來，并率先摸索出光伏專業(yè)應(yīng)用型、創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)模式，具有一定的創(chuàng)新性。以此為案例，本文力求總結(jié)與闡述工學(xué)結(jié)合教學(xué)模式在光伏應(yīng)用專業(yè)教育中的成效性。
一、工學(xué)結(jié)合，依托行業(yè)、企業(yè)確定人才培養(yǎng)方案
人才培養(yǎng)模式是是教育教學(xué)思想、理論轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新教學(xué)實踐， 實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的物質(zhì)力量的中介[1] ，它包含教育思想與教學(xué)觀念、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與規(guī)格、專業(yè)設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容與課程體系等幾個基本要素[2]。為適應(yīng)世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展和工科院校教育改革的趨勢，南昌理工學(xué)院聯(lián)系我國光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，緊密結(jié)合學(xué)校的學(xué)科優(yōu)勢與辦學(xué)特色，根據(jù)江西區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的要求，建立適應(yīng)“光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性人才教育基本要求”為目標(biāo)的教育教學(xué)體系。力爭在省屬工科本科院校中培養(yǎng)具有國際光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展思維，能夠勝任光伏電池組件生產(chǎn)、研發(fā)以及光伏系統(tǒng)的設(shè)計、安裝維護等工作，促進本地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的具有創(chuàng)新能力與創(chuàng)業(yè)思維的新一代光伏產(chǎn)業(yè)復(fù)合型人才。學(xué)院與國內(nèi)大型光伏企業(yè)如賽維、晶科能源等高科技企業(yè)強強聯(lián)合，建立起訂單式培養(yǎng)。根據(jù)企業(yè)的需要確定人才培養(yǎng)方案，開設(shè)有光伏電池片制造工藝、光伏材料與檢測、單晶硅/多晶硅制造工藝、光伏組件加工與工藝、太陽能發(fā)電技術(shù)、光伏發(fā)電設(shè)計與施工等核心專業(yè)課程，并到企業(yè)實訓(xùn)，強化技能素質(zhì)培養(yǎng)，掌握光伏電池片及組件加工技術(shù)，使學(xué)生在就業(yè)初期就能夠在技術(shù)崗位上脫穎而出，從而獲取更多的升職機會；同時，要求學(xué)生掌握光伏電池片、光伏組件生產(chǎn)過程的原理與工藝要求，掌握光伏發(fā)電及相關(guān)供用電技術(shù)，有利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。
二、開展實驗教學(xué)改革，不斷完善實驗室硬件設(shè)施，為學(xué)院的發(fā)展提供硬件支撐條件。實踐教學(xué)是職業(yè)教育的核心環(huán)節(jié)，主要培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力，即專業(yè)能力、方法能力、社會能力[3]。新能源產(chǎn)業(yè)人才教育教學(xué)改革的關(guān)鍵是新能源產(chǎn)業(yè)相關(guān)實踐技能的培養(yǎng)，加強新能源專業(yè)本科生生產(chǎn)實踐課程的教學(xué)，以創(chuàng)業(yè)型、應(yīng)用性人才培養(yǎng)為主，科研教學(xué)型人才培養(yǎng)為輔。
1. 修訂各專業(yè)實驗教學(xué)大綱，加大實踐教學(xué)的比例。
打破專業(yè)和學(xué)科的界限，合并內(nèi)容相同或相近的課程，優(yōu)化專業(yè)基礎(chǔ)課理論與實驗教學(xué)內(nèi)容，刪除陳舊過時和過深過難的內(nèi)容，吸收前沿科技成果，增加實踐教學(xué)內(nèi)容，盡可能應(yīng)用新的實驗技術(shù)，在教學(xué)之中使學(xué)生的綜合能力得到培養(yǎng)。
2. 增開綜合性實驗和設(shè)計性實驗，實施學(xué)生開放實驗室建設(shè)
學(xué)校建有實驗實訓(xùn)中心1個，其中包含6個實驗室（機房、操作平臺），教學(xué)機房、電子電工實驗室、光伏基礎(chǔ)實驗室、光伏發(fā)電實驗室、光伏材料實驗室，多晶硅鑄錠實驗操作平臺。實驗實訓(xùn)中心平時對學(xué)生開放，66.67%的實驗室為開放性實驗室。制訂實施了《實驗室開放管理暫行辦法》，對實驗室開放做出明確規(guī)定和具體要求，并提供專項經(jīng)費保障，有效改變目前本科生實驗教學(xué)中存在的動手能力不足的問題，學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ玫胶芎玫嘏囵B(yǎng)。同時，在開放實驗室中學(xué)生可以自行設(shè)計實驗，科研興趣小組還能設(shè)計專題實驗。
三、 改變既往單一的實習(xí)模式，加強實習(xí)實訓(xùn)基地建設(shè)，探討加強新能源專業(yè)本科生假期專業(yè)技能社會實踐的有效模式
學(xué)校還建成由實踐教學(xué)設(shè)備配套的校內(nèi)實踐教學(xué)基地（含專業(yè)實訓(xùn)室）[4]，能對行動體系課程[5]的教學(xué)提供具體的學(xué)習(xí)情境[6]，因此， 建設(shè)校內(nèi)實踐教學(xué)基地是工學(xué)結(jié)合教學(xué)情境實現(xiàn)的關(guān)鍵。學(xué)校還先后與江西上饒光電、江西上饒晶科、上海正泰、泉州百來等公司簽訂了長期合作協(xié)議，共建實習(xí)實訓(xùn)基地，企業(yè)技術(shù)人員來校任教或參與實訓(xùn)指導(dǎo)、畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)等方式參與人才培養(yǎng)。改變新能源專業(yè)學(xué)生實習(xí)模式，利用假期組織學(xué)生進入實習(xí)實訓(xùn)基地進行社會實踐工作，提高學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課的主動性，充分認(rèn)識用人單位對畢業(yè)生的需求。并且還可以提高學(xué)生的組織能力、社會活動能力，倡導(dǎo)個性發(fā)揮的教學(xué)。
短短四年來，學(xué)院立足新建地方本科院校實際，積極探索具有自身特點的發(fā)展之路，努力提升符合時代要求的辦學(xué)理念。在光伏學(xué)科專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)等方面，突出地方性，發(fā)展應(yīng)用性，著力實踐性，強化專業(yè)性，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，通過主課堂教學(xué)與課外創(chuàng)新相結(jié)合，學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力有了明顯的提高，這是工學(xué)結(jié)合教學(xué)的成果，值得推廣和實踐。
參考文獻：
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關(guān)鍵字：光伏發(fā)電；光伏建筑一體化(BIPV)；光伏組件；智能電網(wǎng)
中圖分類號：U665文獻標(biāo)識碼： A
1.引言
光伏建筑一體化（BIPV，Building Integrated Photovoltaic），即將太陽能光伏電池板鋪設(shè)在建筑物的外表面，使輻射的太陽能通過變換裝置轉(zhuǎn)換為電能，為建筑物及近端負(fù)荷提供電能，它是開發(fā)應(yīng)用太陽能發(fā)電的一種重要形式。1954年，世界上第一塊實用的光伏電池問世，人類展開了應(yīng)用太陽能的新紀(jì)元。1978年，波斯頓一棟高層建筑上建成了美國歷史上第一個光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。隨著國家對發(fā)展分布式發(fā)電、智能電網(wǎng)和新能源的逐步重視，近年來光伏建筑一體化在我國得到了一定的應(yīng)用并處于推廣階段。
2.BIPV的基本原理與特點
典型的一個光伏建筑一體化系統(tǒng)如圖1所示，該系統(tǒng)為一戶用屋頂光伏系統(tǒng)，太陽能光伏陣列鋪設(shè)在屋頂，其發(fā)出的直流電通過初級DC-DC變換器升壓并進行最大動率點跟蹤，然后經(jīng)過逆變裝置轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻同相的交流電并網(wǎng)。其發(fā)出的電能大多被建筑內(nèi)負(fù)荷的用電設(shè)備消耗，多余的電能注入電網(wǎng)，而在光伏發(fā)電出力較小情況下，建筑內(nèi)負(fù)荷可從電網(wǎng)取電。據(jù)《上網(wǎng)電價法》，一般對光伏發(fā)電的上網(wǎng)收購價和民用電進行單獨定價，因此安裝了兩套電能計量裝置，一套用于計量光伏發(fā)電總量，另一套計量建筑內(nèi)負(fù)荷的用電量。從優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)配置、提高供電可靠性、提倡節(jié)能環(huán)保、增加建筑美觀程度等方面，光伏建筑一體化（BIPV）都具有優(yōu)點，具體而言：
（1）利用光伏發(fā)電可以減少二氧化碳和二氧化硫的排放，有助于構(gòu)建低碳、節(jié)能、環(huán)保的供用電系統(tǒng)；
（2）光伏組件在建筑物表面，不占用地面空間，這對于人口密集、土地資源昂貴的城市建筑尤為重要；
（3）由于光針電池與建筑材料高度集成，減少了建設(shè)和安裝成本，不僅降低了建筑物整體造價，而且增加了建筑的藝術(shù)魅力；
（4）光伏建筑一體化（BIPV）主要為近端負(fù)荷(多數(shù)情況下為建筑內(nèi)部的用電設(shè)備)供電，減輕了負(fù)荷對電網(wǎng)的依賴，可以降低供電線路上的輸電損耗，增加供電可靠性；
（5）光伏發(fā)電在夏季和白天出力較多，對于工廠、辦公建筑光伏系統(tǒng)，可以利用這一特性起到削峰的作用，緩解高峰用電需求；
（6）建筑表面的光伏電池吸收太陽能并轉(zhuǎn)換為電能，減少了墻體或屋面得熱，有助于降低建筑室內(nèi)空調(diào)裝置的熱負(fù)荷，起到隔熱作用；
（7）光伏發(fā)電系統(tǒng)既有直流部分，又有交流部分，有利于結(jié)合直流變換技術(shù)直接接入目前正在興起的直流微網(wǎng)，為直流負(fù)荷直接供電，從而減少變換環(huán)節(jié)，提高效率。
3.BIPV的技術(shù)發(fā)展
早期的建筑光伏系統(tǒng)中，光伏陣列通常是通過固定的支架安裝在建筑物的頂部或墻面，僅僅起發(fā)電的作用。后來光伏電池與建筑的集成概念越來越深，太陽能電池除了發(fā)電以外，還能起到建筑構(gòu)材和建筑美觀的作用。1991年，德國慕尼黑的一次建筑業(yè)界的展會上，旭格公司推出了“光電幕墻”，此后，將太陽能光伏陣列作為建筑構(gòu)體與建筑藝術(shù)的空間構(gòu)體相結(jié)合，德國、日本、美國、西班牙等國家已經(jīng)建成了大量的光伏建筑一體化系統(tǒng)工程。我國開展建筑光伏一體化于本世紀(jì)初期，2004年建設(shè)的深圳園博園和北京天普工業(yè)園是我國光伏建筑一體化的開篇之作，此后若干BIPV項目開工建設(shè)并投入使用，目前我國已經(jīng)是光伏組件第一生產(chǎn)大國。
經(jīng)過三十年左右的發(fā)展，BIPV技術(shù)不斷深化和進步，與建筑集成化的程度越來越高，光伏電池也由早期的單晶硅、多晶硅，發(fā)展到現(xiàn)代的薄膜電池、以及與鋼化玻璃集成的光伏陣列?？偟膩碚f，光伏建筑一體化（BIPV）技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：
（1）第一代BIPV技術(shù)。光伏陣列依靠額外的支撐和固定裝置安裝在建筑物表面，不需要占用額外的土地，但是與建筑本體的集成度低。
（2）第二代BIPV技術(shù)。光伏組件與墻、瓦等建筑表面材料合為一體，既作為光電轉(zhuǎn)換單元發(fā)電，又起著建筑表面構(gòu)成材料的作用。這一集成技術(shù)一方面降低了建筑和電站成本，另一方面還能美化建筑外觀。但是由于建筑表面復(fù)雜，各個陣列輸出電能互不相同，需要大量的電力電子變換裝置和串并聯(lián)連線來滿足供電要求，電氣接線復(fù)雜，可靠性不夠高，維護成本大。
（3）第三代BIPV技術(shù)。第三代BIPV技術(shù)是智能電網(wǎng)技術(shù)的主要組成部分，它通過將光伏電池、建筑材料和電能變換裝置等配套系統(tǒng)的有機結(jié)合，首先構(gòu)建高度集成的新型光伏建筑材料，再以此為基本發(fā)電單元，輔以先進的數(shù)據(jù)管理和通信技術(shù)，構(gòu)建建筑集成的光伏發(fā)電系統(tǒng)。電能變換裝置被集成到光伏陣列與建筑表面材料中，使其具備抗陰影能力和較強的參數(shù)匹配能力，系統(tǒng)電氣連接簡單，具備智能電網(wǎng)要求的即插即用特性。
從光伏建筑一體化（BIPV）的發(fā)展歷史來看，BIPV技術(shù)涉及材料學(xué)、建筑學(xué)和電力電子學(xué)三個領(lǐng)域的內(nèi)容。在材料學(xué)領(lǐng)域，BIPV技術(shù)研究的主要問題為高性能、低成本的適合建筑集成的光伏電池材料及其生產(chǎn)工藝；在建筑學(xué)領(lǐng)域，BIPV技術(shù)的研究內(nèi)容包括集成了光伏組件和部分配套系統(tǒng)的新型光伏建筑材料以及集成了光伏發(fā)電系統(tǒng)的新型建筑的美學(xué)及工程設(shè)計問題等；在電力電子學(xué)領(lǐng)域，BIPV技術(shù)研究的核心問題為系統(tǒng)的能量變換和控制技術(shù)。而逆變器作為BIPV發(fā)電系統(tǒng)中能量變換的核心設(shè)備，對系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和可靠性具有舉足輕重的地位。因此，需要給光伏組件配置相應(yīng)的電力控制設(shè)備(如最大功率追蹤器)，根據(jù)光伏組件的運行狀況輸出最大的能量和高品質(zhì)的電能。
4.BIPV的主要形式
目前光伏建筑一體化應(yīng)用比較多的是擁有大面積屋頂?shù)慕ㄖ?，例如會展中心、交通樞紐、大型的商業(yè)中心等。事實上，隨著太陽能電池的成本降低，技術(shù)的進步和幕墻的結(jié)合，光伏建筑一體化還可以應(yīng)用在公寓、辦公、酒店、道路廣場等方面。BIPV的應(yīng)用已經(jīng)從早期的屋頂擴展到墻面、并且產(chǎn)生了光伏遮陽板、采光板、電子樹等多種形式：
4.1.1光伏屋頂或墻體(Photovoltaic proof or façade)。
這是一種最常見的光伏建筑一體化形式，一般是在建筑物建造完成后在其表面加裝光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏電池的安裝主要考慮承受的風(fēng)向應(yīng)力，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢眯畔⒋_定安裝朝向。常見的光伏屋頂電站就屬于這種形式，它對于光伏電池沒有特殊的要求，使用普通光伏電池即可。
由中國華電新能源投建的上海華電都市型工業(yè)園光伏項目1.2MW光伏電站是這種形式的典型應(yīng)用。整套工程將太陽能面板鋪設(shè)在工業(yè)園區(qū)內(nèi)鄰近的30個建筑屋頂。電站采用集中并網(wǎng)的模式，建有專門的逆變機房，由6臺55kW的逆變器并聯(lián)組成一臺330kW的逆變器，4臺這樣的330kW逆變器組成1.2MW變換裝置，一共并聯(lián)了24臺逆變器，再共用一臺變壓器并入10kV工業(yè)配電網(wǎng)。
4.1.2光伏采光屋頂(Roof-integrated photovoltaic)。
這是一種光伏電池與建筑材料高度集成的應(yīng)用形式，光伏電池安裝在建筑物的頂部，不僅需要起到光電轉(zhuǎn)換的作用，還要兼顧建筑物的采光性能，同時作為建筑材料承受應(yīng)力。因此對于光伏材料的要求較高，應(yīng)用最廣泛的是鋼化玻璃夾層結(jié)構(gòu)和中空結(jié)構(gòu)，他們都是將光電轉(zhuǎn)換單元夾在玻璃種，后者在玻璃之間留有一定的間隙，起到一定的隔聲和絕熱的作用。
由鐵道第三勘察設(shè)計院設(shè)計的北京南站采光頂光伏建筑一體化發(fā)電項目，主體建筑及站臺采光頂采用帶光伏發(fā)電的透光材料，在半數(shù)的采光帶內(nèi)集成了裝機容量為350kW的光伏電池，總面積約6700平方米。該建筑還同時實現(xiàn)了候車廳及站臺的自然采光，吸收光能發(fā)電的同時營造出了舒適和諧的室內(nèi)光環(huán)境。此外，德國的柏林火車站、我國的青島火車站等交通樞紐也采用了這種建筑光伏一體化的方式。
4.1.3光伏冪墻系統(tǒng)(Façade-integrated photovoltaic)。
它可以應(yīng)用在朝向較好、且有大面積幕墻的公寓、辦公、酒店等建筑上。隨著薄膜太陽能電池的應(yīng)用，太陽能電池與玻璃幕墻結(jié)合得越來越完美。傳統(tǒng)幕墻的很多表現(xiàn)形式可以用光伏幕墻來代替。光伏冪墻可分為不透明冪墻和半透明冪墻。前者多采用單晶硅或多晶硅光伏電池，發(fā)電效率較高；后者可采用非晶硅薄膜電池或調(diào)整光伏電池單體的間隙來調(diào)節(jié)透光度，價格較低。
2007年，我國在上海崇明前衛(wèi)村建成了兆瓦級10kV集中并網(wǎng)型太陽能光伏電站示范工程。建設(shè)總?cè)萘繛?051kW，總共敷設(shè)了普通單晶硅電池組件、普通多晶硅電池組件、HIT(非晶硅錯混合型異質(zhì)結(jié)) 復(fù)合單晶硅電池組件、建筑一體化瓦片型、幕墻型等多種類型的光伏組件共7786m²左右。系統(tǒng)由33個相對獨立的子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)分別由光伏組件、逆變控制器等組成。每個逆變器帶3-24組不等的光伏組件，容量由4-42kW不等。逆變器400V輸出，用變壓器升壓至10kV并網(wǎng)。
4.1.4光伏遮陽板(Shadow photovoltaic system)。
這是光伏組件與建筑物的遮陽結(jié)構(gòu)進行集成的一種形式，它具有吸收光照充分、有效降低建筑內(nèi)部受熱、節(jié)省建筑材料成本的作用。在許多地區(qū)，因為氣候和節(jié)能的因素，遮陽被廣泛應(yīng)用在建筑元素上。如果這些遮陽板上安裝太陽能電池，則是新能源、功能和藝術(shù)的合，可以應(yīng)用在任何需要遮陽板的建筑上。
臺北淡水公交樞紐中心的站臺遮陽頂采用了光伏遮陽板，總共在公交樞紐站臺頂部遮陽板中集成安裝了10kW的光伏電池，并使用墻掛式逆變器并網(wǎng)，主要為公交樞紐的廣告牌、信號指示裝置供電。遮陽板不僅起到了減少公交樞紐站臺日光直射的作用，而且還將其轉(zhuǎn)化成了電能，同時其透明的外觀設(shè)計還增加了建筑美感。
4.1.5電子樹(Photovoltaic tree)
它以鋼結(jié)構(gòu)模仿樹枝的形態(tài)，支撐頂棚，而頂棚部分采用太陽能電池板，可以模擬樹葉在陽光下斑駁的陰影效果，適用于廣場、園林、人行道等地區(qū)，實現(xiàn)這樣發(fā)電兩不誤的效果。
5.BIPV的一些問題
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，太陽能光伏組件生產(chǎn)企業(yè)通過減少耗材、提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率，大大縮短了光伏系統(tǒng)的投資回收期；另外，光伏電池的成本也持續(xù)下降并保持了繼續(xù)下降的趨勢，光伏電池的形式也從傳統(tǒng)的單晶硅、多晶硅發(fā)展到薄膜電池、與建筑材料一體化的光伏建筑一體化瓦片型、幕墻型光伏組件；同時，國家實施了《可再生能源法》，“太陽能屋頂計劃”，“金太陽工程”，財政部和住房建設(shè)部聯(lián)合對BIPV項目進行補貼，促使近年來BIPV在我國開始蓬勃發(fā)展。
但是，由于技術(shù)和政策方面的原因，仍然有一些不利因素阻礙著BIPV的推廣，同時BIPV項目推廣中也出來了一些新的問題需要解決，主要體現(xiàn)在：
5.1.1光照不均引起的多峰值問題
對于建筑的表面，為了最大程度的接受光照，不同部位的光伏電池最佳傾角不盡相同，同時由于陰影遮擋等因素，各處的光伏陣列外特性不盡一致，其組合產(chǎn)生的功率輸出曲線是一條多峰值曲線，而變換器采用常規(guī)的最大功率點跟蹤方法無法尋找到全局最大功率點。
5.1.2熱斑效應(yīng)威脅
同樣是受光不均或部分遮擋情形下，此時受光較低的部分相當(dāng)于負(fù)載，隨著熱耗的增加將產(chǎn)生大量的熱量，形成局部熱點，即熱斑效應(yīng)。某些光伏電池受到高溫、高反壓和高功耗綜合作用可能會發(fā)生永久性短路甚至燒毀。據(jù)國際電工技術(shù)委員會（IEC）統(tǒng)計，2009年上半年，歐洲已發(fā)生10余起光伏電站起火事故。右圖為2009年7月德國Buerstadt屋頂光伏電站陣列起火現(xiàn)場，造成事故的主要原因就是熱斑效應(yīng)積累、電弧、以及開關(guān)頻繁啟動等。嚴(yán)重的是，由于光伏陣列高壓帶電，滅火困難。
5.1.3發(fā)電量受眾多因素影響小于預(yù)期
光伏陣列的輸出特性與運行溫度密切相關(guān)，隨著溫度升高，短路電流略為增加，開路電壓大幅度降低，最大功率點的電壓降低，最大輸出功率也降低。需要指出的是，BIPV光伏陣列表面溫度遠(yuǎn)高于氣溫，且難以測量，在此條件下其發(fā)電能力大大降低。右圖為BIPV光伏電站在高溫的夏季某天的輸出功率隨時間變化的情況，光伏陣列溫升過高導(dǎo)致其出力大幅降低，在太陽輻射最強的時間段內(nèi)，系統(tǒng)卻不能有效發(fā)電。此外，逆變器與陣列的匹配，陣列的污垢也將導(dǎo)致出力降低。
5.1.4電能質(zhì)量與電網(wǎng)接納
光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器容易產(chǎn)生諧波和三相電流不平衡等問題，同時輸出功率不確定性易造成電網(wǎng)電壓波動和閃變。目前諧波問題是制約光伏并網(wǎng)的最主要問題之一，并且在光照較弱的條件下更為嚴(yán)重。浙江某一250kW屋頂示范工程在10kV接入、400V接入、220V接入系統(tǒng)中，都檢測到諧波電流總畸變率偏高的問題，且實測最大功率變化率為每分鐘達20％。
5.1.5建筑美觀性與光伏發(fā)電協(xié)調(diào)問題
由于BIPV光伏組件的安裝受建筑屋面朝向影響，BIPV施工中要防止相同功率不同朝向、不同形狀、不同規(guī)格的太陽能電池組件串聯(lián)在一個回路中，造成功率不匹配，導(dǎo)致發(fā)電效率降低。同時由于建筑外觀的多樣性，為了獲得較高的太陽能轉(zhuǎn)換效率同時又兼顧建筑的外形美觀，所以太陽能電池板安裝也具有多樣性，但是建筑物的外表面有可能是由一些大小、形狀不一的幾何圖形組成，這就會與建筑美觀存在一定的矛盾，需要設(shè)計師將其巧妙地融入一體化設(shè)計中，達到與建筑物的完美結(jié)合。同時，光伏組件的顏色 形狀 布局等也要與建筑物相協(xié)調(diào)。
6.前景與展望
隨著能源問題的日益嚴(yán)峻，人類對利用可再生能源的探索已經(jīng)開始并取得了重大成效，太陽能是一種豐富、清潔的能源，BIPV以其特有的優(yōu)勢已經(jīng)成為就近分布式發(fā)電的重要形式。雖然目前由于價格、法規(guī)、政策和技術(shù)方面的一些制約，BIPV在短期內(nèi)還難以大規(guī)模商業(yè)化普及，但是隨著光伏組件成本的持續(xù)降低、光伏發(fā)電技術(shù)的不斷革新，以及智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)的階段性建設(shè)，在節(jié)能和環(huán)保的雙重壓力下，BIPV在未來幾十年內(nèi)得到廣泛推廣是大勢所趨，光伏發(fā)電技術(shù)也是人類走可持續(xù)發(fā)展道路的必然選擇。
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關(guān)鍵字：居住建筑 ；節(jié)能設(shè)計；低碳設(shè)計Abstract:With the development of economy, the living standard of the people has become increasingly demanding, at the same time, the development of city has caused a certain negative effect, reduce the people's living standard, so the low carbon society construction has become the most demand strong. This paper mainly discusses the related problems of modern residential building energy saving and low carbon design.
Keywords: residential building; energy-saving design; low carbon design
中圖分類號：[F287.8] 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
近年來，隨著全球能源問題的日益嚴(yán)峻和“可持續(xù)發(fā)展”理念在國內(nèi)的推廣，建筑業(yè)作為復(fù)雜的工程項目，建筑節(jié)能設(shè)計越來越受到社會的關(guān)注。本身建筑業(yè)是一項消耗和污染較大的行業(yè)，中國是世界上每年新建建筑量最大的國家,每年20×108 m2新建面積,相當(dāng)于消耗了全世界40%的水泥和鋼材,同時每年產(chǎn)生數(shù)以億計的建筑垃圾,給中國乃至世界帶來巨大的環(huán)境威脅。因此，中國必須走可持續(xù)發(fā)展道路，大力發(fā)展建筑節(jié)能。
低碳環(huán)保城市就是在城市的規(guī)劃建設(shè)中秉承低碳原則，建立起資源節(jié)約和環(huán)境友好發(fā)展的良性循環(huán)社會，因此說這要求在現(xiàn)代居住建筑設(shè)計的過程中一定要充分的利用資源，減少對空間資源的浪費，在增加綠化的基礎(chǔ)上采取其他相應(yīng)的措施，實現(xiàn)城市發(fā)展的可持續(xù)化，達到環(huán)保理念的要求。
一、現(xiàn)代居住建筑設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀
就目前中國的建筑業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，與許多發(fā)達國家有一定差距。看到國外先進的建筑節(jié)能理念、技術(shù)、設(shè)計、建材等，它向我們展示了憑借科學(xué)設(shè)計和高科技創(chuàng)造出來的節(jié)能環(huán)保的新型建筑，這也是中國建筑業(yè)的發(fā)展目標(biāo)和趨勢。但，中國在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上能否做到節(jié)能環(huán)保工作還有存在很多問題。
1.1缺乏先進的建筑節(jié)能理念和技術(shù)
在中國建筑行業(yè)設(shè)計師發(fā)展中，很多建筑師不太懂節(jié)能技術(shù)，更不能很好的把節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到建筑當(dāng)中。只是設(shè)計時套用標(biāo)準(zhǔn)圖是不夠的，不能針對不同建筑不同環(huán)境不同條件因地制宜，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計無法做到節(jié)能環(huán)保的重點。同時，大多數(shù)的建筑設(shè)計師缺乏相應(yīng)的節(jié)能理念和節(jié)能意識，過多的追求建筑的獨特性而忽視節(jié)能的功能，最終導(dǎo)致舍本逐末的結(jié)果。
1.2在結(jié)構(gòu)設(shè)計時忽視節(jié)能環(huán)保
在建筑節(jié)能方面，建筑室外環(huán)境和自然通風(fēng)很重要。但是，就事實來看，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時過多的是重視建筑的實用面積、結(jié)構(gòu)安全、美觀時尚，而忽視建筑的性能、品質(zhì)和環(huán)保方面。最后，只有在施工圖審查中才受到重視，但也只是根據(jù)建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范進行草草的計算和設(shè)計調(diào)整。因為建筑的設(shè)計方案已確定，只能在材料和設(shè)備選型等方面進行微調(diào)，效果差強人意，而且往往造價高昂，實現(xiàn)起來很困難。
1.3節(jié)能技術(shù)和傳統(tǒng)措施利用不當(dāng)
在目前的節(jié)能設(shè)計中，傳統(tǒng)的、有效的節(jié)能措施例如自然通風(fēng)、建筑遮陽等未被廣泛采用，二是片面的強調(diào)節(jié)能的高科技，不重視低成本的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，造成節(jié)能昂貴的印象。而且，昂貴的設(shè)計在將來的施工中很可能被改變，使得最后建筑達不到建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。總之，盲目的追求技術(shù)和速度，在節(jié)能的高科技和傳統(tǒng)的節(jié)能措施上沒有權(quán)衡利弊。
1.4忽視建材應(yīng)用的科學(xué)性
建材作為建筑的重要組成部分，建材是整個房屋建筑的“骨骼”。企業(yè)在經(jīng)濟利益的驅(qū)使下，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用的傳統(tǒng)金屬材質(zhì)的管道，易生銹、易腐蝕、易滲漏、易結(jié)垢，不僅損耗大，還易產(chǎn)生二次污染。在房屋設(shè)計時，護墻體消耗能量最大建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一，追求建筑形體的多變，而忽視建材消耗量的大小。這也是不重視建筑節(jié)能的又一方面。
二、如何做好現(xiàn)代居住建筑的節(jié)能與低碳設(shè)計
2.1外墻外保溫
建筑物采暖耗熱量主要由通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量構(gòu)成，以居住建筑為例，一般情況下，其數(shù)值約占總耗熱量的73%——77%。在這一部分耗熱量中，外墻約占25%左右，樓梯間隔墻的傳熱耗熱量約占15%左右，改善墻體的傳熱耗熱量將明顯提高建筑的節(jié)能效果。發(fā)展高效保溫節(jié)能的復(fù)合墻體節(jié)能的根本出路。
外墻的保溫做法，無論是外保溫還是內(nèi)保溫，都能有效的降低墻體傳熱耗熱量并使墻內(nèi)表面溫度提高，使室內(nèi)氣候環(huán)境得到改善。然而，采用外保溫則效果更加良好，這主要是因為：
（1）外保溫有利于提高建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。由于采用外保溫，內(nèi)部的磚墻或混凝土墻得到保護，室外氣候變化引起的墻體的內(nèi)部溫度變化發(fā)生在保溫層內(nèi)，使內(nèi)部的主題墻冬季保溫提高，溫度降低，溫度變化較平緩，熱應(yīng)力減少，因而主體墻體產(chǎn)生裂縫、變形、破損的危險大為減輕，使墻體的耐久性得以加強。
（2）有利于建筑節(jié)能改造。在舊房改造時，從內(nèi)側(cè)保溫存在使住戶增加搬動家具，施工擾民，甚至臨時搬遷等諸多麻煩，產(chǎn)生不必要的糾紛，還會因此減少使用面積。外保溫則可以避免這些問題發(fā)生。當(dāng)外墻必須進行裝修加固時，加裝外保溫是最經(jīng)濟、最有利的時機。
（3）外保溫可以減少墻體內(nèi)部冷凝現(xiàn)象，由于密實厚重的墻體結(jié)構(gòu)層在室內(nèi)一側(cè)有利于阻止水蒸氣進入墻體形成內(nèi)部冷凝。
2.2外墻內(nèi)保溫
在這類墻體中，絕熱材料復(fù)合在建筑物外墻內(nèi)測，同時以石膏板、建筑人造板或者其他飾面材料覆面作為保護層。
設(shè)計中，不僅要注意采取措施，避免由于室內(nèi)水蒸氣向外滲透，在墻體內(nèi)產(chǎn)生結(jié)露而降低保溫隔熱層的熱工性能，還要注意采取措施消除一些保溫隔熱層覆蓋不到的部分產(chǎn)生“冷橋”而在室內(nèi)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。
2.3太陽能的設(shè)計使用
太陽能作為一種免費、清潔、環(huán)保的可再生能源，近年逐步得到建筑節(jié)能領(lǐng)域的重視。在我國太陽能開發(fā)利用主要有兩方面：一方面是利用太陽能獲得熱能，比如太陽能熱水器就在民用住宅小區(qū)中廣范使用。使用太陽能熱水器在設(shè)計時要充分考慮熱水器和建筑的整體結(jié)合效果，統(tǒng)一安排擱置位置，處理好與外立面的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上還要在給排水方面進行周密的設(shè)計，除了保證熱水器與建筑達到視覺效果的完美，還要保證防水、管道布置等不出現(xiàn)問題。另一方面，利用太陽能發(fā)電即應(yīng)用光伏效用原理，將太陽能輻射轉(zhuǎn)化為電能。這項技術(shù)在西方已經(jīng)取得了良好是應(yīng)用，但鑒于此項技術(shù)的成本偏高，在我國在高檔的住宅小區(qū)或者公共建筑設(shè)計中，可以采用此項技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)逐漸發(fā)展以及應(yīng)用經(jīng)驗的累計，在未來太陽能發(fā)電技術(shù)也會逐漸走入到普通住宅小區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計中去，并將作為今后輔助建筑能源的重要形式之一，在可持續(xù)發(fā)展的能源結(jié)構(gòu)中發(fā)揮一份作用。
三、結(jié)束語
綜上所述，低碳環(huán)保背景下的現(xiàn)代居住建筑設(shè)計就是在城市的規(guī)劃建設(shè)中秉承低碳原則，建立起資源節(jié)約和環(huán)境友好發(fā)展的良性循環(huán)社會，低碳環(huán)保背景下的現(xiàn)代居住建筑設(shè)計建設(shè)對于我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施具有重要的作用，但是它是我國長期發(fā)展的一個目標(biāo)，同時也是一個艱巨的任務(wù)，需要大家共同的努力。希望通過本文的論述，能夠使得低碳環(huán)保的現(xiàn)代居住建筑設(shè)計理念深入人心，并能夠?qū)窈蟋F(xiàn)代居住建筑設(shè)計的發(fā)展建設(shè)起到一定的幫助作用。
參考文獻：
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論文摘要：本文首先分析了我國火電的特點，包括其在我國電力結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位，煤電關(guān)系的密切性，和節(jié)能減排的艱巨性。然后分析了當(dāng)前火電面臨的問題，歸納總結(jié)了已有的成功經(jīng)驗。并對火電的發(fā)展提出合理的預(yù)測。
總述
能源可分為常規(guī)能源與新能源，已經(jīng)廣泛利用的煤炭、石油、天然氣、水能、核電等能源，稱為常規(guī)能源。新能源一般是指在新技術(shù)基礎(chǔ)上加以開發(fā)利用的可再生能源，包括太陽能、生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面與深層之間的熱循環(huán)等；此外，還有氫能、沼氣、酒精、甲醇等。目前不論發(fā)達國家或發(fā)展中國家的電力需求都也常規(guī)能源為主。尤其是我國，由于受國情的影響，至今電力的主要需求還是以火電為主。但是火電有其局限之處，氣候變化和環(huán)境污染正在催促我國進行新的調(diào)整。
國家能源局電力司副司長曹述棟在2009年3月28日召開的電力科學(xué)發(fā)展高層論壇上透露，目前針對形勢發(fā)展，在“十二五”期間將會加快核電、熱電聯(lián)產(chǎn)、煤電一體化發(fā)展，繼續(xù)推進上下游關(guān)系，積極調(diào)整火電結(jié)構(gòu)，促進節(jié)能減排。
在2009年4月的《求是》雜志上，國家發(fā)改委副主任，國家能源局局長張國寶撰文：《科學(xué)發(fā)展電力工業(yè)贏得挑戰(zhàn)的根本路徑》。根據(jù)該文：電源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整方向?qū)⑹?
一、積極推進電力工業(yè)的上大壓小，加速淘汰落后產(chǎn)能；二.大力發(fā)展核電；三.積極推進水電開發(fā)；四.加快風(fēng)電、太陽能發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)等清潔高效能源的建設(shè)。
而根據(jù)“十一五”規(guī)劃，我國電力政策是“重點優(yōu)化發(fā)展火電，有序開發(fā)水電，積極推進核電建設(shè)，大力發(fā)展可再生能源”等。對比可以看出，除了核電從“積極”變成目前的“大力發(fā)展”外，火電、水電、可再生能源的政策也有變化。下一步水電的政策是“積極推進水電開發(fā)”，代替了“十一五”規(guī)劃提出的“有序開發(fā)水電”?；痣娛恰胺e極推進電力工業(yè)的上大壓小，加速淘汰落后產(chǎn)能”，不同于“十一五”規(guī)劃提出的“重點優(yōu)化發(fā)展火電”。有關(guān)新能源的提法是“加快風(fēng)電、太陽能發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)等清潔高效能源的建設(shè)”，也與以往提出的“大力發(fā)展可再生能源”有所不同。
而措辭不同的背后，是規(guī)劃的變化。
那么對于火電，國家的規(guī)劃又是什么呢？
我國火電特點
一、我國電力以火電為主
先看發(fā)電量，2004年我國總發(fā)電量為22033.1億千瓦時，其中火力發(fā)電量17955.88億千瓦時，火電電量占總發(fā)電量的比例為81.50％；2008年全國發(fā)電量是34334億千瓦時，其中火力發(fā)電量27857.37億千瓦時，火力發(fā)電量占總發(fā)電量的比例是81.14％； 2009年全國發(fā)電量是36506億千瓦時，其中火力發(fā)電量29814.22億千瓦時，火力發(fā)電量占全國發(fā)電量的比例是81.67％?；鹆Πl(fā)電占總發(fā)電量的比例變化不大，均在80％以上（見表格1），可以看出，全社會的用電主要靠火電企業(yè)提供。
圖表 1
截止2009年12月底，全國發(fā)電量為36506億千瓦時，其中火力發(fā)電量為29814.22億千瓦時，同比增長7.2%；水力發(fā)電量為5544.95億千瓦時，同比增長4.3%；核能發(fā)電量為692.63億千瓦時，同比增長1.3%。發(fā)電量比例圖表1
再看我國的電力裝機結(jié)構(gòu)。2004年我國總裝機容量44237萬千瓦，其中火電裝機32948萬千瓦，占當(dāng)年總裝機容量的74.48%。2008年我國火電裝機是60286萬千瓦，占當(dāng)年總裝機容量的76.07％。2009年我國火電裝機達到65205萬千瓦，占當(dāng)年總裝機容量的74.60%。從電力的結(jié)構(gòu)看，我國的電力裝機雖然從2004年的4.42億千瓦增加到2009年的8.74億千瓦，但火電裝機占總裝機容量的比重不但沒有降低，反而還有所上升（見表格2）。
主要耗能產(chǎn)品(工作量)和耗能設(shè)備指標(biāo)（見圖表2）
圖表 2
再看各種能源的利弊分析（見表格3）。
主要耗能設(shè)備能效指標(biāo)（見圖表3）
圖表 3
能源種類
火電
水電
核電
可再生
技術(shù)成熟度
較成熟
較成熟
成熟
風(fēng)電較成熟，太陽能，生物質(zhì)能，地?zé)崮艹墒?/p>
人才供應(yīng)
平衡
平衡
不足
不足
原料供應(yīng)
供需矛盾存在，但基本可以滿足
長江、金沙江、雅礱江、大渡河、烏江、紅水河、瀾滄江、黃河和怒江等大江大河的干流水能資源豐富，總裝機容量約占全國經(jīng)濟可開發(fā)量的60%
基本滿足
為可再生，風(fēng)電發(fā)展有過剩趨向，太陽能主要應(yīng)用與太陽能熱水器。生物質(zhì)與地?zé)峋窒掭^大
發(fā)展?jié)摿?/p>
一般
到2020年基本開發(fā)完畢
較大
較大
區(qū)域影響
在各省均有分布，
對區(qū)域經(jīng)濟貢獻較大。
水能資源主要分布在西部地區(qū)，約70%在西南地區(qū)。
已建項目分布在廣東，浙江，江蘇。在建或即將開工：遼寧，山東，福建。擬建省市：四川，重慶，湖南，廣西，江西，安徽，湖北，吉林（省份不重復(fù)列舉）
風(fēng)能主要分布在兩大風(fēng)帶：一是“三北地區(qū)”(東北、華北北部和西北地區(qū))；二是東部沿海陸地、島嶼及近岸海域。太陽能主要分布在部分日照時間長省份。
對環(huán)境影響
是電力行業(yè)污染的主要制造者
可以起到控制洪水、改善航運、調(diào)劑供水等作用，對氣候影響具有改善作用。
屬于清潔能源，污染小
屬于清潔能源，污染小
依此可以分析：在近期內(nèi)，火電的主導(dǎo)地位不會改變，水電由于受氣候和地域的影響較大，潛力較小。核電由于其特殊的吸引力，將會吸納更多的人才與資金投入，雖然近期存在技術(shù)的不足和鈾資源有限等不足，但隨著技術(shù)的改進和鈾資源開發(fā)程度的增加，近期的發(fā)展趨勢將是穩(wěn)中有升。風(fēng)電的發(fā)展有減緩趨勢并趨于平穩(wěn)發(fā)展，太陽能受成本影響，更多將應(yīng)用于太陽能熱水器，光伏發(fā)電還處于試水階段，地?zé)岚l(fā)電受地域影響比水電更大。
二、煤電產(chǎn)業(yè)關(guān)系密切
煤炭是我國最重要的基礎(chǔ)能源。隨著重工業(yè)化進程的加快以及城鎮(zhèn)化速度的提高，以煤炭為主的能源消費不斷快速增長。煤炭是我國最重要的基礎(chǔ)能源，1952年一次能源消費中煤炭占95％，20世紀(jì)50年代、60年代都在90％左右，70年代占80％左右，80年代以來，一直保持在70％左右。而且在今后相當(dāng)長的時間里，煤炭仍然是主要能源，2007年全國原煤產(chǎn)量達25.23億噸，消費量為25.8億噸，煤炭產(chǎn)量比2002年的14.15億噸增長80.21％，年均煤炭產(chǎn)量漲幅達12.5％。由于中國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，這就決定了中國的電力工業(yè)以燃煤火電為主，在我國目前的發(fā)電結(jié)構(gòu)中，用煤發(fā)電占總裝機容量的70％以上；而煤炭行業(yè)的最大用戶則是電力企業(yè)。中國在1952年時，火電曾占總裝機容量的90.4％，總發(fā)電量的82.2％，以后雖然比重有所下降，但到2007年火電仍占總裝機容量的77.73％。由于中國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，發(fā)電用煤占煤炭產(chǎn)量的比重較大——1980年僅為18％，2003年則占到64％，2006年占到49.7％，2007年又提高到51％，而電力是中國煤炭工業(yè)的最大用戶，煤炭和電力是依存度非常高的上下游產(chǎn)業(yè)。
三、節(jié)能減排任務(wù)艱巨
根據(jù)能源發(fā)展“十一五”計劃，2010 年，萬元GDP(2005 年不變價，下同)能耗由2005 年的1.22 噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降到0.98 噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右?！笆晃濉逼陂g年均節(jié)能率4.4%，相應(yīng)減少排放二氧化硫840 萬噸、二氧化碳(碳計)3.6億噸。
在電力工業(yè)方向計劃規(guī)定大力發(fā)展 60 萬千瓦及以上超(超)臨界機組、大型聯(lián)合循環(huán)機組。采用高效潔凈發(fā)電技術(shù)改造現(xiàn)役火電機組，實施 “上大壓小”和小機組淘汰退役。推進熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)和熱電煤氣多聯(lián)供。在工業(yè)熱負(fù)荷為主的地區(qū)，因地制宜建設(shè)以熱力為主的背壓機組；在采暖負(fù)荷集中或發(fā)展?jié)摿^大的地區(qū)，建設(shè)30 萬千瓦等級高效環(huán)保熱電聯(lián)產(chǎn)機組；在中小城市建設(shè)以循環(huán)流化床技術(shù)為主的熱電煤氣三聯(lián)供，以潔凈能源作燃料的分布式熱電聯(lián)產(chǎn)和熱電冷聯(lián)供，將分散式供熱燃煤小鍋爐改造為集中供熱。到2010年，使火電供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗由2005 年的每千瓦時370 克下降到355克，廠用電率由5.9%下降到4.5%；城市集中供熱普及率由30%提高到40%，新增供暖熱電聯(lián)產(chǎn)機組超過4000 萬千瓦，年節(jié)能3500 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上，為改善城市空氣質(zhì)量做出貢獻。
新建火電機組必須同步安裝高效除塵設(shè)施；加快現(xiàn)役電廠除塵器改造，提高可靠性、穩(wěn)定性和除塵效率。通過使用低硫燃料、裝設(shè)脫硫設(shè)備等綜合措施，嚴(yán)格控制電廠二氧化硫排放。推廣低氮燃燒技術(shù)，擴大煙氣脫氮試點范圍，鼓勵火電廠減少氮氧化物排放。到2010 年，使火電廠每千瓦時煙塵排放量控制在1.2 克、二氧化硫排放量下降到2.7 克，電廠廢水排放達標(biāo)率實現(xiàn)100%。
火電面臨問題
一、煤電博弈，電煤矛盾日益突出
我國1993年進行煤炭價格部分市場化改革，國家為了確保電價穩(wěn)定，設(shè)定了國有大型電廠的電煤價格，從而形成了“計劃煤” 與“市場煤” 之間的價格雙軌制，這也造成了多年來的煤電矛盾。2003年電力體制改革，廠網(wǎng)分開后，國家逐漸放開了發(fā)電用煤價格。2003年的煤炭訂貨會合同簽訂率完成了計劃的90％，而執(zhí)行率卻只有30％。2004年的煤炭訂貨會合同簽訂率不到一半，執(zhí)行率更低。2006年，國家又取消了對重點電煤合同的政府指導(dǎo)價，讓電煤價格完全由市場調(diào)節(jié)。電煤主要由三部分組成：一是重點合同，二是區(qū)域合同，三是市場采購。隨著煤炭價格的上漲，煤炭企業(yè)與電力企業(yè)的矛盾愈演愈烈，近兩年，電煤合同也僅簽訂了重點合同。以前重點合同占煤炭供應(yīng)在一半以上的比例，現(xiàn)在還不到50％，而市場采購的比例越來越高，達到40％，有的地方甚至達到60％。2003年，我國的原煤產(chǎn)量是11.89億噸，其中用于火力發(fā)電的原煤是7.6億噸，電煤占當(dāng)年原煤產(chǎn)量的64％，電煤供應(yīng)基本平衡。2006年，我國的原煤產(chǎn)量達到23.8億噸，而其中用于火力發(fā)電的原煤是11.43億噸，電煤占當(dāng)年原煤產(chǎn)量的48％，電煤供需矛盾已開始顯現(xiàn)。2007年，我國原煤產(chǎn)量25.5億噸，其中用于火力發(fā)電的電煤是12.82億噸，電煤占當(dāng)年原煤產(chǎn)量的51％，比2006年雖略有上升，電煤供需矛盾突出。
近幾年來，受國家發(fā)改委放開電煤價格、煤炭生產(chǎn)成本提高、國際能源價格大幅上漲、國內(nèi)需求擴張等因素影響，國內(nèi)煤炭價格總體上漲。電力裝機容量近幾年均以10％以上的速度增長，對電煤的需求大幅度增長。對于煤炭企業(yè)而言，電煤價格意味著利潤；對于電力企業(yè)而言，電煤價格代表著成本。電煤價格一路攀升，年均漲幅在10％左右，發(fā)電企業(yè)原料成本大幅增加。特別是2008年1月以來，南方大面積雨雪災(zāi)害發(fā)生后，多年來積累的電煤供應(yīng)矛盾終于暴發(fā)?；痣娖髽I(yè)與重點煤炭企業(yè)簽訂的供煤合同價漲幅在10%～15%之間，合同煤供給量僅能保證電廠50％的需求，剩下的煤炭需求要依靠市場價進行市場采購。煤炭市場價持續(xù)攀升，火電企業(yè)成本壓力不斷加大。
一方面，煤炭企業(yè)強烈要求漲價，另一方面發(fā)電企業(yè)則大喊降價才能活。實際上，目前煤的產(chǎn)能綽綽有余，但是煤企為了保證賣方市場的地位一直都保持“限產(chǎn)保價”的措施，長期的限價使得電煤始終處于較為緊張的狀態(tài)。發(fā)電企業(yè)買不到煤，就順勢喊要提高電價，這樣的大戲幾乎是年年上演。雖然大煤企和電廠都是國企，但這樣的“內(nèi)斗”并不奇怪，只因國資委對國企的考核模式中，利潤是一個重要指標(biāo)。
2010年以前，每年都會召開一個由發(fā)改委主導(dǎo)的“全國煤炭產(chǎn)運需銜接合同匯總會”，在這個會上煤炭企業(yè)和發(fā)電企業(yè)之間的博弈尤為引人注目。發(fā)電企業(yè)的用煤量占了全國煤炭產(chǎn)量的50%。以五大集團為首的發(fā)電企業(yè)在09年的會議上聯(lián)手要求降低煤價。另一邊廂，09年開始的“國進民退”也使得煤炭行業(yè)全面進入“大礦時代”，談判的底氣越發(fā)地足了。于是煤企要求每噸的合同價在08年的基礎(chǔ)上漲80－100元，電企則要求降價50元。最終在會上一單未簽。然而 ，在保供暖和保“兩會”用電的壓力之下，電企和煤企會后達成了某種妥協(xié)。
煤企取得“勝利”，兗州煤業(yè)與五大電力集團簽訂了在山東省內(nèi)的重點煤合同，單價上漲4%。
到了2009年12月15日，發(fā)改委宣布“合同匯總大會”今后不再舉行，各個發(fā)電企業(yè)也改變了往日的聯(lián)合狀態(tài)，各自為營與煤商進行談判。而在目前已經(jīng)簽訂的合同中，重點煤合同的最高漲幅達到25%，可以說漲價是定局。而電煤的漲價，必然會通過銷售電價的上漲，最終由用戶買單。
如今，各個發(fā)電企業(yè)都眼巴巴地望著發(fā)改委的政策留個口子，實施“煤電聯(lián)動”。煤電聯(lián)動政策始于2004年年底。當(dāng)時國家規(guī)定，以不少于6個月為一個煤電價格聯(lián)動周期，若周期內(nèi)平均煤價較前一個周期變化幅度達到或超過5％，便將相應(yīng)調(diào)整電價。第一次煤電聯(lián)動在2005年的5月，當(dāng)時每度電價上調(diào)了2.52分錢。2006年，第二輪煤電價格聯(lián)動又將全國銷售電價平均每度提高2.52分錢。
能源發(fā)展對策
1.電力企業(yè)向上游進軍，實現(xiàn)煤電聯(lián)營
近幾年，各大發(fā)電企業(yè)紛紛投入大量資金向上游延伸產(chǎn)業(yè)鏈。電企挖煤的舉動得到了政府部門的鼓勵。國家發(fā)改委公布的《煤礦企業(yè)兼并重組調(diào)研報告》明確指出，鼓勵電力等大型企業(yè)兼并重組煤礦，實現(xiàn)煤電一體化經(jīng)營。五大發(fā)電集團紛紛把觸角延伸到煤炭領(lǐng)域，通過兼并、參股和獨立開發(fā)等形式，變買煤為挖煤。國內(nèi)幾大發(fā)電企業(yè)都在不約而同地加速向煤炭領(lǐng)域進軍。這是它們?yōu)閼?yīng)對煤價上漲、走出虧損困境而采取的舉措之一。
煤電聯(lián)營在2004年已經(jīng)開始啟動，當(dāng)時國內(nèi)諸多電力企業(yè)陸續(xù)宣布參股煤炭企業(yè)，或者與煤炭企業(yè)共同投資設(shè)立項目公司勘探開發(fā)煤炭資源。到2005年上半年，煤電聯(lián)營進入一個期，包括廣州控股等多家電力上市公司或其大股東在當(dāng)時相繼了關(guān)于煤電聯(lián)營的相關(guān)公告。煤炭與電力的聯(lián)營將使煤電的協(xié)同效應(yīng)長期顯現(xiàn)。中央直屬5大發(fā)電集團之一的國電集團重組內(nèi)蒙古平煤集團塵埃落定，國電內(nèi)蒙古能源有限公司宣告成立；華能集團提出了“以電為核心、煤為基礎(chǔ)、電煤路港運一體化” 的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，全資收購了內(nèi)蒙古扎賚諾爾煤業(yè)公司；中電投集團也提出了類似的發(fā)展戰(zhàn)略，其投資控股的霍林河煤礦和露天煤業(yè)是國內(nèi)五大露天煤業(yè)開采地之一，已成為重要利潤增長點；中國華電集團在鄂爾多斯市也擁有了一個儲量為14億噸的煤礦。在五大發(fā)電集團中，華電集團已經(jīng)在我國部分煤炭大省拿到200億噸煤炭儲量，大唐發(fā)電集團拿到180億144噸，國電集團也有近百億噸的儲量。中電投集團動手早，2008年已經(jīng)有數(shù)千萬噸的煤炭實際產(chǎn)量。向“綜合性能源集團” 轉(zhuǎn)變是全國發(fā)電集團不約而同的戰(zhàn)略選擇。
2.煤炭企業(yè)向電力領(lǐng)域延伸，實現(xiàn)煤電一體化
《煤炭工業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》中提出了“支持煤電、煤化、煤路等一體化建設(shè)，推進產(chǎn)業(yè)聚集和產(chǎn)業(yè)融合” 的發(fā)展要求。在產(chǎn)煤豐富的城市周邊區(qū)域建設(shè)燃煤電廠，既可以降低煤炭的運輸成本，提高北電南送的潛力，又可以在本地區(qū)形成煤炭、能源、化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)體系，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。在煤炭資源富集的省份，由煤電一體化而催生的坑口電廠逐漸增多。坑口電廠建在煤礦附近從而免去了運輸環(huán)節(jié)，不僅降低了發(fā)電成本，煤的經(jīng)濟利用率也可得到提高，尤其是一些煤炭熱值比較低的礦井，經(jīng)濟效益會明顯提高。一些煤炭類公司如山西焦煤、鄭州煤電等都建立了自己的發(fā)電廠。
3.煤電合作模式分析
隨著電力企業(yè)與煤炭企業(yè)的合作，出現(xiàn)了多種合作模式，包括神華模式、山西焦煤模式、魯能模式和淮南模式等。
（1）神華模式，一體化經(jīng)營模式
神華模式是綜合贏利的模式，神華擁有包括煤礦、電廠、鐵路、港口和航運資產(chǎn)在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈，是以創(chuàng)新為龍頭，以一個一體化為主體，以整合集成、價值創(chuàng)造和社會和諧發(fā)展為兩翼的新型國企持續(xù)發(fā)展模式，神華模式的主體集中體現(xiàn)在四個一體化，即礦、陸、港的設(shè)施平臺一體化，煤、電、油的產(chǎn)品加工一體化，供、產(chǎn)、運、銷一條龍的運營活動一體化，人財物技價值管理一體化。其在電力方面的發(fā)展主要是煤電油生產(chǎn)運作的一體化。煤電油縱向一體化經(jīng)營，同時生產(chǎn)多種具有相關(guān)性的產(chǎn)品，使煤炭企業(yè)提高資源利用效用，降低成本，增加收益。神華模式把產(chǎn)業(yè)鏈上的各個環(huán)節(jié)全部收入囊中，以求獲取最佳的協(xié)同效應(yīng)。
神華集團以煤炭產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)，通過控股和建設(shè)電站并舉，大力發(fā)展電力產(chǎn)業(yè)，初步形成以“三西”（山西、陜西和蒙西）和長江、珠江兩個三角區(qū)為重點的電力輻射網(wǎng)絡(luò)。神華已經(jīng)擁有2200萬千瓦機組的電廠，列全國電廠規(guī)模的第六位，電力業(yè)務(wù)和煤炭業(yè)務(wù)優(yōu)勢互補，電力業(yè)務(wù)為煤炭業(yè)務(wù)提供穩(wěn)定、規(guī)?？捎^的市場，煤炭業(yè)務(wù)為電力市場提供穩(wěn)定的燃料供應(yīng)。2008年上半年，在其他電力企業(yè)虧損或者微利的狀況下，神華電力企業(yè)利潤達到22.3億元。
（2）山西焦煤模式，即煤炭企業(yè)興建電站
山西焦煤集團利用其現(xiàn)有煤炭資源，將廢舊資源循環(huán)利用，建立了國內(nèi)最大燃用洗中煤坑口電廠古交電廠及4個煤矸石綜合利用電廠。
（3）魯能模式，即電力企業(yè)興辦煤礦
魯能集團大力對煤礦進行收購，包括：山東魯能與陜西銀河在錦界煤礦的合作；2004年，雙鴨山市政府、寶清縣政府與魯能集團簽訂了合作開發(fā)寶清縣朝陽礦區(qū)煤炭產(chǎn)業(yè)化項目協(xié)議。
（4）淮南模式，即煤電企業(yè)合作新建煤礦或電站
淮南模式主要有兩種方式：一種是通過煤電聯(lián)營，由“皖電東送” 變輸煤為送電。田集電廠承擔(dān)著安徽東向發(fā)展融入長三角的“皖電東送” 重任，聯(lián)營雙方分別是中電投旗下上海電力股份有限公司和淮南礦業(yè)有限責(zé)任公司，雙方各占50％股權(quán)共同投資成立淮滬煤電有限公司，公司下設(shè)兩大板塊，田集電廠和丁集煤礦，煤礦的煤優(yōu)先直供電廠，電廠的電全部直供上海。因為實行煤電聯(lián)營，可以將中間費用留在原煤基地，目前，淮南新批準(zhǔn)的火力電廠均以這種聯(lián)營的方式運作，從而實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)與資本的互動。繼田集電廠之后，正在建設(shè)中的淮浙煤電公司鳳臺電廠，是另一個模式。聯(lián)營雙方浙江能源集團與淮南礦業(yè)采取合作形式，組建淮浙煤電公司，雙方共同投資建設(shè)鳳臺電廠，配套建設(shè)顧北煤礦，在煤就地轉(zhuǎn)化為電的同時，發(fā)出的電全部輸送到浙江。兩種聯(lián)營一體化所遵循的原則是，長期靠煤發(fā)電的企業(yè)要往煤企投資，產(chǎn)煤主要用于發(fā)電的公司要向電力企業(yè)投資，雙方通過相互滲透建立產(chǎn)權(quán)紐帶，通過煤電資本的相互持股實現(xiàn)混合經(jīng)營。
二、火電效益與節(jié)能減排
其實，煤電的矛盾也并非完全是壞事，煤電博弈可以使火電廠本身效率和設(shè)備的利用效率提高，進而可以使火電的效益得到提高，火電廠的另一個問題便是自身效益與節(jié)能減排的矛盾，火電廠要節(jié)能，這時自身發(fā)展的需要，減排則是應(yīng)對氣候變化和環(huán)境問題的需要，所以若要減排，則需要投入一定量的資金這將導(dǎo)致本身所得利潤的下降。
根據(jù)能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃2010 年，萬元GDP(2005 年不變價，下同)能耗由2005 年的1.22 噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降到0.98 噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右?！笆晃濉逼陂g年均節(jié)能率4.4%，相應(yīng)減少排放二氧化硫840 萬噸、二氧化碳(碳計)3.6億噸?；痣姽╇姌?biāo)準(zhǔn)煤耗每千瓦時355 克，下降15 克；廠用電率4.5%，下降1.4 個百分點；電廠二氧化硫排放總量減少10%以上。所以在加快新能源發(fā)展同時，火電落后產(chǎn)能的淘汰步伐也在加快，這直接關(guān)系到國家節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)。
所以，根據(jù)國家發(fā)改委的計劃，到2010年年底，要爭取關(guān)掉5000萬千瓦關(guān)停小火電機組。其中全國5萬千瓦以及以下的火電為主的燃油鍋爐和發(fā)電機組都將淘汰，東部地區(qū)應(yīng)淘汰單機容量10萬千瓦及以下燃煤純凝汽式火電機組；除西藏、新疆、海南及青海等遠(yuǎn)離主干電網(wǎng)的地區(qū)外，中西部地區(qū)應(yīng)淘汰5萬千瓦及以下燃煤凝汽式火電機組。
這些目標(biāo)已經(jīng)在加快完成。截止到2008年年底，“十一五”前三年，全國累計關(guān)停了3421萬千瓦，已完成“十一五”期間關(guān)停五千萬千瓦目標(biāo)的68.4%。
據(jù)獲悉，目前國家發(fā)改委、能源局還確定下一步將逐步關(guān)停12.5萬千瓦和20萬千瓦的小火電機組，同時不再上30萬千瓦的火電機組。發(fā)改委的根據(jù)是，根據(jù)測算，60萬千瓦的大機組和10萬千瓦、5萬千瓦以下的小機組，一千瓦時的發(fā)電煤耗要差100到150克標(biāo)準(zhǔn)煤。而加大關(guān)停小火電，勢必將導(dǎo)致“十一五”節(jié)能步子加快。
國家調(diào)整新的政策，可能將導(dǎo)致國家“十一五”節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)。
國家發(fā)改委能源所高級顧問周鳳起表示，核電為代表的新能源加快發(fā)展后，有利于國家節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)，“現(xiàn)在看來‘十一五’節(jié)能20%的目標(biāo)問題不大，因為后2年只需要每年單位GDP能耗降低5%。”
世界自然基金會全球氣候變化應(yīng)對計劃主任楊富強指出，目前中國經(jīng)濟增速在放緩，按照現(xiàn)在8%的經(jīng)濟速度看，最后兩年共降低10%的單位GDP能耗沒有問題?！皩嶋H上2008年已經(jīng)超額完成目標(biāo)?！?/p>
根據(jù)他的研究，2008年按照正常情況，即只要GDP(國內(nèi)生產(chǎn)總值)不超過9%-10%，單位GDP能耗預(yù)計能降低4.4%，但是實際降低了4.59%，因為2008年第四季度經(jīng)濟放慢，能源消費負(fù)增長導(dǎo)致。
數(shù)據(jù)顯示，2006-2008年三年累計完成單位GDP能耗下降10.08%，完成20%任務(wù)的50%。楊富強表示，后兩年再完成降低10%左右的目標(biāo)問題不大，這樣為2010開始的后2個5年計劃再分別下降20%能耗埋下了伏筆?！罢嫒绱?，2001到2020年就會以能源總量翻一番的消耗，實現(xiàn)經(jīng)濟翻兩番的目標(biāo)。
三、關(guān)閉小火電與地方利益的矛盾
5萬千瓦機組發(fā)相同的電量，比大機組多耗煤30%---50%，2005年，小火電機組排放二氧化硫和煙塵排放量分別占到電力行業(yè)總排放量的35%和52%，然而，一些火電雖然小，但是給當(dāng)?shù)氐呢斦U納了很大一部分的稅收，有的甚至達到一半左右，小火電的關(guān)停，將直接影響當(dāng)?shù)氐呢斦杖牒徒?jīng)濟狀況，根據(jù)國家發(fā)改委的文件，單機發(fā)電容量在5萬千瓦以下的機組將在2010年陸續(xù)關(guān)停。因此國家提出了“上大壓小”和“節(jié)能發(fā)電調(diào)度”的政策， “上大壓小”是指將新建電源項目與關(guān)停小火電機組掛鉤，在建設(shè)大容量、高參數(shù)、低消耗、少排放機組的同時，相對應(yīng)關(guān)停一部分小火電機組。
2008年《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法》已在廣東、貴州、四川、江蘇、河南試點。實行節(jié)能發(fā)電調(diào)度，將打破傳統(tǒng)的平均主義，使高效、節(jié)能、環(huán)保機組的優(yōu)越性能夠體現(xiàn)出來，意味著高能耗、高污染的小火電機組將因無法入圍“發(fā)電排序表”而面臨無電可發(fā)的生存危機，最終被淘汰出局。由于可再生能源發(fā)電比重在總裝機容量中只占很小一部分，高效、環(huán)保的大火電機組客觀上成為節(jié)能發(fā)電調(diào)度的最大受益者，此項政策的出臺，有利于促進電力企業(yè)特別是火電企業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級。
火電發(fā)展預(yù)測
一、規(guī)劃的預(yù)測
根據(jù)國家能源局可再生能源司副司長史立山透露，2020年風(fēng)電總裝機將達到1億千瓦，大大超出2007年《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出的2020年風(fēng)電裝機3000萬千瓦的水平。
周鳳起說，目前政策的調(diào)整方面核電的力度要大一些，原因是核電上可以在短期內(nèi)發(fā)展比較快，“只要安全問題、核廢料問題、核原料問題解決，就可以實現(xiàn)大發(fā)展。而水電盡管也在大發(fā)展，但是從長期看，相對潛力要要小一些。比如到2020年開發(fā)潛力可能就‘差不多了’”。
張國寶透露，2020年水電裝機規(guī)模達到3億千瓦左右；除水電以外的可再生能源所占比重，從目前的1.5%左右提高到6%以上。
此前，2005年3月2日國務(wù)院召開常務(wù)會議，決定將核電的發(fā)展政策從“適度”變成“積極”。為此
不過，上述政策又進行了最新的調(diào)整。張國寶撰文透露，國家現(xiàn)正在調(diào)整核電中長期發(fā)展規(guī)劃，加強沿海核電發(fā)展，科學(xué)規(guī)劃內(nèi)陸地區(qū)核電建設(shè)，力爭2020年核電占電力總裝機的比例達到5%以上。
周鳳起說，根據(jù)核電裝機比例新的變化測算，2020年的核電總裝機量可能從過去提出的4000萬千瓦，提高到7000萬千瓦左右。但這個數(shù)字也不是一成不變的，原因是以后根據(jù)需要核電也可能發(fā)展更快。
由此可以預(yù)測到2020年，國家總裝機量大約為（7000/0.05=140 000）萬千瓦，其中可再生（除水電）為（140 000×6%=8600）萬千瓦，水電30 000萬千瓦，核電7000萬千瓦，火電94400萬千瓦。預(yù)測圖為由于是保守估計，所以核電比例還有可能更大（屬于個人預(yù)測）
而根據(jù)國家能源局可再生能源司副司長史立山的觀點，其中風(fēng)電的裝機容量可達到10 000萬千瓦，所以其占總裝機的7.1%，再加上生物質(zhì)的最低裝機容量3000萬千瓦（占2.1%左右）。則高于張國寶提出的可再生除水能外占6%，所以總裝機可能比預(yù)計的要高很多，但所占比例不會發(fā)生很大變化，火電的底線可以達到60%，其次比例居第二仍然只會是水電。
二、火電的發(fā)展方向
根據(jù)“十一五”規(guī)劃，我國電力政策是重點優(yōu)化發(fā)展火電，有序開發(fā)水電，積極推進核電建設(shè)，大力發(fā)展可再生能源等。根據(jù)張國寶在《求是》雜志上的文章《科學(xué)發(fā)展電力工業(yè)贏得挑戰(zhàn)的根本路徑》，火電是“積極推進電力工業(yè)的上大壓小，加速淘汰落后產(chǎn)能”，不同于“十一五”規(guī)劃提出的“重點優(yōu)化發(fā)展火電”?？梢酝茰y，在“十二五”期間：
一、將不會再上三十萬千瓦及其以下機組。將會向著大機組，大容量，節(jié)約環(huán)保型方向發(fā)展。上海外高橋電廠2臺，江蘇泰州1臺百萬千瓦超超臨界機組的相繼投運使得我國在運百萬千瓦超超臨界機組達到十臺。
二、依托重大項目建設(shè)，推動科技進步和國產(chǎn)化。實現(xiàn)火電關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化，不斷升級設(shè)備制造水平，不斷提高創(chuàng)新能力，鞏固常規(guī)發(fā)電機組國產(chǎn)化的成果，掌握燃煤機組的先進制造技術(shù)。
三、貫徹安全節(jié)約清潔方針，促進電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。建立健全應(yīng)急機制，提高電力設(shè)施抗災(zāi)能力建設(shè)，確保了電力工業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展。電力工業(yè)始終認(rèn)真貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針。
四、進一步調(diào)整發(fā)電裝機的結(jié)構(gòu)，提高機組技術(shù)水平和經(jīng)濟性。進一步貫徹上大壓小方針，加速關(guān)停小火電機組，淘汰落后產(chǎn)能；鼓勵建設(shè)能耗低、大容量的高效環(huán)保發(fā)電機組，提高電力工業(yè)整體效率，推進節(jié)能減排；積極發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)，努力提高熱電聯(lián)產(chǎn)比重，改善北方大中型城市供熱狀況和冬季環(huán)境質(zhì)量，以利民生；以建設(shè)大型煤電基地為重點，積極推動煤電一體化進程。
參考書目：
1、 中國能源報告2009 《分析報告三 高價能源促進電力行業(yè)高效節(jié)能》趙瀚森李慧
2、 求是《科學(xué)發(fā)展電力工業(yè)贏得挑戰(zhàn)的根本路徑》 張國寶 二OO九年四月
3、 能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃 國家發(fā)展改革委二OO七年四月
4、 能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃