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《意見稿》對光伏發(fā)電,特別是分布式光伏發(fā)電的補(bǔ)貼遠(yuǎn)低于此前預(yù)期,讓分布式發(fā)電前景充滿不確定性,奧克股份(300082)、愛康科技(002610)、陽光電源(300274)等相關(guān)上市公司未來的業(yè)績預(yù)期也再度蒙上陰影。
逼不得已的分布式光伏
作為光伏應(yīng)用的主要模式,居民分布式光伏發(fā)電在歐洲諸國已經(jīng)發(fā)展多年,并且造就了德國光伏市場的繁榮。但受電力體制的制約,這一模式此前在國內(nèi)一度無從下手。2011年以來,受歐洲各主要光伏裝機(jī)國紛紛下調(diào)補(bǔ)貼,歐美光伏“雙反”的影響,為拉動內(nèi)需拯救我國光伏產(chǎn)業(yè),國家連續(xù)出臺政策支持分布式光伏發(fā)電發(fā)展。為了響應(yīng)國家政策,國家電網(wǎng)公司《分布式光伏發(fā)電相關(guān)管理辦法》和《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》兩份文件。
個人分布式光伏發(fā)電是一個廣闊的市場,這個市場的啟動,不僅有可能激活民間巨大的投資潛力,對我國光伏應(yīng)用以及清潔能源的發(fā)展帶來巨大的推動,還將對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整以及能源體制變革產(chǎn)生深刻的影響。
分布式光伏發(fā)電近3年呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,可是,個人分布式光伏電站仍然屈指可數(shù)。此前已并網(wǎng)的國內(nèi)首個居民分布式光伏電站業(yè)主、山東青島市民徐鵬飛,竟然成了業(yè)內(nèi)外名人。讓人在欣喜之后,又陷入深思:中國個人分布式光伏發(fā)電的未來到底在哪里?
《意見稿》或阻礙分布式推廣
據(jù)本刊記者了解,與以往全國除地區(qū)外統(tǒng)一上網(wǎng)電價的政策不同,新的《意見稿》按照光照情況,將全國劃分為4個資源區(qū),分別執(zhí)行不同的上網(wǎng)電價。同時,新的《意見稿》對分布式發(fā)電和大型地面電站發(fā)電進(jìn)行了區(qū)分。自發(fā)自用部分給予度電補(bǔ)貼,額度定為0.35元/度;富余電量上網(wǎng),并由電網(wǎng)公司按照當(dāng)?shù)鼗痣娒摿驑?biāo)桿電價收購。0.35元/度的補(bǔ)貼額度遠(yuǎn)低于此前0.4-0.6元/度的預(yù)期。
分布式自發(fā)自用的補(bǔ)貼力度顯著低于預(yù)期,收益率嚴(yán)重偏低,表明國家對產(chǎn)業(yè)整合、促進(jìn)成本下行的重視程度高于對激活國內(nèi)市場的重視程度。按照5天自發(fā)自用,2天上網(wǎng),其中自發(fā)自用采用合同能源管理電價0.7元/度,上網(wǎng)按照0.35元/度計算。如果按照9%的內(nèi)部收益率要求,則電站持有成本需從現(xiàn)在的10元/wp下降30%至7元/wp左右,如果按照8%的內(nèi)部收益率測算,成本需要降至7.4元/wp,短期來看分布式推廣面臨較大壓力。
相關(guān)企業(yè)前景堪憂
對于在泥沼中苦苦掙扎的中國光伏企業(yè)來說,任何政策上的風(fēng)吹草動都可能讓其草木皆兵。十以來,受各種政策利好因素影響,光伏相關(guān)企業(yè)的股價一改之前的低迷狀態(tài),呈現(xiàn)震蕩上行的態(tài)勢。然而,《意見稿》的公布讓原本低迷的市場雪上加霜,光伏產(chǎn)業(yè)的春天變得更加遙不可及。
2013年2月27日,國內(nèi)主要的切割液廠商,奧克股份2012年業(yè)績快報,年報顯示,2012年公司營業(yè)總收入20.77億元,同比下降19.29%,歸屬上市公司股東的凈利潤9720萬元,同比下降42.37%。以中報披露分產(chǎn)品營收數(shù)據(jù)來看,2012年上半年,公司切割液營業(yè)收入同比下降超過7成。如果光伏行業(yè)能夠觸底回暖,考慮到奧克股份部分產(chǎn)品市占率一直穩(wěn)定,業(yè)績將會有較大的增長。然而,《意見稿》打擊了市場對光伏復(fù)蘇的預(yù)期。一位證券從業(yè)人士表示,“分布式光伏發(fā)電作為后續(xù)國內(nèi)市場最大的增長點,補(bǔ)貼的幅度低于預(yù)期,按金額計,今年國內(nèi)市場容量基本無增長,并可能導(dǎo)致2013-2015年期間,年均市場規(guī)模不足10GW?!眹?yán)重依賴下游市場拉動需求的奧克股份未來業(yè)績堪憂。
切割液只是奧克股份業(yè)務(wù)的一部分,尚且對公司的業(yè)績造成如此重要的影響。對于那些以光伏及緊密相關(guān)產(chǎn)業(yè)為主業(yè)的企業(yè)來說,2012年的業(yè)績更加慘不忍睹。據(jù)本刊記者了解,自2011年下半年以來,光伏企業(yè)之間,“誰虧得少誰就是贏家”已經(jīng)成為一種常態(tài)。江蘇愛康太陽能科技股份有限公司最新的2012年財務(wù)數(shù)據(jù)顯示,2012年公司營業(yè)收入13.6億元,同比上年減少10.4%,歸屬上市公司股東的凈利潤5386萬,同比下降127.31%。在公告中,愛康科技將公司業(yè)績和凈利潤大幅下滑主要歸咎于:光伏市場需求不振,公司主要產(chǎn)品毛利率下降;電站建設(shè)投資規(guī)模以及建設(shè)過程中政府核準(zhǔn)文件取得時間的影響使得融資成本增加;歐美“雙反”使得組件廠商降低了對配件采購的需求。
2011年8月1日,國家發(fā)改委了《關(guān)于完善太陽能光伏發(fā)電上網(wǎng)電價政策的通知》,通知明確規(guī)定當(dāng)年7月1日前后核準(zhǔn)的光伏發(fā)電項目的上網(wǎng)電價分別為每千瓦時1.15元和1元,宣告中國光伏發(fā)電由此正式進(jìn)入每千瓦時1元的時代。2011年中國的光伏裝機(jī)總量達(dá)到2.9GW,一舉成為全球第三大新增光伏裝機(jī)國和第四大光伏應(yīng)用國,同時給后續(xù)增長留下了巨大的想象空間。
在2012年早些時候,陷入美國“雙反”和歐盟各主要太陽能光伏裝機(jī)國下調(diào)補(bǔ)貼恐慌中的國內(nèi)太陽能光伏企業(yè)紛紛將目光轉(zhuǎn)向光伏電站這棵救命稻草。一時之間,不管有經(jīng)驗的還是沒經(jīng)驗的企業(yè),都摩拳擦掌試圖分得一杯羹。在2009年金融危機(jī)中深受重創(chuàng)的江浙光伏組件企業(yè)甚至抱團(tuán)進(jìn)軍光伏電站領(lǐng)域,引發(fā)不小的爭議。
遲來的醒悟:電子產(chǎn)品令兒子如此冷漠
如果不是那夜,上高二的兒子樹文砸碎了電腦鍵盤,賈蕓對兒子的觀察還從沒這樣細(xì)致入微過。
2010年12月4日,星期六的晚上,17歲的樹文像往常一樣,晚飯后躲進(jìn)房里上網(wǎng)??墒乔≡谀翘?,家里的寬帶欠費斷網(wǎng)了,要到第二天才能續(xù)費。知道一晚上都不能上網(wǎng)后,樹文煩躁不安,一會兒埋怨父親沒有提前續(xù)費,一會兒罵電信局不提前通知就斷網(wǎng)。賈蕓起初并沒有把孩子的情緒放在心上,直到兒子房里傳出鍵盤被用力砸向地面的聲音,她才意識到問題有點嚴(yán)重。
第二天,交完費后,家里網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常,樹文的情緒也恢復(fù)了平靜??墒?,接下來,賈蕓在對兒子的觀察中發(fā)現(xiàn),事情并不像她想象的那么簡單。
當(dāng)天中午吃飯時,賈蕓喊兒子吃飯,連續(xù)喊了三四聲,兒子才“哦”了一聲,慢吞吞走到飯桌,耳朵里塞著耳機(jī)聽歌,手里還握著手機(jī)。吃飯時,樹文吃一口飯就發(fā)一下微博或和朋友聊一下QQ。上廁所和洗澡時,他也帶著手機(jī)進(jìn)洗手間。
星期一下午,樹文回家后,鞋子不脫手不洗,第一時間按下電腦主機(jī)開關(guān)打開顯示屏,掛上QQ,做作業(yè)時5分鐘不到就要瞅一眼電腦屏幕。賈蕓讓他關(guān)了電腦,他堅決不肯,說:“電腦開著,我才能安心做作業(yè)。”
春節(jié)很快到了。年初二那天,一家三口去樹文外婆家拜年。上了公交車,車子剛啟動,樹文發(fā)現(xiàn)他的MP4忘帶了,死活要回家去取,賈蕓不同意。結(jié)果車一停站,樹文招呼也不打,徑直下了車,到馬路對面的車站坐返程車回家。
待賈蕓到達(dá)母親家將近40分鐘后,耳里塞著耳機(jī),一副陶醉模樣的樹文才姍姍來遲。他坐下來后,心無旁騖地玩弄著手中的MP4,對長輩的問話有一句沒一句地答著,眼神總是不知飄去了哪兒。兒子的心不在焉讓賈蕓很惱火,可當(dāng)著父母的面又不好發(fā)作。
賈蕓很快發(fā)現(xiàn),兒子的表現(xiàn)絕非個案,她的侄子也差不多。手機(jī)、MP4、PSP,一個都不能少。玩這些電子產(chǎn)品時,他們無比活躍,但待人接物卻是那么木訥、冷漠,對于生活里的很多事物缺少觀察與情趣。翻看兒子的寒假作業(yè),賈蕓吃驚地發(fā)現(xiàn),錯別字連篇――長期的電子拼音打字,讓他的書寫能力和對文字的推敲、揣摩能力嚴(yán)重退步……
正月初三,賈蕓和高中同學(xué)聚會,很煩惱地談起兒子沉迷電子產(chǎn)品的問題。學(xué)醫(yī)的梁心如提醒賈蕓要警惕,樹文可能患上了“電子依賴癥”。梁心如說,電子產(chǎn)品所發(fā)出的輻射對健康特別是大腦有害,它們傳播的信息對人也有傷害,這些信息并沒有讓孩子學(xué)到真正的知識,反而使他們對任何東西的認(rèn)識都停留在知道的水平上,而且過多的信息刺激會耗盡大腦的自然運作能力。長期處于這樣的環(huán)境中,會導(dǎo)致人反應(yīng)遲鈍、注意力不能集中,很多孩子因此造成現(xiàn)實感缺失和社交障礙,甚至出現(xiàn)抑郁傾向。她給出的建議是,把孩子引向自然,引向人群,讓現(xiàn)實的情趣替代電子產(chǎn)品給他帶來的吸引力。
聽了老同學(xué)的話,賈蕓當(dāng)即下定決心,要對兒子的電子生活進(jìn)行必要的引導(dǎo)。
主動斷電,親近自然重拾樂趣
正月初七晚上7點,賈蕓家突然停電了。事實上,是賈蕓有意拉了自家的電閘。樹文的反應(yīng)很激烈,他大聲命令父母想辦法。賈蕓假裝打了電話,說電力局明天才能上門維修。樹文聽后竟說了一句英文粗話。過了好一會兒,他想起了手機(jī),拿出手機(jī)上網(wǎng),這才安靜下來。
賈蕓走過去,對樹文說:“今天星海廣場燃放煙花,咱們一起去看看吧!”軟磨硬泡之下,樹文勉強(qiáng)答應(yīng)陪父母去湊這個熱鬧。出門之前,賈蕓對他說:“媽媽有一個請求,能不能不帶手機(jī)和MP4,全心全意陪爸爸媽媽過一個晚上?”樹文勉強(qiáng)地答應(yīng)了。這讓賈蕓心里稍感安慰。
坐在16路雙層巴士上,賈蕓開心地指著窗外火樹銀花的世界,把兒子的注意力引向窗外。她跟樹文講了自己的童年趣事――過年時放鞭炮,把新衣服燒著了;元宵節(jié)這一天,拿著爺爺做的燈籠,去海邊放海燈、紙船:二月二那天,孩子們搶著吃豬頭肉上的豬眼睛,圖長大后有眼力見兒……樹文聽得入迷,不時發(fā)出爽朗的笑聲。
那夜的星海灣是禮花的天堂,那些隨著音樂起舞的煙花令樹文陶醉了。他遺憾地對媽媽說:“真應(yīng)該帶相機(jī)把它拍下來。”賈蕓說:“兒子,你的眼睛就是最好的相機(jī),它會將今天晚上的美麗存在你的大腦里?!睒湮狞c點頭,滿臉陶醉地欣賞著漫天的焰火。而賈蕓則深情地看著兒子――兒子臉上鮮見的生動表情,是媽媽眼里最美的風(fēng)景。
晚上7點半,煙花燃放結(jié)束。他們一家三口意猶未盡地去了海邊,那里有很多人在放海燈,樹文很快被吸引住,他靜靜地坐在海邊,看著人們念念有詞地放飛自己的祝福和思念。離開海邊時,他對賈蕓說:“今天晚上太開心了。媽媽,咱以后每年都來看煙花放海燈吧!下一年咱自己動手做海燈?!辟Z蕓趕緊趁熱打鐵:“別等下一年了,現(xiàn)在就去買煙花放?!?/p>
他們走了老遠(yuǎn),才找到了煙花攤。從剛開始膽戰(zhàn)心驚到從容地手拿煙花沿著海岸線奔跑,看著在煙花映襯下煥發(fā)青春光芒的笑臉,賈蕓知道這一夜將令兒子永生難忘,這一夜,也將是兒子走向自然、熱愛生活的起點。
良好的開端相當(dāng)于成功了一半。第二天,賈蕓就請了2011年的年假,她決定趁兒子還沒開學(xué),帶他去鄉(xiāng)下過幾天“與世隔絕”的生活。走之前,娘倆只帶了幾件換洗的衣服。
大連市普蘭店鄉(xiāng)下的正月最具年味兒。剛開始吸引樹文的是冰車。在親戚家小朋友的幫助下,樹文很快掌握了冰車的操作要領(lǐng),那風(fēng)馳電掣的感覺讓他的心都飛起來了。當(dāng)他回頭一看,親戚所在的小村已不在視線之內(nèi)時,覺得真是太神奇了。
到鄉(xiāng)下的第一天,樹文就玩瘋了。晚上擦黑回到親戚家時,他手里拎著伙伴們創(chuàng)開冰面抓到的鯽魚。用鄉(xiāng)下大鍋熬出的魚湯,樹文喝得那個香啊!他興奮地對媽媽說:“我終于知道什么叫‘一條魚腥了一鍋湯’,不過,是‘一條魚鮮了一鍋湯’。”
那些天,樹文在村子里很受歡迎,他和村里的孩子打成了一片。他給他們講城里的故事,講網(wǎng)絡(luò),聽得他們眼神都直了。而農(nóng)村孩子與生俱來的生存與游戲本領(lǐng)也讓樹文深深折服,他還吃到了超市里買不到的自制梨干、山棗干。那半個月,沒有任何電子產(chǎn)品的陪伴,可是樹文過得很充實很快樂。臨走時樹文與幾個伙伴擁抱道別,他依依不舍地說:“放暑假我會再來找你們玩?!?/p>
那情那景,令賈蕓很欣慰,那個朝氣蓬勃的兒子又回來了。
適度斷電,讓孩子享受創(chuàng)意生活
“與世隔絕”的生活讓樹文深深領(lǐng)略到自然之美,以及與人交往的樂趣。為了鞏固勝利果實,讓孩子與電子產(chǎn)品保持“親密有間”的距離,賈蕓把每個周五晚上7點到9點定為他們家拉閘限電的日子。一家人在燭光晚餐里,天南地北地聊天。
有時,話題盡了,賈蕓就會主動要求給父子倆朗誦詩歌。后來,為了配合媽媽,樹文還特意下載了一些鋼琴曲到MP4上,在媽媽表演詩朗誦時,他會很有情調(diào)地為其配樂。賈蕓啟發(fā)他:“你小時候小提琴拉得很棒,為什么不重新?lián)炱饋?,給媽媽配樂呢?”媽媽的提議提醒了樹文,每天,他拿出半個小時的時間重練小提琴。
周五的晚上,家里沒有電燈,沒有網(wǎng)絡(luò),只有外面的路燈和星光。但這樣的夜晚對于賈蕓一家來說是那樣歡樂。兒子拉小提琴,她和愛人在小提琴聲中一起朗誦。
《方案》以2018年、2020年、2030年、本世紀(jì)中葉四個階段提出工作目標(biāo)。到2020年,土壤污染加重趨勢得到初步遏制,全省土壤環(huán)境綜合監(jiān)管能力顯著提升,土壤環(huán)境質(zhì)量總體保持穩(wěn)定,農(nóng)用地和建設(shè)用地土壤環(huán)境安全得到基本保障,土壤環(huán)境風(fēng)險得到有效控制,土壤污染防治先行區(qū)建設(shè)取得明顯成效。
到2030年,全省土壤環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中向好,農(nóng)用地和建設(shè)用地土壤環(huán)境安全得到有效保障,土壤環(huán)境風(fēng)險得到全面管控。到本世紀(jì)中葉,土壤環(huán)境質(zhì)量全面改善,生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)良性循環(huán)。
《方案》共提出10條任務(wù)、38款具體措施,每項工作都明確了牽頭和參與部門,便于貫徹落實。
《方案》要求全面落實土壤污染防治屬地責(zé)任??h級以上政府對本行政區(qū)域的土壤環(huán)境質(zhì)量負(fù)責(zé),并要于2017年6月底前分別制定并公布土壤污染防治工作方案,確定重點任務(wù)和工作目標(biāo),工作方案報上一級政府備案。
作為參與《方案》編制的主要專家,廣東省環(huán)境科學(xué)研究院總工程師肖榮波博士對該《方案》亮點進(jìn)行了解讀。
明確目標(biāo):2020年污染土地安全利用率90%
記者對比發(fā)現(xiàn),與國家“土十條”明確了3個階段的目標(biāo)相比,廣東《方案》增加了2018年的工作目標(biāo)――到2018年底,全省土壤環(huán)境監(jiān)管體系基本建立,土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)投入運行,農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)一步查清,建設(shè)用地分用途風(fēng)險管控制度全面實施。
對此,肖榮波表示,廣東增加了2018年的短期目標(biāo),是因為廣東前期在大力實施重金屬污染綜合防治、積極開展部分地區(qū)土壤污染調(diào)查、污染土壤治理修復(fù)試點示范等方面已開展一系列工作,并取得初步成效。為了更好的延續(xù)現(xiàn)有“治土”工作,當(dāng)前主要著力于補(bǔ)短板和強(qiáng)化土壤污染防治的基礎(chǔ)能力建設(shè),以便于《方案》對各地近期工作進(jìn)行指導(dǎo)和落實。
《方案》還對2020年、2030年的目聳迪置魅妨司嚀逯副輟52020年,受污染耕地安全利用率達(dá)到90%左右,污染地塊安全利用率達(dá)到90%以上,韶關(guān)市提前一年完成。到2030年,受污染耕地安全利用率達(dá)到95%以上,污染地塊安全利用率達(dá)到95%以上。
肖榮波解釋,國家也把安全利用率作為土壤污染防治的一個核心指標(biāo)。土壤污染治理是長期的過程,該指標(biāo)強(qiáng)調(diào)的是污染土壤采取治理措施后,風(fēng)險得到防控并能安全利用。例如輕度、中度污染耕地可以通過農(nóng)藝調(diào)控、替代種植得以重新安全利用。根據(jù)環(huán)保部數(shù)據(jù),全國耕地土壤點位超標(biāo)率為19.4%,廣東這個比例會更高一些。所以根據(jù)實際,把全省2020和2030年的階段目標(biāo)分別定在90%和95%。接下來國家和省里會就土壤的安全利用出臺一系列技術(shù)要求,以具體指導(dǎo)各地的土壤污染治理。
打好基礎(chǔ):2018年底前查明農(nóng)用地土壤污染狀況
“治土”先要摸清現(xiàn)狀,才能有的放矢。對此《方案》把開展“土壤環(huán)境詳查,查清土壤環(huán)境質(zhì)量狀況”放在第一條,并要求建立土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。2018年底前,完成全省土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。2020年底前,實現(xiàn)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測點位所有縣(市、區(qū))全覆蓋。
“此前農(nóng)業(yè)、環(huán)保等部門也對我國土壤污染狀況做過調(diào)查,但存在密度偏低、技術(shù)指標(biāo)不統(tǒng)一等問題。”肖榮波說,《方案》對此提出了更詳細(xì)的要求,2018年底前,查明農(nóng)用地土壤污染面積、分布及其對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的影響,構(gòu)建農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。2019年底前,韶關(guān)及珠三角各地級以上市完成重點行業(yè)在產(chǎn)企業(yè)用地土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查,掌握土壤污染面積、分布及其環(huán)境風(fēng)險情況,其他地區(qū)于2020年底前完成。
建立農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量狀況和重點行業(yè)企業(yè)用地土壤環(huán)境質(zhì)量狀況定期調(diào)查制度,每10年開展一次。
突出重點:有色金屬礦采選等12大行業(yè)作為監(jiān)管重點
“由于不同地區(qū)的土壤、環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)條件千差萬別,這就要求地方‘土十條’的編制要因地制宜,體現(xiàn)區(qū)域特色。”肖榮波表示。
例如在土壤污染重點監(jiān)管行業(yè)方面,《方案》結(jié)合廣東實際,確定了以有色金屬礦采選、有色金屬冶煉、石油加工、化工、焦化、電鍍、制革、醫(yī)藥制造、鉛酸蓄電池制造、廢舊電子拆解、危險廢物處理處置和危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存、使用的12大行業(yè)重點監(jiān)管行業(yè)。
與國家“土十條”提出的八個重點監(jiān)管行業(yè)相比,廣東的《方案》少了石油開采,根據(jù)地方產(chǎn)業(yè)及其污染特點,增加了醫(yī)藥制造、鉛酸蓄電池制造、廢舊電子拆解、危險廢物處理處置和危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存、使用等。《方案》對這些重點監(jiān)管行業(yè)從土壤環(huán)境調(diào)查、環(huán)境影響評價、建設(shè)用地準(zhǔn)入管理、污染防治、加大執(zhí)法力度等方面都做出了嚴(yán)格要求。
在區(qū)域目標(biāo)和任務(wù)設(shè)定上,也體現(xiàn)了區(qū)域差異化要求,如《方案》針對韶關(guān)市涉重金屬行業(yè)集中、土壤污染突出的問題,提出了在韶關(guān)仁化、曲江等礦產(chǎn)資源開發(fā)集中區(qū)域?qū)嵭兄攸c污染物特別排放限值、建設(shè)土壤修復(fù)技術(shù)研發(fā)評估與工程示范基地,通過省市共建先行區(qū)創(chuàng)新土壤污染防治機(jī)制;針對珠三角地區(qū)工業(yè)發(fā)達(dá)、污染地塊密集等特點,提出了珠三角各地級以上市制定土壤污染治理與修復(fù)規(guī)劃,部分城市開展污染地塊環(huán)境監(jiān)管試點、率先實施重點行業(yè)企業(yè)和公用設(shè)施用地土壤環(huán)境調(diào)查評估制度。
聯(lián)合監(jiān)管:土壤環(huán)境要求納入城市規(guī)劃與供地管理
近年來,城市樓盤用地的土壤環(huán)境狀況亦屢屢引起輿論關(guān)注。在建設(shè)用地責(zé)任監(jiān)管上,《方案》著重將國土資源、城鄉(xiāng)規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)部門的監(jiān)管責(zé)任落實上,進(jìn)一步明晰細(xì)化,著重污染地塊再開發(fā)全過程環(huán)境監(jiān)管。
“《方案》要求,將建設(shè)用地土壤環(huán)境管理要求納入城市規(guī)劃和供地管理,土地開發(fā)利用必須符合土壤環(huán)境質(zhì)量要求?!毙s波指出,國土資源部門要合理規(guī)劃土地用途,結(jié)合土壤環(huán)境質(zhì)量加強(qiáng)土地征收、收回、收購、轉(zhuǎn)讓和改變用途等環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理,嚴(yán)格建設(shè)用地審批。
城鄉(xiāng)規(guī)劃部門要合理規(guī)劃、科學(xué)論證功能布局和用地性質(zhì),加強(qiáng)城鄉(xiāng)規(guī)劃的實施、審批管理和污染地塊再開發(fā)利用建設(shè)項目的施工審批管理。
環(huán)境保護(hù)部門要加強(qiáng)對建設(shè)用地土壤環(huán)境狀況調(diào)查、風(fēng)險評估和污染地塊治理與修復(fù)活動的環(huán)境監(jiān)管。
同時,要建立環(huán)境保護(hù)、國土資源、城鄉(xiāng)規(guī)劃等部門間的信息溝通機(jī)制,實行聯(lián)動監(jiān)管。
《方案》提出污染土壤的全過程環(huán)境監(jiān)管要求,實行“三備案,一公開”的土壤環(huán)境監(jiān)管制度,即規(guī)定污染地塊進(jìn)入用地程序前需要開展土壤環(huán)境調(diào)查評估、編制治理與修復(fù)實施方案、進(jìn)行治理與修復(fù)效果評估三個環(huán)節(jié),相關(guān)報告或結(jié)果報環(huán)境保護(hù)、國土資源、城鄉(xiāng)規(guī)劃等部T備案,其中治理與修復(fù)效果評估結(jié)果要向社會公開。
先行試點:多元試點打造“治土”廣東樣板
“廣東將通過多元化試點示范,打造土壤污染防治廣東樣板?!毙s波指出。按照國家要求,韶關(guān)市要建設(shè)土壤污染綜合防治先行區(qū)。對此《方案》針對先行區(qū)方案編制、涉重金屬環(huán)境整治以及制度創(chuàng)新和能力建設(shè),重點在土壤污染源頭預(yù)防、風(fēng)險管控、治理與修復(fù)、監(jiān)管能力建設(shè)等方面進(jìn)行探索,逐步改善先行區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量。同時,將啟動建設(shè)粵北韶關(guān)土壤環(huán)境污染示范基地,開展修復(fù)技術(shù)研發(fā)、評估驗證與工程示范,摸索形成成熟的修復(fù)技術(shù)體系和科學(xué)合理的治理推廣模式,為全省乃至全國的土壤修復(fù)提供可借鑒的經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用型本科院校;光電子;培養(yǎng)方案
中圖分類號:G640 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-4107(2017)08-0077-03
光電子技術(shù)是世紀(jì)之交繼微電子技術(shù)之后迅速興起的一個高科技領(lǐng)域。光電子產(chǎn)業(yè)涵蓋了與光電子技術(shù)有關(guān)的光電材料與元器件、光通信、激光、光電顯示、光存儲、紅外等細(xì)分行業(yè),作為典型的高附加值產(chǎn)業(yè),受到眾多國家的廣泛關(guān)注,已經(jīng)成為當(dāng)今信息技術(shù)中發(fā)展最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。到目前為止,浙江省已建成10個各具特色、不同層次的光電子產(chǎn)業(yè)特色園區(qū)。寧波及周邊地區(qū)的光電子產(chǎn)業(yè)代表著浙江省的重點產(chǎn)業(yè)和優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),寧波及周邊地區(qū)的光電子產(chǎn)業(yè)代表著浙江省的重點產(chǎn)業(yè)和優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),目前全市光電子技術(shù)企業(yè)有2000多家,但大多數(shù)企業(yè)規(guī)模不大,主要生產(chǎn)比較簡單的光電子產(chǎn)品,普遍缺乏科研攻關(guān)能力,企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展受到極大的制約,這些企業(yè)需要大量的專業(yè)技術(shù)人才來提高企業(yè)的技術(shù)核心競爭力。2013年寧波人才緊缺指數(shù)顯示,寧波光電子專業(yè)技術(shù)人才的缺口很大,例如,近兩年電工電器領(lǐng)域的光學(xué)工程師的緊缺程度一直處于橙色預(yù)警狀態(tài)。
為了滿足光電子產(chǎn)業(yè)快速增長對專業(yè)人才的需求,國內(nèi)許多大學(xué)近幾年紛紛開辦了與光電子相關(guān)的專業(yè)。然而,由于光電子產(chǎn)業(yè)具有涵蓋范圍廣,產(chǎn)業(yè)細(xì)分度高的特點,作為一個相對較新的專業(yè),找準(zhǔn)專業(yè)培養(yǎng)方向的定位,達(dá)到專業(yè)與產(chǎn)業(yè)的有效對接,及時調(diào)整專業(yè)方向和培養(yǎng)方案,是提高專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量,逐步解決光電子產(chǎn)業(yè)升級所面臨的人才緊缺問題的關(guān)鍵。另外,為了解決中國就業(yè)結(jié)構(gòu)型矛盾問題,教育部日前明確了部分高等院校向技術(shù)技能型教育轉(zhuǎn)變的改革方向。同時,新一輪的高考制度改革也開始啟動,這為地方性本科院校的發(fā)展提出新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。因此,如何在專業(yè)對接產(chǎn)業(yè)的視角下,適時調(diào)整專業(yè)培養(yǎng)方向,改革培養(yǎng)方案,培育特色鮮明的優(yōu)勢、品牌專業(yè)是地方性應(yīng)用型本科院校建設(shè)和發(fā)展的關(guān)鍵[1-3]。
一、光電子專業(yè)培養(yǎng)方案現(xiàn)狀
隨著就業(yè)壓力的不斷加劇,高校專業(yè)方向與就業(yè)的相關(guān)性問題越來越受到學(xué)生、家長、用人部門和政府教育主管部門的關(guān)注,并且不斷被日益激烈的市場競爭所強(qiáng)化。目前高校的專業(yè)方向設(shè)置和培養(yǎng)方案與市場需求并不完全契合,這是寧波乃至全國高校中一個比較突出的問題。據(jù)統(tǒng)計,寧波高校電子信息類專業(yè)和電氣信息類專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)后所從事工作與其所學(xué)專業(yè)的相關(guān)度分別為67%和71%,這一數(shù)據(jù)說明,即使在專業(yè)與工作相關(guān)度要求較高的工科類學(xué)科領(lǐng)域,專業(yè)適切性的問題仍然比較突出。
寧波工程學(xué)院作為地方性本科院校,定位于培養(yǎng)優(yōu)秀的工程應(yīng)用型人才。在這一人才培養(yǎng)目標(biāo)下,專業(yè)方向的調(diào)整和培養(yǎng)方案的改革與研究是非常重要的,也是非常緊迫的。寧波工程學(xué)院的電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)2004年開始本科招生,2009年成為浙江省重點建設(shè)專業(yè)。目前專業(yè)設(shè)有電子系統(tǒng)設(shè)計和光電子技術(shù)兩個專業(yè)方向。其中,電子系統(tǒng)設(shè)計是傳統(tǒng)的電子類專業(yè)方向,在全國高等院校的電子類專業(yè)中幾乎均有開設(shè)。寧波工程學(xué)院的電子系統(tǒng)設(shè)計方向發(fā)展較早,教學(xué)條件相對較好,學(xué)生在選擇專業(yè)方向時比較青睞。然而,該方向的突出問題是技術(shù)普遍,缺乏特色。相對而言,光電子技術(shù)還是一個新興的專業(yè)方向,它是在近年來隨著光電信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展而設(shè)立的。目前寧波市僅有包括寧波工程學(xué)院在內(nèi)的兩所高校開設(shè)了這一專業(yè)方向。經(jīng)過幾年的專業(yè)建設(shè),該方向的師資力量和科研實力不斷提升,然而,學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量卻沒有明顯改善,學(xué)生就業(yè)相關(guān)度相對較差。根據(jù)麥克思學(xué)院社會需求與培養(yǎng)質(zhì)量年度報告顯示,電科專業(yè)2011屆和2012屆畢業(yè)生工作與專業(yè)相關(guān)的人數(shù)比例分別為45%和51%。其中,光電子方向的這一問題相對而言更為突出。
根據(jù)筆者在專業(yè)建設(shè)過程中的體會和調(diào)研走訪的發(fā)現(xiàn),寧波工程學(xué)院電科專業(yè)光電子方向的突出問題是定位不準(zhǔn),專業(yè)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人才需求結(jié)構(gòu)不適應(yīng),培養(yǎng)方案缺乏特色。這也是眾多高等院校光電子類專業(yè)面臨的普遍問題[4-8]。面對發(fā)展速度快、涵蓋內(nèi)容廣的光電子技術(shù)這一新興高科技產(chǎn)業(yè),作為一所普通院校的專業(yè)不可能涉及每一個領(lǐng)域。如何能找準(zhǔn)專業(yè)定位,實現(xiàn)專業(yè)與產(chǎn)業(yè)的緊密對接,精確地把握人才培養(yǎng)的核心知識和核心能力,制定合理的專業(yè)培養(yǎng)方案,是提高寧波工程學(xué)院的專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵,這還將有助于提升寧波工程學(xué)院的專業(yè)特色,有利于品牌專業(yè)的建設(shè)。
二、光電子技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案創(chuàng)新策略
(一)確定與光電子產(chǎn)業(yè)的對接點,準(zhǔn)確定位核心知識與能力
應(yīng)用型本科地方院校的人才培養(yǎng)要根據(jù)本地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,培養(yǎng)第一線需要的、具有良好素質(zhì)的應(yīng)用型專門人才為目標(biāo)。寧波工程學(xué)院的光電子技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)要緊緊圍繞浙江省、寧波市及周邊地區(qū)光電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、發(fā)展現(xiàn)狀和學(xué)校辦學(xué)特點。統(tǒng)計表明,浙江省的光電子產(chǎn)業(yè)近年來以年均30%的增長速度快速發(fā)展,全省從事光電子產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)已有500多家,占全省信息產(chǎn)業(yè)總值的5%,目前已成為我國光電子產(chǎn)業(yè)大省。我省在光通信/光通信/光材料及光伏器件等方面已經(jīng)形成了系列產(chǎn)品。特別是在光學(xué)儀器與光學(xué)加工領(lǐng)域,具有國內(nèi)領(lǐng)先的規(guī)模。因此,我省在光電子器件制造和加工領(lǐng)域具有較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。因此,在專業(yè)培養(yǎng)方案的制定和改革過程中,如何在地方現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上把握專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的對接點是十分關(guān)鍵的。我們從光電子產(chǎn)業(yè)鏈的組成和浙江省光電子行業(yè)現(xiàn)狀出發(fā),通過前期的大量企業(yè)走訪和調(diào)研分析,深入分析了人才需求,初步確定了以產(chǎn)業(yè)鏈中、下游的光電子器件和系統(tǒng)集成領(lǐng)域作為專業(yè)的對接點,如圖1的專業(yè)培養(yǎng)方案改革示意圖所示,在這一產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,光電器件作為系統(tǒng)的功能核心,電子系統(tǒng)作為控制核心,二者相輔相成,缺一不可。
另外,寧波工程學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)目前已有光電子技術(shù)和電子系統(tǒng)設(shè)計兩個方向。其中,專業(yè)在電子系統(tǒng)設(shè)計方向具有良好的實踐教學(xué)條件和師資隊伍,在學(xué)生培養(yǎng)方面已經(jīng)取得了較好的培養(yǎng)成果。并且,近幾年來,專業(yè)在光電子技術(shù)方向引入了較好的師資力量,投入大量資金購買儀器設(shè)備,建設(shè)光電子實驗室。選擇光電子器件和系統(tǒng)集成作為對接點,可以充分整合、利用本專業(yè)在光電子技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計方面的現(xiàn)有資源,有利于發(fā)展“光”“電”融合的專業(yè)特色。在確定了本專業(yè)與光電子行業(yè)的對接點后,我們將緊緊圍繞該對接點,以“光”“電”融合為特色,精確提煉專業(yè)培養(yǎng)的核心知識和核心能力,并圍繞核心知識與核心能力開展課程體系整合與實踐環(huán)節(jié)改革,形成特色鮮明、行業(yè)銜接度高的專業(yè)培養(yǎng)方案。
圖1 光電子專業(yè)方向培養(yǎng)方案示意圖
(二)以雙核培養(yǎng)為中心,建設(shè)光電子課程體系,加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)改革
1.圍繞光電子專業(yè)的核心知識和能力構(gòu)建課程體
系。首先,以專業(yè)核心課程建設(shè)為突破口,優(yōu)化整合現(xiàn)有課程,進(jìn)行實踐環(huán)節(jié)改革,建立與光電子產(chǎn)業(yè)對接的課程體系。新建課程體系將分為四個模塊,分別為基礎(chǔ)課程模塊、專業(yè)核心課程模塊、專業(yè)選修課程模塊以及實踐課程模塊?;A(chǔ)課程模塊主要培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)基礎(chǔ)能力和人文素養(yǎng),主要包括英語、思想政治教育、身體素質(zhì)培養(yǎng)、文獻(xiàn)檢索與寫作、職業(yè)規(guī)劃以及人文藝術(shù)類課程。專業(yè)核心課程模塊主要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)核心知識,主要包括物理電子、應(yīng)用光學(xué)和系統(tǒng)設(shè)計類課程,專業(yè)選修課程模塊主要圍繞光電子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的新應(yīng)用和新發(fā)展,拓展學(xué)生的知識范圍,培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力,主要包括“光伏電子技術(shù)”、“半導(dǎo)體器件工藝”、“信號處理”等課程。
2.實踐課程模塊是本次改革的重中之重,著重培養(yǎng)學(xué)生的核心實踐能力。在整個課程體系中,實踐課程的學(xué)時比例將大幅提升,加大實習(xí)實訓(xùn)的比重。在課程設(shè)置上,以典型職業(yè)活動為線索確定專業(yè)實踐課程設(shè)置,按照企業(yè)工作過程設(shè)計課程,以工作任務(wù)來整合實踐課程內(nèi)容。我們將新開“應(yīng)用光學(xué)設(shè)計”和“半導(dǎo)體照明應(yīng)用技術(shù)”兩門課程,并以這兩門課作為實踐改革試點,對接企業(yè)環(huán)境建設(shè)實踐實訓(xùn)場所。根據(jù)職業(yè)崗位特點,在校內(nèi)開設(shè)“校中廠”,由企業(yè)設(shè)計師和專任教師共同指導(dǎo),并帶領(lǐng)學(xué)生承接項目、練就技能,實現(xiàn)綜合職業(yè)能力的培養(yǎng),在真實的職業(yè)環(huán)境中,不斷提升職業(yè)能力和綜合素質(zhì)。
三、“專業(yè)對接產(chǎn)業(yè)”人才培養(yǎng)方案的實施保障
“專業(yè)對接產(chǎn)業(yè)”人才培養(yǎng)方案的順利實施需要各類保障機(jī)制的同步改革,主要包括適應(yīng)“專業(yè)對接產(chǎn)業(yè)”的教學(xué)管理和教學(xué)考核方式的改革,適應(yīng)“專業(yè)對接產(chǎn)業(yè)”的專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè),與課程體系相配套的實踐實訓(xùn)場所的建設(shè),以期逐漸建立適應(yīng)“專業(yè)對接產(chǎn)業(yè)”的光電子專業(yè)人才培養(yǎng)方案的各類保障機(jī)制[9-10]。
1.引入光電子企業(yè)及行業(yè)協(xié)會相關(guān)人員,建立專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會,參與人才培養(yǎng)方案的調(diào)整和優(yōu)化,專業(yè)教學(xué)管理和教學(xué)考核方案的審定。特別對于實踐類課程,明確對核心能力的考核目標(biāo),結(jié)合企業(yè)項目管理和考核方式,加大過程考核比重。對實踐環(huán)節(jié)制定細(xì)化的考核制度,用量化的標(biāo)準(zhǔn)衡量和保證學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)質(zhì)量,建立適應(yīng)“專業(yè)對接產(chǎn)業(yè)”目的考核和管理的新途徑。
2.調(diào)整師資隊伍建設(shè)思路,制訂符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的專業(yè)帶頭人、骨干教師培養(yǎng)計劃,通過引進(jìn)、培養(yǎng)、聘任具有行業(yè)影響力的專家教授作為專業(yè)帶頭人,聘任一批行業(yè)企業(yè)專業(yè)人才和能工巧匠作為兼職教師,派遣專任教師到企業(yè)中實踐、國內(nèi)外進(jìn)修培訓(xùn)等途徑,加快雙師結(jié)構(gòu)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè),組建具有教學(xué)、研發(fā)和社會能力的雙師結(jié)構(gòu)合理的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊。
建立“校企互聘互管”的機(jī)制,鼓勵專人教師下企業(yè)鍛煉如承擔(dān)企業(yè)科研項目或社會服務(wù)項目,并將其作為晉升職稱或評先評優(yōu)的條件之一。建立一支穩(wěn)定的企業(yè)兼職教師隊伍,充實教師隊伍的力量,最終形成專業(yè)帶頭人、骨干教師、兼職教師和“雙師”素質(zhì)的中、青年教師為主體的多個層次的科學(xué)合理的教師團(tuán)隊。目前,學(xué)校已經(jīng)在“雙師”型師資培養(yǎng)方面走出了第一步,提出了百名博士進(jìn)企業(yè)的目標(biāo),光電子專業(yè)每年將有1―2名博士到企業(yè)一線參與設(shè)計和生產(chǎn)。
3.與課程體系配套的實驗實踐場所建設(shè)是保障“專業(yè)對接產(chǎn)業(yè)”人才培養(yǎng)方案順利實施的重要條件,由于光電類實踐類課程所需設(shè)備“多”而“雜”,并且儀器一般比較精密貴重,因此實驗室的建設(shè)更需要貴精而不在多,目前,寧波工程學(xué)院的電子實驗實訓(xùn)中心已建有光電信號檢測、光纖通信、激光原理、光電子技術(shù)、發(fā)光二極管(LED)設(shè)計與檢測等5個實驗室,但是,實驗設(shè)備普遍面臨功能單一、組合型差、自主開發(fā)功能缺乏等缺點,因而導(dǎo)致實踐訓(xùn)練的能力與企業(yè)需求脫節(jié)。我將邀請企業(yè)技術(shù)人員或管理人員指導(dǎo)并參與實踐場所和實驗室的建設(shè),所購置設(shè)備盡量滿足模塊化、易組合、可替換的特點,并且兼顧自主設(shè)計和開發(fā)的功能,使其既能滿足教學(xué)需要,也盡可能貼近實際生產(chǎn),使學(xué)生在校內(nèi)就能了解企業(yè)的真實環(huán)境,縮短現(xiàn)代企業(yè)人才需求與學(xué)校教學(xué)的距離。提高實踐實驗室的開放性,實現(xiàn)實驗室的實踐教學(xué)、學(xué)生競賽、企業(yè)項目開發(fā)等多功能性。
四、結(jié)語
基于專業(yè)與產(chǎn)業(yè)的精確對接點,找準(zhǔn)專業(yè)培養(yǎng)方向的定位,提煉光電子專業(yè)的核心知識與核心能力,進(jìn)行課程體系的調(diào)整優(yōu)化以及保障機(jī)制的建設(shè),才能實現(xiàn)人才培養(yǎng)方案改革的有的放矢。這是提高應(yīng)用型本科院校的專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵,不僅有助于提升寧波工程學(xué)院的專業(yè)特色及品牌專業(yè)建設(shè),還能培養(yǎng)出適應(yīng)本地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的應(yīng)用型專門人才。
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酚醌類化合物是氧化還原反應(yīng)的活性中心,其大多具有良好的電化學(xué)反應(yīng)活性,是電子傳遞的優(yōu)良載體。對苯醌(Q)/對苯二酚(QH2)作為最基本的有機(jī)氧化還原電對,一般認(rèn)為Q+2e+2H+QH2,QH2-2e-2H+=Q。QH2在不同的溶劑、不同材料的電極上,表現(xiàn)出不同的氧化還原機(jī)理,包括電子轉(zhuǎn)移、中間體、氫鍵等。目前,研究QH2的電化學(xué)氧化主要在非水有機(jī)溶劑、酸或堿、水體系等。
在乙腈體系中,Eggins等[1,2]早在1969年就提出QH2的氧化是一個不可逆的兩電子轉(zhuǎn)移的過程,氧化產(chǎn)物是質(zhì)子化的醌(QH+),可能的機(jī)理:QH2QH++H++2e。Astudillo等[3]研究了QH2在玻碳電極上的電化學(xué)行為。在CV圖上表現(xiàn)一對不可逆的氧化還原峰,通過電量分析得到電子轉(zhuǎn)移數(shù)nap=2,認(rèn)為QH2的氧化是兩電子兩質(zhì)子轉(zhuǎn)移的過程,氧化終產(chǎn)物是Q。 Alligrant等[4~7]利用電化學(xué)、NMR、數(shù)字模擬、計算化學(xué)等方法研究了QH2電化學(xué)氧化。結(jié)果表明,QH2的氧化表現(xiàn)出一對不可逆的氧化還原峰,認(rèn)為是兩電子過程。
在水體系中,QH2的電化學(xué)氧化被廣泛研究[8~12]。被普遍接受的機(jī)理是兩電子與兩質(zhì)子的轉(zhuǎn)移過程。 Plieth等[13]探討了QH2在銀電極上的電化學(xué)行為。Quan等[14]討論了QH2在中性非緩沖水溶液及磷酸緩沖溶液中(pH=7.2)的電化學(xué)行為。結(jié)果表明,在磷酸鹽緩沖溶液中,QH2/Q是一對氧化還原電對。Chaudhar等[15]分析了QH2在非緩沖水溶液金電極上電催化作用,得到氧化終產(chǎn)物是Q。孫燕瓊等[16]采用紅外光譜研究了酚醌類化合物的振動基頻。本研究利用循環(huán)伏安法、現(xiàn)場紅外光譜技術(shù)、循環(huán)伏吸法、導(dǎo)數(shù)循環(huán)伏吸法及其重構(gòu)的iE曲線[17],研究了QH2在有機(jī)介質(zhì)、中性非緩沖溶液、堿性溶液中的電化學(xué)氧化,分析了QH2在3種體系中的氧化還原機(jī)理。研究表明,利用紅外光譜電化學(xué)循環(huán)伏吸技術(shù),可方便實時跟蹤電化學(xué)過程反應(yīng)物、中間體、產(chǎn)物的變化,可清晰觀察電化學(xué)過程中氫鍵的變化。
2實驗部分
2.1試劑
乙腈(99.8%, SigmaAldrich公司),重水(北京大學(xué)大北公司),對苯二酚(天津辰光化工)、乙醇、KCl、NaOH均為分析純,二次蒸餾水。四丁基高氯酸銨(TBAP)按標(biāo)準(zhǔn)法進(jìn)行合成,重結(jié)晶2次,真空烘干24 h。乙腈中的實驗,以0.2 mol/L TBAP為支持電解質(zhì);中性非緩沖溶液中的實驗,以0.5 mol/L KCl為支持電解質(zhì);堿性溶液中的實驗,以0.5 mol/L KCl為支持電解質(zhì),同時加入適量Ca(OH)2調(diào)節(jié)溶液pH值。
關(guān)鍵詞 太陽能;光伏發(fā)電;儲能
中圖分類號:TM914 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671—7597(2013)022-019-1
1 太陽能的儲能技術(shù)
太陽能發(fā)電屬于間歇性電源,它不能全年滿足負(fù)荷需求,所以儲能以它自身的特征來配合這種電力系統(tǒng)的順暢運行。目前,用于獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能技術(shù)主要包括:電化學(xué)電池、飛輪等。
在我們常用的電池中最常見的就是電化學(xué)電池,它是通過氧化還原所釋放的能量,并把它直接轉(zhuǎn)化為直流電能供負(fù)載使用。目前,可用作太陽能儲能單元的電化學(xué)介質(zhì)主要有六種:鉛酸單元電壓為2.0 V,它是最低成本的技術(shù);鎘鎳單元電壓為1.2 V,具有記憶效應(yīng);金屬氧化物鎳單元電壓為1.2 V,對于溫度較為敏感;鋰離子單元電壓為3.6 V,相對安全。不含金屬性鋰;鋰聚合物單元電壓為3.0 V,含有金屬性鋰;鋅-空氣單元電壓為1.2 V,要求良好的空氣管理以限制自放電速度。
飛輪儲能電池的概念起源于20世紀(jì)70年代的早期,但飛輪真正得到發(fā)展是在20世紀(jì)90年代,是因為強(qiáng)度高但質(zhì)量輕的復(fù)合纖維轉(zhuǎn)子以及可以告訴運轉(zhuǎn)的磁軸承取得了進(jìn)展,和全世界對污染的重視,這種電池才得到了的快速的發(fā)展,從實驗室真正的走向社會。飛輪儲能的優(yōu)勢在于,它的雙程飛輪系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率可高達(dá)90%,壽命較長、功率管理簡單的優(yōu)點,使得飛輪儲能擁有很好的市場前景。由于我國在這方面才剛起步,一定要在吸取大量的經(jīng)驗之后對飛輪產(chǎn)品進(jìn)行更好的研發(fā),使飛輪儲能技術(shù)能夠在太陽能儲能領(lǐng)域中得到重要的發(fā)展與發(fā)揮。
如果當(dāng)我們將一個超導(dǎo)體的圓環(huán)放到磁場之中,對其進(jìn)行降溫,降到圓環(huán)材料的臨界溫度下,然后撤去磁場,這是圓環(huán)會產(chǎn)生感應(yīng)電流,只要溫度不發(fā)生變化,這種電流將一直持續(xù)下去。這種儲能的理想裝置我們叫做超導(dǎo)儲能。超導(dǎo)儲能有很多的優(yōu)點:質(zhì)量輕、體積小、功率大等等,所以它被廣泛使用。如果將超導(dǎo)儲能用于太陽能光伏系統(tǒng)中,那么超導(dǎo)儲能的充放電時間極短的優(yōu)點就會使光伏發(fā)電在很短的時間內(nèi)需要很大功率的工業(yè)領(lǐng)域大有作為。下面我們對剛提到的三種電池進(jìn)行對比:在儲能方式上,化學(xué)電池是化學(xué)能,飛輪電池是機(jī)械能,超導(dǎo)電池是電磁能;使用壽命,化學(xué)電池為3-5,飛輪電池為﹥20,超導(dǎo)電池為~20;在技術(shù)方面,化學(xué)電池技術(shù)成熟,飛輪電池和超導(dǎo)電池均處于驗證期;在同功率的相對尺寸上,化學(xué)電池尺寸大,飛輪電池尺寸最小,而超導(dǎo)電池尺寸適中;儲能密度,化學(xué)電池儲能密度小,飛輪電池和超導(dǎo)電池儲能密度大;放電深度,化學(xué)電池放電深度淺,而飛輪電池和超導(dǎo)電池放電深度較深;價格方面,化學(xué)電池價格低,飛輪電池價格高,超導(dǎo)電池價格較高;在環(huán)境影響方面,化學(xué)電池存在污染,而飛輪電池和超導(dǎo)電池?zé)o污染。從以上的數(shù)據(jù)我們可以看出,飛輪電池和超導(dǎo)電池在性能上比化學(xué)電池有著不可超越的優(yōu)勢,但由于價格和技術(shù)的原因,蓄電池還是太陽能光伏發(fā)電儲能的主要方式。
2 新型光伏儲能系統(tǒng)
儲能體系分為:物理儲能和化學(xué)儲能。其中物理儲能靠括機(jī)械儲能(例如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等)、電磁儲能(例如超導(dǎo)電磁儲能等)?;瘜W(xué)儲能主要包括:鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鋰子電池、超級電容器等。一般在建筑物中多使用鋰離子電池和鈉硫電池,在電網(wǎng)中多使用鉛酸電池、液流電池和鈉硫電池。一般儲能電池組的連接方式采用先并后串的方式對電池成組、并聯(lián)時考慮環(huán)流電流必須小于電池單位的最大工作電流;或采用標(biāo)準(zhǔn)電池模塊,只允許并聯(lián)使用,不允許串聯(lián)使用,若要組件一個100兆瓦的儲能電站則需要200個標(biāo)準(zhǔn)儲能模塊并聯(lián)。
超級電容。新型的光伏儲能系統(tǒng),它的基本能源是太陽能,并且引用新型綠色能源即超級電容作為主要儲能裝置,而鋰子電池作為備用儲能裝置,高效儲能、綠色環(huán)保、節(jié)能耐用,這種系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種太陽能燈及氣象自動站,例如:航標(biāo)燈、黃閃燈、爆閃燈和交通信號燈等。新型的光伏儲能系統(tǒng)是由新型綠色能源超級電容器和鋰離子電池混合使用,是通過控制電路與太陽能電池板連接,共同組成新一代的光伏儲能系統(tǒng)。在新型的光伏儲能系統(tǒng)中,超級電容器作為主要儲能裝置,在光照條件好的情況下能夠獨立滿足負(fù)載的正常工作,減少電池的使用周期并延長電池的使用壽命,電池在新型光伏儲能系統(tǒng)中作為備用電源,平時處于淺充淺放狀態(tài)下,只在超級電容器電量不足時為負(fù)載供電。超級電容器的低壓充放電范圍寬、充電電流要求低、物理循環(huán)充放電次數(shù)多,且充電速度快而且耐高低溫等多種特點,使其能夠高效的吸收太陽能轉(zhuǎn)換的電能,增大太陽能吸收效率,更好的滿足負(fù)載的供電需求。超級電容器和鋰電池的溫度特性均較好,整個系統(tǒng)可應(yīng)用于各高寒地區(qū)。
新型光伏儲能系統(tǒng)可連續(xù)陰雨天平均每天可延長2小時,比起一般的儲能系統(tǒng)可延長5倍以上。在儲能效率方面,其能量利用率可增大10%以上。它所表現(xiàn)出的低溫特性為,正常光照下,在氣溫不低于-40℃時可滿足負(fù)載正常工作。在光照不足時,大于-25℃溫度情況下可可滿足負(fù)載正常工作。新型的光伏儲能系統(tǒng)設(shè)有防過充過放安全控制電路,提高了整個系統(tǒng)的可靠性。該系統(tǒng)采用光控技術(shù),自動控制系統(tǒng)工作,方便使用。
綜上所述,太陽能光伏系統(tǒng)的運行情況主要會受儲能系統(tǒng)的影響。所以為了更好的保證太陽能光伏系統(tǒng)的設(shè)計,我們必須合理確定儲能系統(tǒng)的設(shè)計方案。隨著社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步,飛輪儲能和超導(dǎo)儲能都將會被廣泛的應(yīng)用到我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中去。我們也將借助國外的新技術(shù),去研制更好的儲能系統(tǒng),使它能夠為我國的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)所服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]付朝雪.太陽能電池特性研究及獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)[D].太原科技大學(xué),2011.
一、產(chǎn)業(yè)回顧、現(xiàn)況及展望
環(huán)境議題從社會話題進(jìn)入到各國產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,其中又以產(chǎn)業(yè)源頭之母的能源產(chǎn)業(yè)最具戰(zhàn)略價值,深受各國政府重視。為了推動產(chǎn)業(yè)界投入「綠色能源的研發(fā),能源補(bǔ)貼政策盛極一時,各國競相發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè),高峰時全球太陽能廠年營收成長率在25% ~150%不等。然而現(xiàn)實是,市場仍因為價格高昂、維修不易,還沒有穩(wěn)定而明顯的需求,一時間供過于求,報價大跌,企業(yè)虧損連連。
以臺灣來說,連兩年呈現(xiàn)虧損慘況的太陽能業(yè),2012年上市柜公司中僅有碩禾(3691)和國碩(2406)是唯二賺錢的公司,其余全數(shù)繳出虧損財報,并以茂迪年度虧損逾50億元最多,而每股虧損則以綠能的11.65元最大,營運成績十分不理想。
全球太陽能大廠甚至掀起倒閉潮,連全球第一大廠尚德電力(STP)也在今年(2013)宣布破產(chǎn),對臺灣業(yè)者產(chǎn)生不小沖擊。所幸,整體產(chǎn)業(yè)鏈歷經(jīng)這一波洗牌重整,產(chǎn)能開始走回健康供需的軌道,新興國家特別是中國大陸的需求崛起,也為價格止跌帶來一定的支撐。當(dāng)前產(chǎn)業(yè)最關(guān)注的焦點,莫過于歐盟對大陸的「雙反(反傾銷與反補(bǔ)貼)的貿(mào)易調(diào)查判決,勢必牽動未來整個東亞國家的太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。歐洲和中國大廠考量判決一旦確立可能還會有「追溯期懲罰,轉(zhuǎn)而向臺灣太陽能廠訂貨、甚至轉(zhuǎn)單代工,今年3月,太陽能上市柜公司營收紛紛出現(xiàn)明顯成長,為2013年帶來好消息。
中國需求崛起
太陽能從2000年開始出現(xiàn)較有規(guī)模的產(chǎn)能,到2008年受惠于補(bǔ)貼政策,全球產(chǎn)能幾乎以倍數(shù)成長,到了2010年開始出現(xiàn)供過于求的價格暴跌危機(jī)。隨著早期先進(jìn)國家發(fā)展?jié)u趨飽和,市場目光轉(zhuǎn)向具有驚人成長率的新興市場。然而,新興市場的快速成長來自本身的安裝率偏低,很多國家才剛剛開始電力系統(tǒng)的體制改革并允許太陽能并網(wǎng),短期間內(nèi)不會有真正的爆發(fā)性成長。盡管2012年新興市場需求占到了全球總需求的6%,但是還不足以彌補(bǔ)已開發(fā)國家市場減速帶來的需求缺口。各產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為,新興市場雖然還會持續(xù)提供穩(wěn)定成長,但真正具有影響力的關(guān)鍵還是在中國市場的崛起。
中國在「十二五計畫中,積極搶下太陽能全球第一大市場的位置。各項優(yōu)惠政策鼓勵內(nèi)需,西北地方政府更開發(fā)大規(guī)模的電廠園區(qū),包括青海省格爾木回圈經(jīng)濟(jì)工業(yè)園區(qū)、甘肅金昌市新能源產(chǎn)業(yè)園、新疆哈密積極打造的全國最大的太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)基地等。研究調(diào)查機(jī)構(gòu)NPD Solarbuzz更預(yù)測,2013年大陸就將成為全球第一大的太陽能市場,太陽能業(yè)者如何布局中國市場將是日后的勝敗關(guān)鍵。
歐美中貿(mào)易戰(zhàn)爭-反傾銷、反補(bǔ)貼
1. 美國的貿(mào)易調(diào)查判決
大陸為發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè),大力推出各項政策優(yōu)惠的補(bǔ)貼方案,并以低價的太陽能模組進(jìn)攻美國、歐盟等主要需求市場。2011年全球太陽能市場面臨供需失衡危機(jī),歐美中三大經(jīng)濟(jì)體的貿(mào)易戰(zhàn)爭也燒到太陽能產(chǎn)業(yè),第一槍率先開在美國市場。歐洲最大的太陽能生產(chǎn)國德國,首先以德商SolarWorld在美國的子公司,聯(lián)合七家匿名美國太陽能(PV)制造廠商及中小企業(yè),組成美國太陽能制造聯(lián)盟(Coalition for American Solar Manufacturing, CASM);并在同年10月對美國政府商務(wù)部提起申訴,希望對中國的低價競爭實施反傾銷與反補(bǔ)貼關(guān)稅。而中國的態(tài)度也轉(zhuǎn)為強(qiáng)硬,結(jié)合MEMC、保利協(xié)鑫、尚德、英利、天合、阿特斯、Solar City(美)、Westinghouse(美)、Gehrlicher Solar(德)等一百四十五家太陽能廠商成立的美國平價太陽能聯(lián)盟(CASE),強(qiáng)調(diào)中國的平價太陽能產(chǎn)品有助于美國光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展,雙方進(jìn)行激辯。2012年11月底,美國這起貿(mào)易調(diào)查判決定案,將在未來五年對中國出口美國的太陽能電池和零件,課征高額的反傾銷關(guān)稅(18.32%至249.96%),及反補(bǔ)貼關(guān)稅(14.78%至15.97%)。雖然中國痛批這是貿(mào)易保護(hù)主義,但市場普遍認(rèn)為此判決的破壞影響性不大,因為此關(guān)稅僅適用于中國生產(chǎn)的太陽能電池板,中國業(yè)者可在其他國家組裝電池板,從而規(guī)避。
2. 歐盟的貿(mào)易調(diào)查
歐委會也分別在去年9月和11月啟動對從大陸進(jìn)口的太陽能電池板的「雙反調(diào)查,涉案金額高達(dá)210億歐元,是歐盟史上涉案金額最大的「雙反案件,預(yù)計于今年6月左右宣布初次裁決結(jié)果。這次判決引發(fā)業(yè)界高度關(guān)注,是因為這次歐盟調(diào)查的范圍從晶圓到模組,但前項的產(chǎn)能幾乎都以大陸本地為主,判決結(jié)果的適用范圍和稅率高低備受關(guān)注。
由于東亞國家的太陽能產(chǎn)業(yè)多以出口導(dǎo)向,一旦歐盟祭出最嚴(yán)厲的懲罰,東亞太陽能產(chǎn)業(yè)版圖將可能出現(xiàn)明顯變動。根據(jù)產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)EnergyTrend的了解,為了維持自身利益,歐盟太陽能產(chǎn)業(yè)鏈下游業(yè)者(EPC與PD)對于相關(guān)調(diào)查都秉持反對立場,若歐盟最終還是祭出嚴(yán)厲懲罰,考量到價格、產(chǎn)能、與品質(zhì)下,韓系模組產(chǎn)品將有機(jī)會趁勢崛起,與大陸業(yè)者在歐盟市場分庭抗禮。
而大陸業(yè)者為了進(jìn)行風(fēng)險分散,已經(jīng)開始進(jìn)行產(chǎn)能轉(zhuǎn)移,包括與在地業(yè)者簽訂代工協(xié)議,也考量將東南亞列為未來主要的海外生產(chǎn)基地。
臺灣業(yè)者也在這波貿(mào)易戰(zhàn)爭中,得到轉(zhuǎn)單之惠,今年三月部分上市柜公司的營收年成長率都在30%以上,中美晶(5483)3月營收甚至較去年同期成長113.39%。值得注意的是,只要歐盟的判決成立,短期的轉(zhuǎn)單效應(yīng),將隨著大陸業(yè)者完成海外布局后,開始下滑;再加上韓國與東南亞業(yè)者也可能趁勢擴(kuò)張產(chǎn)能,中長期而言,對以代工為主的臺灣業(yè)界恐怕將產(chǎn)生不小的轉(zhuǎn)單壓力。
另外,今年3月歐盟又宣布受理對大陸「太陽能玻璃反傾銷的貿(mào)易調(diào)查案。歐盟宣稱,歐盟的太陽能玻璃市場價值至少2億歐元,若查證屬實,確有重大影響。不過,大陸專家估算,中國出口占其比率不到1/3,涉及的相關(guān)企業(yè)也不多。盡管金額不高,但歐盟一再針對中國太陽能產(chǎn)品進(jìn)行貿(mào)易調(diào)查,確實讓中國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展雪上加霜。
臺灣的優(yōu)勢
臺灣過去以科技島自豪,在ICT資通訊產(chǎn)業(yè)已有優(yōu)越的技術(shù)和完整的產(chǎn)業(yè)鏈,半導(dǎo)體和面板業(yè)更已占領(lǐng)全球領(lǐng)導(dǎo)廠商地位。未來太陽能產(chǎn)業(yè)的普及,勢必要結(jié)合智能電網(wǎng)、節(jié)能家電等,才能深入到消費者的家中,開花結(jié)果。因此,臺灣業(yè)者在技術(shù)發(fā)展和未來水平或垂直整合上皆具有一定的發(fā)展優(yōu)勢。
其次,太陽能是新興產(chǎn)業(yè),無論在關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備都還在發(fā)展階段,若能一舉發(fā)展出自主的設(shè)備供應(yīng)鏈,結(jié)合上、中、下游共同投入研發(fā),提供設(shè)備與制程驗證平臺,針對整條生產(chǎn)線各設(shè)備與產(chǎn)品共同驗證,太陽能產(chǎn)業(yè)將不僅成為下一個明星產(chǎn)業(yè),更將擺脫過往關(guān)鍵設(shè)備與技術(shù)掌握于他人的夢魘。同時,品牌大廠的領(lǐng)先地位也還沒有完全確立,對于一直積極想從代工轉(zhuǎn)型品牌策略的臺灣業(yè)者而言,無疑是一大機(jī)會。
茂迪總經(jīng)理洪錦輝認(rèn)為,臺廠未來的競爭策略,必定聚焦于如何「從制造走向服務(wù),以智能設(shè)計的軟實力突出于同業(yè)競爭對手。現(xiàn)階段,面對大陸許多業(yè)者陸續(xù)倒閉、產(chǎn)業(yè)洗牌,臺灣除了要從中得到商機(jī)外,也要跟著走向全球的主要需求市場,進(jìn)行「出??诓季?,結(jié)合在地太陽能模組廠,發(fā)展電廠設(shè)計、維護(hù)。從太陽能電池的產(chǎn)能競爭,提升到模組廠的制程組合競爭,再到太陽能電廠的承攬與維護(hù)能力。不僅能降低海外生產(chǎn)成本,也能將市場拓展得更大更廣。
工研院董事長蔡清彥在「綠色貿(mào)易推動方案成果發(fā)表會暨展望2013全球綠商機(jī)論壇上也表示,先進(jìn)國家正在推動「綠采購的趨勢,未來所有的產(chǎn)品都將建立碳足跡資料庫。臺灣以科技產(chǎn)品活躍于全球舞臺,未來產(chǎn)品生產(chǎn)的用電將完全透明化。因此,發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)也將成為科技產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢之一。
這兩年太陽能產(chǎn)業(yè)因為供需失衡,加上歐債危機(jī)等影響,企業(yè)大整并,產(chǎn)業(yè)整合逐步深化,未來的技術(shù)領(lǐng)先版圖將逐漸穩(wěn)固、產(chǎn)能回歸理性。當(dāng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展走回健康常軌之際,臺灣臨近大陸市場,能否創(chuàng)造更有競爭力的產(chǎn)品,是當(dāng)務(wù)之急。臺達(dá)電榮譽(yù)董事長鄭崇華認(rèn)為,面對未來和南韓的競爭,現(xiàn)階段競爭力的儲備將具有決定性的影響,臺灣必須制定更具有前瞻性的能源法規(guī)規(guī)范,同時用自身的強(qiáng)處(如生產(chǎn)效率、技術(shù)能力、專利)去進(jìn)行差異化競爭,而不是廣泛的切入,才能突圍而出??傮w來看,目前太陽能產(chǎn)業(yè)還屬于投入期,何時全面獲利還難定論。
二、TOP5000光電材料及元件制造業(yè)觀察
根據(jù)中華征信所出版的臺灣地區(qū)大型企業(yè)排名TOP5000資料顯示,光電材料及元件制造業(yè)主要包括液晶面板(TFT-LCD)、發(fā)光二極體(LED)及太陽能等產(chǎn)業(yè)。光電材料及元件制造業(yè)TOP10業(yè)者2007年營收總額突破新臺幣1兆元,2008年雖然有金融海嘯影響,TOP10業(yè)者營收總額呈現(xiàn)下滑,但仍維持在新臺幣1兆元以上;2009年金融海嘯陰影持續(xù)籠罩,加上面板廠舊奇美電及統(tǒng)寶光電合并解散,新奇美電的2009年營收未并入舊奇美電及統(tǒng)寶光電的營收,所以TOP10業(yè)者營收總額跌落新臺幣1兆元以下。而隨著整體經(jīng)濟(jì)景氣回升,2010年及2011年TOP10業(yè)者營收總額都回到新臺幣1兆元以上的水準(zhǔn)(見下圖三)。
進(jìn)一步分析TOP10業(yè)者,2010年光電材料及元件制造業(yè)TOP10業(yè)者中,有8家業(yè)者屬于液晶面板(TFT-LCD)相關(guān)產(chǎn)業(yè),太陽能產(chǎn)業(yè)則有昱晶及茂迪進(jìn)榜,發(fā)光二極體(LED)完全沒有廠商進(jìn)榜。但由于歐洲是太陽能產(chǎn)業(yè)的主力市場,而歐債問題嚴(yán)重影響歐洲消費力,2011年光電材料及元件制造業(yè)TOP10業(yè)者全由液晶面板相關(guān)廠商包辦。
【關(guān)鍵詞】光源跟蹤;步進(jìn)電機(jī)
1.引言
伴隨日益嚴(yán)重的能源危機(jī),可再生資源的開發(fā)和利用成為人們研究的重點對象。太陽能以其普遍、長久、安全等優(yōu)點脫穎而出。目前太陽能已被不同程度地用在了多個領(lǐng)域,如電池領(lǐng)域,但普遍存在利用率不高的問題,很多場合下,電池板要么被安裝成固定角度,要么只能按照固定角度偏轉(zhuǎn),沒有充分使太陽光垂直照射到電池板上,降低了太陽能的利用率。為提高利用率,本文設(shè)計了一種基于Atmega16單片機(jī)的太陽能電池板光源跟蹤控制系統(tǒng),能夠?qū)崟r跟蹤太陽并使太陽光充分垂直照射電池板,從而提高了太陽能的利用率。
2.系統(tǒng)設(shè)計原理
設(shè)計采用光強(qiáng)比較法來跟蹤太陽光源。整機(jī)裝置包括:太陽能電池板、電源管理電路、光電管、單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動電路、步進(jìn)電機(jī)以及機(jī)械轉(zhuǎn)動平臺。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
系統(tǒng)工作原理如圖2所示,在太陽能電池板邊沿的中間位置分別安裝一個光電管,根據(jù)太陽光照射到電池板對邊兩個光電管的角度(如圖α、β)不相等,使得光電管1、2感受的光照強(qiáng)度不同從而產(chǎn)生大小不同的光電流,將光流轉(zhuǎn)換成電壓信號,通過比較采集后的電壓信號,控制步進(jìn)電機(jī)向電壓大的方向轉(zhuǎn)動。
3.系統(tǒng)硬件設(shè)計
3.1光強(qiáng)采集電路
系統(tǒng)使用靈敏度較高的3DU33光電管作為光強(qiáng)檢測器件,其光電流大于2mA,發(fā)射極只需串接很小的電阻便可得到可被采集的電壓,而且其響應(yīng)時間
需要注意的是,強(qiáng)光下,光電流較大,此時光電管發(fā)射極電阻不宜過大[2],否則各個光電管輸出電壓均趨于5V,系統(tǒng)不能檢測出對邊兩只光電管的輸出電壓差。該設(shè)計中,R1使用330Ω,在冬天中午陽光照射下,測得輸出電壓已達(dá)到3.6V。
3.2 步進(jìn)電機(jī)
設(shè)計使用5線四相減速步進(jìn)電機(jī)28BYJ-48,減速比為1:64,步矩角為5.625°/64=0.087 89°,遠(yuǎn)小于不帶減速比的步進(jìn)電機(jī),這是提高跟蹤精度的很好選擇。
對于四相步進(jìn)電機(jī),其工作方式可分為單4拍、雙4拍、8拍三種工作方式。單4拍與雙4拍的步距角相等,但單4拍的轉(zhuǎn)動力矩小。8拍工作方式的步距角是單4拍與雙4拍的一半,因此,8拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動力矩又可以提高控制精度。設(shè)計采用8拍工作方式,那么1拍轉(zhuǎn)過的角度為0.087 89°/2=0.043 945°,進(jìn)一步提高了跟蹤精度。
3.3 電源管理電路
為了使系統(tǒng)能夠在室外正常運行,設(shè)計采用太陽能電池板和鋰電池合理給系統(tǒng)供電。當(dāng)太陽能電池板輸出功率不夠時,由鋰電池給系統(tǒng)供電;當(dāng)鋰電池電壓低于3.5V的時候,太陽能電池板給鋰電池充電;否則由太陽能電池板給系統(tǒng)供電。
測試知,系統(tǒng)正常運行時輸入功率接近2.5W(5V/480mA)??紤]到天氣和季節(jié)因素,一般要求電池板的最大輸出功率要3W以上,故設(shè)計采用8片太陽能電池片(0.5V/1.2A)串聯(lián),得到4V/1.2A(最大輸出4.8W)的輸出,經(jīng)DC-DC升壓電路給系統(tǒng)供電。
4.系統(tǒng)軟件設(shè)計
軟件流程圖如圖3所示,系統(tǒng)一上電先進(jìn)行粗調(diào)來確定太陽光源的大概位置。其思想是:將水平面平均分成12個區(qū)域,在每個區(qū)域中對光照強(qiáng)度采樣8次,并累加保存。進(jìn)入下一個區(qū)域,同樣采樣8次并累加,比較相鄰區(qū)域累加值的大小,并讓電機(jī)向累加值大的區(qū)域方向轉(zhuǎn)動,直到找到累加值最大的區(qū)域,這時說明太陽位置在這個區(qū)域范圍內(nèi)。
粗調(diào)完成后,對系統(tǒng)電源進(jìn)行管理,分別對太陽能電池板電壓和鋰電池電壓采樣,經(jīng)單片機(jī)分析,正確的對開關(guān)進(jìn)行操作以合理地為系統(tǒng)配備電能。
微調(diào)思想:先對X方向調(diào)整,完成后,再對Y方向調(diào)整。為得到較平滑的采樣數(shù)據(jù),先使光電管采樣64次,再求和取平均,通過比較對邊光電管的平均值,決定步進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。直到X方向和Y方向的兩個光電管采樣值都相等,則調(diào)整完成,此時光源處于電池板中心處。
5.運行測試
測試條件:光源距離激光筆105cm,激光筆安裝在電池板的中心,Y方向上,激光筆在偏離光源±30°范圍內(nèi)。測試結(jié)果如表1所示。
6.結(jié)束語
測試結(jié)果表明,在偏離光源±45°范圍內(nèi),系統(tǒng)均能在9s內(nèi)定位光源,并且偏差不大于4cm。實際應(yīng)用時,系統(tǒng)實時緊跟太陽,不會出現(xiàn)太陽突然偏轉(zhuǎn)電池板一個較大角度的情況,因此激光筆偏離光源距離是所關(guān)心的,而本設(shè)計測得的偏離距離不超過4cm,達(dá)到設(shè)計要求。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】高壓絕緣子;電暈;紫外線;檢測系統(tǒng)
基于檢測的思想,利用日盲型光電倍增管為核心元件,研制了絕緣子紫外光脈沖檢測裝置;從電源的驅(qū)動到整套裝置的外形設(shè)計都以實用化為目標(biāo),使用虛擬儀器來編寫軟件系統(tǒng),具有在線數(shù)據(jù)實時采集,同時后臺數(shù)據(jù)處理相應(yīng)數(shù)據(jù)功能,此套裝置具有能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式測量,不影響被測系統(tǒng)的正常運行和靈敏度高等特點,通過分析采集的紫外光脈沖信號來研究絕緣子表面放電的特性和規(guī)律。
1.系統(tǒng)構(gòu)成
整個檢測系統(tǒng)可分為硬件和軟件兩個功能系統(tǒng),系統(tǒng)的硬件由以下六個子功能模塊構(gòu)成:光-電轉(zhuǎn)換模塊、高壓及驅(qū)動電源模塊、放電定位模塊、濾光系統(tǒng)、I/U轉(zhuǎn)換及脈沖信號放大及數(shù)據(jù)采集模塊。
當(dāng)紫外光經(jīng)過濾光系統(tǒng)被光電倍增管檢測到,將紫外光信號轉(zhuǎn)換成電流脈沖信經(jīng)過I/U轉(zhuǎn)換和脈沖放電,信號進(jìn)入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),系統(tǒng)使用基于虛擬儀器的軟件對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。
2.光-電轉(zhuǎn)換模塊
光電轉(zhuǎn)換模塊是檢測系統(tǒng)的核心,主要包括光電倍增管、分壓電路、高壓電源模塊以及電源驅(qū)動。
2.1 R2078日盲型光電倍增管
電暈放電輻射出的日盲波段紫外光信號非常微弱,必須選擇高靈敏度的紫外傳感器才能探測到該信號。綜合考慮探測器的靈敏度和探測的光譜響應(yīng)范圍,本系統(tǒng)選擇HAMAMATMU公司的R2078日盲型光電倍增管,該光電倍增管為端窗型結(jié)構(gòu),R2078外形結(jié)構(gòu)圖如圖3.2,最大陰極有效面積直徑為21ram,其光電陰極采用了極度改進(jìn)型Cs.Tc陰極材料,可見光譜響應(yīng)范圍為160.320nm,有著更好的日盲區(qū)響應(yīng)特性,該管的典型增益高達(dá),但其陽極暗電流卻低至15pA,陽極脈沖上升時間為1.5ns,因此它具有靈敏度高、低噪聲、響應(yīng)速度快、具有極高信噪比和陰極面積大的特點,適合于放電這類脈沖信號的檢測。
R2078日盲型光電倍增管的增益和外加電壓具有密切的關(guān)系,外加電壓的大小不僅決定了光電倍增管的增益,也決定了探測的距離和紫外光脈沖的幅值。
2.2高壓模塊和驅(qū)動電源
光電倍增管需要在陰極、各個打拿極和陽極上施加直流的高壓,光陰極在光子作用下發(fā)射電子,這些電子被外電場(或磁場)加速,聚焦于第一次極,這些沖擊次極的電子能使次極釋放更多的電子,它們再被聚焦在第二次極,這樣,一般經(jīng)十次以上倍增,放大倍數(shù)可達(dá)到108~1010。最后,在高電位的陽極收集到放大了的光電流。本系統(tǒng)采用日本濱松公司生產(chǎn)的小型高壓電源C9619提供加速電場, C9619高壓電源其特點是集成化高,體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,輸入電源適應(yīng)范圍寬,輸出電壓連續(xù)可調(diào),便攜式,驅(qū)動電源可采用多種形式等,一般用于小型儀器。光電倍增管對高壓供電電源的穩(wěn)定性要求很高,一般要達(dá)到0.01%~0.05%,高壓電源的穩(wěn)定性通常要比光電倍增管所要求的穩(wěn)定性高大約10倍。
2.3分壓電路
光電倍增管的供電電路種類很多,可以根據(jù)應(yīng)用的情況設(shè)計出各具特色的供電電路。本系統(tǒng)使用了最經(jīng)典的電阻分壓式供電電路。如圖1所示為典型光電倍增管的電阻分壓式供電電路。電路由11個電阻構(gòu)成電阻鏈分壓器,分別向l0級倍增極提供電壓。
圖1 典型光電倍增管的電阻分壓式供電電路
3.濾光系統(tǒng)
紫外線的波長范圍是40nm-400nm,高壓電氣設(shè)備放電產(chǎn)生的紫外線大部分波長在280nm-400nm的區(qū)域內(nèi),也有小部分波長小于280nm,太陽光中也含紫外線,由于波長小于300nm的紫外線被大氣中的臭氧所吸收,所以可以通過大氣傳輸?shù)闹挥?00nm-400nm的紫外線,而我們采用的紫外光電倍增管R2078探測波段為160nm-320nm,有超過300nm的部分,會受到日光中.-部分紫外光的干擾,由于這部分光線在日光中的輻射強(qiáng)度相對放電輻射光大很多,所以必須在前端加日盲紫外濾光片以去除這部分紫外輻射的干擾。這樣就避開了最強(qiáng)大的自然光源一太陽造成的復(fù)雜背景,保證了在日盲紫外波段對絕緣子放電進(jìn)行探測時接收到的紫外線信號免受日光和其他因素的干擾?;诒鞠到y(tǒng)的探測要求,本系統(tǒng)選擇了沈陽匯博公司的“太陽盲打濾光片,它是一種寬帶干涉濾光片,在整個光通范圍內(nèi)的透光百分比T%為10%-20%,中心波長為252.8nm,正好位于日盲區(qū)域,半波寬度16.9nm,峰值投射率28.4%,具有良好的波長定位精度、半波帶寬精度,波形系數(shù)(矩形化程度)、峰值透射率等均達(dá)到指標(biāo)。使用濾光片雖然避開了最強(qiáng)大的自然光源一太陽造成的復(fù)雜背景,保證了在日盲紫外波段對絕緣子放電進(jìn)行探測時接收到的紫外線信號免受日光和其他因素的干擾,但也對探測系統(tǒng)造成一定的影響,一是紫外光透過濾光片好,信號減弱。
4.實驗結(jié)論
(1)利用日盲型光電倍增管可有效探測到棒一板間隙的電暈放電,紫外光脈沖與電暈脈沖有著良好的對應(yīng)關(guān)系,可將紫外光脈沖作為研究電暈現(xiàn)象的重要表征參數(shù),是一種有效的探測放電的新方法。
(2)探測距離對系統(tǒng)的輸出影響較大,因此在檢測放電時需要對探測距離進(jìn)行標(biāo)定,以便對在不同的探測距離的所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。
(3)驅(qū)動電壓對光電倍增管的靈敏度起著決定性的作用,選擇合適的驅(qū)動電壓對系統(tǒng)的在檢測弱信號時尤為重要。
(4)放電間隙固定時,紫外光脈沖數(shù)隨這電壓的增大而增大,脈沖數(shù)變化較大,紫外脈沖的最大幅值也隨電壓的增大而增大,但其幅值變化緩慢,并且當(dāng)電壓上升到接近間隙擊穿電壓(U50%)時,紫外脈沖幅值基本上不再隨電壓的改變而增大,而是保持在一定的幅值。
(5)對于不同的放電間隙,相同電壓下,間隙越小,脈沖數(shù)越多,紫外光脈沖幅值越大。
【參考文獻(xiàn)】