時間：2022-04-18 05:50:38
導語：在太陽能發電技術論文的撰寫旅程中，學習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秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
2009年,太陽能在中國的發展達到前所未有的,國家對太陽能的補貼扶持政策陸續出臺,年初的3月,財政部、住房和城鄉建設部聯合印發《關于加快推進太陽能光電建筑應用的實施意見》及《太陽能光電建筑應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年的補助標準為20元W。同年7月,國家財政部、科技部、國家能源局發出《關于實施金太陽示范工程的通知》,通知提出對光伏并網項目和無電地區離網光伏發電項目分別給予50%及70%的國家財政補貼;9月,《新興能源產業發展規劃》規定的太陽能發電目標也進一步明確,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,與太陽能有關的、相關的、無關的產業都冠以“太陽能”的桂冠遍地開花,導致國家在進行宏觀調控時給這個產業整體“降了溫”。叫停了部分具有一定污染的電石產業,但真正環保并可持續發展的光電產業仍可享受國家補貼。
在國家將節約能源確定為基本國策,大力提倡節能減排、發展可再生能源的今天,如何推動我國太陽能聚光式熱能發電產業更好更快地健康發展是我們面臨的亟待解決的重要問題。熱能發電只需要太陽的光和水,是唯一可與化石燃料抗衡的技術,美國eSolra公司的技術做到了實質性的商業運行。
山東蓬萊電力設備制造有限公司于1987年成立,是為火力發電廠做輔機配套的民營企業,有自營進出口權。公司為高新技術企業,擁有多項專利,同時也美國硫化床鍋爐配套的進口設備。公司國際部經過一年多的努力,將這項全球能源領域的先鋒已商業化運行的熱能技術成功地引進中國,此作為中國的總并在本廠制造,實現真正的國產化。
太陽能聚光熱力發電技術的引進者王韜博士,身兼山東蓬萊電力設備制造有限公司國際部副總裁,曾擔任美國斯坦佛大學的客座講師,其論文曾在美國人類遺產學雜志、科學、美國科學院院報及多家專業周刊發表。
王韜博士花了大量的時間對目前各大類新能源技術作了廣泛地了解和比較。大氣中40―50%的溫室氣體是火力發電廠所排放的。對此,各國政府都在治理,但見效甚微,沒有更好的可商業化運行的成熟技術來推廣。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化運行的塔式太陽能發電廠。eSolra公司的技術不僅領先于國際,而且填補了國內在該領域的空白。近日,eSolra公司分別獲得2010年世界經濟論壇全球能源先鋒技術獎,動力工程周刊2009最佳可再生和可持久發展技術獎兩項大獎。
【關鍵詞】綠色建筑；太陽能；光伏發電；光伏建筑一體化
中圖分類號：TM71文獻標識碼
目前，環境污染、生態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展。我國對能源的過度采伐導致諸如地面下沉、塌陷且還產生了大量的CO2和SO2等有毒氣體嚴重污染環境，造成生態惡化。因此，在傳統能源枯竭之際，太陽能成為人類利用的主要新能源之一。
一、太陽能開發利用
地球上的風能、水能、生物質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、利用的清潔性和經濟性等優點，是最理想的可再生能源。
目前，從利用形式、環保節能和造價方面，太陽能都比現有的利用煤炭和水力發電的形式都較經濟和無污染行等特點，通過主動式太陽能設備和系統進行統一的管理和控制，已達到優化太陽能應用系統使太陽能得到充分利用，從而使建筑能耗最大限度的降低，此技術與目前國家政策相適應，促進經濟的持續快速發展，保護生態環境，節能降耗，解決國內能源短缺等問題。
二、光伏系統與建筑結合的研究
（一）光伏建筑一體化
一體化是把建筑、技術和美學融為一體，不是兩者的簡單相加，而是二者的有機結合，改變了傳統太陽能發電設備對建筑外觀的影響。它是“建筑物產生能源”新概念的建筑，是將太陽能光伏發電作為一種體系納入建設工程基本建設程序中，同步的設計、施工、驗收、使用和后期管理，是一種理念、設計、工程的總稱。
（二）建筑結構對節能的影響因素
對建筑設計方面研究建筑體對節能的影響因素，其主要有以下幾方面：
1.地理位置的影響
太陽能建筑應建在太陽能輻射豐富的地區，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，增大輻射量提高發電率。
2.建筑朝向的影響
從地理學角度來看：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、當地地理緯度位置等因素影響日照間距。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，其材料不但具有很好的遮陽功效，還能夠光伏發電。
（三）在建筑設計中應考慮的因素
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，同時考慮環保、節能、美觀、安全和經濟實用等因素。建筑設計中應考慮建設造價、樓層高度、日光的控制、美學和冷卻等問題的影響，建筑師在設計時就需要平衡、協調、解決彼此之間的矛盾。
1.美學要求
建筑應該從初步設計時就將太陽能系統作為建筑中不可或缺的元素加以設計，將其包含的各個部件融入建筑之中進行一體設計，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能效果最差。
4.光伏系統及光伏組件的要求
將光伏系統和建筑這兩個獨立的系統有機結合，涉及諸多方面，如建材的隔熱性、抗風、絕緣性、美觀、抗老化能力以及強度和剛度等性能要求。
5.光伏建筑設計中應注意的問題
目前，對不同項目的不同情況在不斷的改變，要使光伏建筑設計、結構和技術的問題達到一個平衡比較困難。為了把光伏系統與建筑能更好的整合，在設計時需要考慮如下一些因素：1.如何與建筑有機結合；2.如何增加建筑美感；3.光伏板色彩和肌理；4.注意通風降溫設計、光伏板維修與擴容和建筑結構與光伏組件電學性能的配合等問題。
（四）光伏建筑的結合方式及應用
太陽能光伏建筑一體化按結合方式不同可分為：獨立安裝型和建材安裝型。真正意義上的光伏建筑構件即可用做建材又可以發電，是光伏和建筑的完美融合。
1.與建筑外墻體結合
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空調冷負荷；另外，也增加了太陽能轉化為電能。
2.與建筑屋頂結合
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，為了減少夏季屋頂的熱負荷兼做屋頂的遮陽板，或者做通風隔熱屋面，綜合使用了材料節約了成本。
3.應用與建筑天窗
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，大大節約了電能用量，節約了運作成本。
4.其它建筑元素中的應用
建筑中遮雨篷、遮陽板、陽臺等構件與光伏板集成一體化用于建筑構建，在滿足美觀性要求的情況下，建筑構件應滿足工程技術規范要求。
三、結語
在太陽能光伏系統與建筑結合應用的調查研究的基礎上，從技術和美學兩方面考慮，分析與建筑集成的光伏系統技術性和光伏建筑美學性的設計，建筑與太陽能有機結合應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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【關鍵詞】 應用型 工學結合 新能源 人才培養模式
面對日益嚴峻的化石能源枯竭和環境惡化問題，人們已經清楚的意識到太陽能將是人類最重要的能源。目前，太陽能光伏發電技術與應用得到快速發展。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。歐美和日本已經形成了光伏應用的設計、安裝、運行維護的新興產業隊伍和人才培養教育體系。而我國雖然是光伏組件的生產大國，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，設計、安裝、運行維護產業隊伍尚未形成，人才培養體系還沒有建立。
根據我國新能源中長期發展規劃，2009年-2010年均新增55MW，到2010年我國光伏發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。因此我國光伏發電應用的潛在市場非常巨大。面對國家推動國內光伏發展的政策到位，國內光伏市場即將規模化發展，人才制約瓶頸將很快顯現。因此，必須加大力度，迅速建立和完善我國光伏應用人才培養體系。
南昌理工學院就是在這一背景下于2008年成立了太陽能光電工程學院，在應用型太陽能光伏專業人才培養模式的教育理念、培養方案、課程設置、教學內容等方面進行了有益的改革與探索，學校把新能源科學與工程專業教育廳重點學科優勢和應用型光伏創新人才培養結合起來，并率先摸索出光伏專業應用型、創業型人才培養模式，具有一定的創新性。以此為案例，本文力求總結與闡述工學結合教學模式在光伏應用專業教育中的成效性。
一、工學結合，依托行業、企業確定人才培養方案
人才培養模式是是教育教學思想、理論轉化為創新教學實踐， 實現培養目標的物質力量的中介[1] ，它包含教育思想與教學觀念、專業培養目標與規格、專業設置、教學內容與課程體系等幾個基本要素[2]。為適應世界光伏產業發展和工科院校教育改革的趨勢，南昌理工學院聯系我國光伏產業現狀，緊密結合學校的學科優勢與辦學特色，根據江西區域經濟發展的要求，建立適應“光伏產業應用性人才教育基本要求”為目標的教育教學體系。力爭在省屬工科本科院校中培養具有國際光伏產業發展思維，能夠勝任光伏電池組件生產、研發以及光伏系統的設計、安裝維護等工作，促進本地區經濟社會發展的具有創新能力與創業思維的新一代光伏產業復合型人才。學院與國內大型光伏企業如賽維、晶科能源等高科技企業強強聯合，建立起訂單式培養。根據企業的需要確定人才培養方案，開設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、太陽能發電技術、光伏發電設計與施工等核心專業課程，并到企業實訓，強化技能素質培養，掌握光伏電池片及組件加工技術，使學生在就業初期就能夠在技術崗位上脫穎而出，從而獲取更多的升職機會；同時，要求學生掌握光伏電池片、光伏組件生產過程的原理與工藝要求，掌握光伏發電及相關供用電技術，有利于學生的可持續發展。
二、開展實驗教學改革，不斷完善實驗室硬件設施，為學院的發展提供硬件支撐條件。實踐教學是職業教育的核心環節，主要培養學生的職業能力，即專業能力、方法能力、社會能力[3]。新能源產業人才教育教學改革的關鍵是新能源產業相關實踐技能的培養，加強新能源專業本科生生產實踐課程的教學，以創業型、應用性人才培養為主，科研教學型人才培養為輔。
1. 修訂各專業實驗教學大綱，加大實踐教學的比例。
打破專業和學科的界限，合并內容相同或相近的課程，優化專業基礎課理論與實驗教學內容，刪除陳舊過時和過深過難的內容，吸收前沿科技成果，增加實踐教學內容，盡可能應用新的實驗技術，在教學之中使學生的綜合能力得到培養。
2. 增開綜合性實驗和設計性實驗，實施學生開放實驗室建設
學校建有實驗實訓中心1個，其中包含6個實驗室（機房、操作平臺），教學機房、電子電工實驗室、光伏基礎實驗室、光伏發電實驗室、光伏材料實驗室，多晶硅鑄錠實驗操作平臺。實驗實訓中心平時對學生開放，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定和具體要求，并提供專項經費保障，有效改變目前本科生實驗教學中存在的動手能力不足的問題，學生綜合實驗能力得到很好地培養。同時，在開放實驗室中學生可以自行設計實驗，科研興趣小組還能設計專題實驗。
三、 改變既往單一的實習模式，加強實習實訓基地建設，探討加強新能源專業本科生假期專業技能社會實踐的有效模式
學校還建成由實踐教學設備配套的校內實踐教學基地（含專業實訓室）[4]，能對行動體系課程[5]的教學提供具體的學習情境[6]，因此， 建設校內實踐教學基地是工學結合教學情境實現的關鍵。學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議，共建實習實訓基地，企業技術人員來校任教或參與實訓指導、畢業設計（論文）指導等方式參與人才培養。改變新能源專業學生實習模式，利用假期組織學生進入實習實訓基地進行社會實踐工作，提高學生學習專業課的主動性，充分認識用人單位對畢業生的需求。并且還可以提高學生的組織能力、社會活動能力，倡導個性發揮的教學。
短短四年來，學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展之路，努力提升符合時代要求的辦學理念。在光伏學科專業建設、人才培養等方面，突出地方性，發展應用性，著力實踐性，強化專業性，不斷提高人才培養質量，通過主課堂教學與課外創新相結合，學生的應用能力和創新能力有了明顯的提高，這是工學結合教學的成果，值得推廣和實踐。
參考文獻：
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[2]王振洪. 構建新型高師院校人才培養模式芻議[ J] . 課程?教材?教法， 2004， （ 9）： 75-79.
關鍵字：光伏發電；光伏建筑一體化(BIPV)；光伏組件；智能電網
中圖分類號：U665文獻標識碼： 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在建筑物的外表面，使輻射的太陽能通過變換裝置轉換為電能，為建筑物及近端負荷提供電能，它是開發應用太陽能發電的一種重要形式。1954年，世界上第一塊實用的光伏電池問世，人類展開了應用太陽能的新紀元。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系統。隨著國家對發展分布式發電、智能電網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如圖1所示，該系統為一戶用屋頂光伏系統，太陽能光伏陣列鋪設在屋頂，其發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，然后經過逆變裝置轉化為與電網同頻同相的交流電并網。其發出的電能大多被建筑內負荷的用電設備消耗，多余的電能注入電網，而在光伏發電出力較小情況下，建筑內負荷可從電網取電。據《上網電價法》，一般對光伏發電的上網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電總量，另一套計量建筑內負荷的用電量。從優化電源結構配置、提高供電可靠性、提倡節能環保、增加建筑美觀程度等方面，光伏建筑一體化（BIPV）都具有優點，具體而言：
（1）利用光伏發電可以減少二氧化碳和二氧化硫的排放，有助于構建低碳、節能、環保的供用電系統；
（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魅力；
（4）光伏建筑一體化（BIPV）主要為近端負荷(多數情況下為建筑內部的用電設備)供電，減輕了負荷對電網的依賴，可以降低供電線路上的輸電損耗，增加供電可靠性；
（5）光伏發電在夏季和白天出力較多，對于工廠、辦公建筑光伏系統，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換為電能，減少了墻體或屋面得熱，有助于降低建筑室內空調裝置的熱負荷，起到隔熱作用；
（7）光伏發電系統既有直流部分，又有交流部分，有利于結合直流變換技術直接接入目前正在興起的直流微網，為直流負荷直接供電，從而減少變換環節，提高效率。
3.BIPV的技術發展
早期的建筑光伏系統中，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，太陽能電池除了發電以外，還能起到建筑構材和建筑美觀的作用。1991年，德國慕尼黑的一次建筑業界的展會上，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體與建筑藝術的空間構體相結合，德國、日本、美國、西班牙等國家已經建成了大量的光伏建筑一體化系統工程。我國開展建筑光伏一體化于本世紀初期，2004年建設的深圳園博園和北京天普工業園是我國光伏建筑一體化的開篇之作，此后若干BIPV項目開工建設并投入使用，目前我國已經是光伏組件第一生產大國。
經過三十年左右的發展，BIPV技術不斷深化和進步，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，發展到現代的薄膜電池、以及與鋼化玻璃集成的光伏陣列。總的來說，光伏建筑一體化（BIPV）技術的發展經歷了三個階段：
（1）第一代BIPV技術。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。光伏組件與墻、瓦等建筑表面材料合為一體，既作為光電轉換單元發電，又起著建筑表面構成材料的作用。這一集成技術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連線來滿足供電要求，電氣接線復雜，可靠性不夠高，維護成本大。
（3）第三代BIPV技術。第三代BIPV技術是智能電網技術的主要組成部分，它通過將光伏電池、建筑材料和電能變換裝置等配套系統的有機結合，首先構建高度集成的新型光伏建筑材料，再以此為基本發電單元，輔以先進的數據管理和通信技術，構建建筑集成的光伏發電系統。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匹配能力，系統電氣連接簡單，具備智能電網要求的即插即用特性。
從光伏建筑一體化（BIPV）的發展歷史來看，BIPV技術涉及材料學、建筑學和電力電子學三個領域的內容。在材料學領域，BIPV技術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工藝；在建筑學領域，BIPV技術的研究內容包括集成了光伏組件和部分配套系統的新型光伏建筑材料以及集成了光伏發電系統的新型建筑的美學及工程設計問題等；在電力電子學領域，BIPV技術研究的核心問題為系統的能量變換和控制技術。而逆變器作為BIPV發電系統中能量變換的核心設備，對系統的轉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的電力控制設備(如最大功率追蹤器)，根據光伏組件的運行狀況輸出最大的能量和高品質的電能。
4.BIPV的主要形式
目前光伏建筑一體化應用比較多的是擁有大面積屋頂的建筑，例如會展中心、交通樞紐、大型的商業中心等。事實上，隨著太陽能電池的成本降低，技術的進步和幕墻的結合，光伏建筑一體化還可以應用在公寓、辦公、酒店、道路廣場等方面。BIPV的應用已經從早期的屋頂擴展到墻面、并且產生了光伏遮陽板、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電系統。光伏電池的安裝主要考慮承受的風向應力，并結合當地的地理位置信息確定安裝朝向。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園光伏項目1.2MW光伏電站是這種形式的典型應用。整套工程將太陽能面板鋪設在工業園區內鄰近的30個建筑屋頂。電站采用集中并網的模式，建有專門的逆變機房，由6臺55kW的逆變器并聯組成一臺330kW的逆變器，4臺這樣的330kW逆變器組成1.2MW變換裝置，一共并聯了24臺逆變器，再共用一臺變壓器并入10kV工業配電網。
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力。因此對于光伏材料的要求較高，應用最廣泛的是鋼化玻璃夾層結構和中空結構，他們都是將光電轉換單元夾在玻璃種，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。
由鐵道第三勘察設計院設計的北京南站采光頂光伏建筑一體化發電項目，主體建筑及站臺采光頂采用帶光伏發電的透光材料，在半數的采光帶內集成了裝機容量為350kW的光伏電池，總面積約6700平方米。該建筑還同時實現了候車廳及站臺的自然采光，吸收光能發電的同時營造出了舒適和諧的室內光環境。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(Façade-integrated photovoltaic)。
它可以應用在朝向較好、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用，太陽能電池與玻璃幕墻結合得越來越完美。傳統幕墻的很多表現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，發電效率較高；后者可采用非晶硅薄膜電池或調整光伏電池單體的間隙來調節透光度，價格較低。
2007年，我國在上海崇明前衛村建成了兆瓦級10kV集中并網型太陽能光伏電站示范工程。建設總容量為1051kW，總共敷設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結) 復合單晶硅電池組件、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。系統由33個相對獨立的子系統組成，每個子系統分別由光伏組件、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。
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構進行集成的一種形式，它具有吸收光照充分、有效降低建筑內部受熱、節省建筑材料成本的作用。在許多地區，因為氣候和節能的因素，遮陽被廣泛應用在建筑元素上。如果這些遮陽板上安裝太陽能電池，則是新能源、功能和藝術的合，可以應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，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，而且還將其轉化成了電能，同時其透明的外觀設計還增加了建筑美感。
4.1.5電子樹(Photovoltaic tree)
它以鋼結構模仿樹枝的形態，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，實現這樣發電兩不誤的效果。
5.BIPV的一些問題
經過幾十年的發展，太陽能光伏組件生產企業通過減少耗材、提高光伏電池的光電轉換效率，大大縮短了光伏系統的投資回收期；另外，光伏電池的成本也持續下降并保持了繼續下降的趨勢，光伏電池的形式也從傳統的單晶硅、多晶硅發展到薄膜電池、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”，財政部和住房建設部聯合對BIPV項目進行補貼，促使近年來BIPV在我國開始蓬勃發展。
但是，由于技術和政策方面的原因，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，其組合產生的功率輸出曲線是一條多峰值曲線，而變換器采用常規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于負載，隨著熱耗的增加將產生大量的熱量，形成局部熱點，即熱斑效應。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生永久性短路甚至燒毀。據國際電工技術委員會（IEC）統計，2009年上半年，歐洲已發生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場，造成事故的主要原因就是熱斑效應積累、電弧、以及開關頻繁啟動等。嚴重的是，由于光伏陣列高壓帶電，滅火困難。
5.1.3發電量受眾多因素影響小于預期
光伏陣列的輸出特性與運行溫度密切相關，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高于氣溫，且難以測量，在此條件下其發電能力大大降低。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致其出力大幅降低，在太陽輻射最強的時間段內，系統卻不能有效發電。此外，逆變器與陣列的匹配，陣列的污垢也將導致出力降低。
5.1.4電能質量與電網接納
光伏發電并網逆變器容易產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電壓波動和閃變。目前諧波問題是制約光伏并網的最主要問題之一，并且在光照較弱的條件下更為嚴重。浙江某一250kW屋頂示范工程在10kV接入、400V接入、220V接入系統中，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電協調問題
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、不同規格的太陽能電池組件串聯在一個回路中，造成功率不匹配，導致發電效率降低。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，需要設計師將其巧妙地融入一體化設計中，達到與建筑物的完美結合。同時，光伏組件的顏色 形狀 布局等也要與建筑物相協調。
6.前景與展望
隨著能源問題的日益嚴峻，人類對利用可再生能源的探索已經開始并取得了重大成效，太陽能是一種豐富、清潔的能源，BIPV以其特有的優勢已經成為就近分布式發電的重要形式。雖然目前由于價格、法規、政策和技術方面的一些制約，BIPV在短期內還難以大規模商業化普及，但是隨著光伏組件成本的持續降低、光伏發電技術的不斷革新，以及智能電網和微電網的階段性建設，在節能和環保的雙重壓力下，BIPV在未來幾十年內得到廣泛推廣是大勢所趨，光伏發電技術也是人類走可持續發展道路的必然選擇。
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關鍵字：居住建筑 ；節能設計；低碳設計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] 文獻標識碼：A 文章編號：
近年來，隨著全球能源問題的日益嚴峻和“可持續發展”理念在國內的推廣，建筑業作為復雜的工程項目，建筑節能設計越來越受到社會的關注。本身建筑業是一項消耗和污染較大的行業，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,相當于消耗了全世界40%的水泥和鋼材,同時每年產生數以億計的建筑垃圾,給中國乃至世界帶來巨大的環境威脅。因此，中國必須走可持續發展道路，大力發展建筑節能。
低碳環保城市就是在城市的規劃建設中秉承低碳原則，建立起資源節約和環境友好發展的良性循環社會，因此說這要求在現代居住建筑設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，在增加綠化的基礎上采取其他相應的措施，實現城市發展的可持續化，達到環保理念的要求。
一、現代居住建筑設計的發展現狀
就目前中國的建筑業發展現狀，與許多發達國家有一定差距。看到國外先進的建筑節能理念、技術、設計、建材等，它向我們展示了憑借科學設計和高科技創造出來的節能環保的新型建筑，這也是中國建筑業的發展目標和趨勢。但，中國在建筑結構設計上能否做到節能環保工作還有存在很多問題。
1.1缺乏先進的建筑節能理念和技術
在中國建筑行業設計師發展中，很多建筑師不太懂節能技術，更不能很好的把節能技術應用到建筑當中。只是設計時套用標準圖是不夠的，不能針對不同建筑不同環境不同條件因地制宜，是建筑結構設計無法做到節能環保的重點。同時，大多數的建筑設計師缺乏相應的節能理念和節能意識，過多的追求建筑的獨特性而忽視節能的功能，最終導致舍本逐末的結果。
1.2在結構設計時忽視節能環保
在建筑節能方面，建筑室外環境和自然通風很重要。但是，就事實來看，在建筑結構設計時過多的是重視建筑的實用面積、結構安全、美觀時尚，而忽視建筑的性能、品質和環保方面。最后，只有在施工圖審查中才受到重視，但也只是根據建筑節能設計規范進行草草的計算和設計調整。因為建筑的設計方案已確定，只能在材料和設備選型等方面進行微調，效果差強人意，而且往往造價高昂，實現起來很困難。
1.3節能技術和傳統措施利用不當
在目前的節能設計中，傳統的、有效的節能措施例如自然通風、建筑遮陽等未被廣泛采用，二是片面的強調節能的高科技，不重視低成本的節能技術應用，造成節能昂貴的印象。而且，昂貴的設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能設計標準。總之，盲目的追求技術和速度，在節能的高科技和傳統的節能措施上沒有權衡利弊。
1.4忽視建材應用的科學性
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”。企業在經濟利益的驅使下，在結構設計中應用的傳統金屬材質的管道，易生銹、易腐蝕、易滲漏、易結垢，不僅損耗大，還易產生二次污染。在房屋設計時，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能的又一方面。
二、如何做好現代居住建筑的節能與低碳設計
2.1外墻外保溫
建筑物采暖耗熱量主要由通過圍護結構的傳熱耗熱量構成，以居住建筑為例，一般情況下，其數值約占總耗熱量的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能效果。發展高效保溫節能的復合墻體節能的根本出路。
外墻的保溫做法，無論是外保溫還是內保溫，都能有效的降低墻體傳熱耗熱量并使墻內表面溫度提高，使室內氣候環境得到改善。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構的耐久性。由于采用外保溫，內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部溫度變化發生在保溫層內，使內部的主題墻冬季保溫提高，溫度降低，溫度變化較平緩，熱應力減少，因而主體墻體產生裂縫、變形、破損的危險大為減輕，使墻體的耐久性得以加強。
（2）有利于建筑節能改造。在舊房改造時，從內側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生。當外墻必須進行裝修加固時，加裝外保溫是最經濟、最有利的時機。
（3）外保溫可以減少墻體內部冷凝現象，由于密實厚重的墻體結構層在室內一側有利于阻止水蒸氣進入墻體形成內部冷凝。
2.2外墻內保溫
在這類墻體中，絕熱材料復合在建筑物外墻內測，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。
設計中，不僅要注意采取措施，避免由于室內水蒸氣向外滲透，在墻體內產生結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生“冷橋”而在室內產生結露現象。
2.3太陽能的設計使用
太陽能作為一種免費、清潔、環保的可再生能源，近年逐步得到建筑節能領域的重視。在我國太陽能開發利用主要有兩方面：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中廣范使用。使用太陽能熱水器在設計時要充分考慮熱水器和建筑的整體結合效果，統一安排擱置位置，處理好與外立面的關系，在此基礎上還要在給排水方面進行周密的設計，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、管道布置等不出現問題。另一方面，利用太陽能發電即應用光伏效用原理，將太陽能輻射轉化為電能。這項技術在西方已經取得了良好是應用，但鑒于此項技術的成本偏高，在我國在高檔的住宅小區或者公共建筑設計中，可以采用此項技術。隨著科學技術逐漸發展以及應用經驗的累計，在未來太陽能發電技術也會逐漸走入到普通住宅小區的建筑節能設計中去，并將作為今后輔助建筑能源的重要形式之一，在可持續發展的能源結構中發揮一份作用。
三、結束語
綜上所述，低碳環保背景下的現代居住建筑設計就是在城市的規劃建設中秉承低碳原則，建立起資源節約和環境友好發展的良性循環社會，低碳環保背景下的現代居住建筑設計建設對于我國可持續發展戰略的實施具有重要的作用，但是它是我國長期發展的一個目標，同時也是一個艱巨的任務，需要大家共同的努力。希望通過本文的論述，能夠使得低碳環保的現代居住建筑設計理念深入人心，并能夠對今后現代居住建筑設計的發展建設起到一定的幫助作用。
參考文獻：
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[2]秦宇楠.基于低碳理念下的小城鎮規劃策略研究.東北林業大學，2011年
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構中的主導地位，煤電關系的密切性，和節能減排的艱巨性。然后分析了當前火電面臨的問題，歸納總結了已有的成功經驗。并對火電的發展提出合理的預測。
總述
能源可分為常規能源與新能源，已經廣泛利用的煤炭、石油、天然氣、水能、核電等能源，稱為常規能源。新能源一般是指在新技術基礎上加以開發利用的可再生能源，包括太陽能、生物質能、水能、風能、地熱能、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等；此外，還有氫能、沼氣、酒精、甲醇等。目前不論發達國家或發展中國家的電力需求都也常規能源為主。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，氣候變化和環境污染正在催促我國進行新的調整。
國家能源局電力司副司長曹述棟在2009年3月28日召開的電力科學發展高層論壇上透露，目前針對形勢發展，在“十二五”期間將會加快核電、熱電聯產、煤電一體化發展，繼續推進上下游關系，積極調整火電結構，促進節能減排。
在2009年4月的《求是》雜志上，國家發改委副主任，國家能源局局長張國寶撰文：《科學發展電力工業贏得挑戰的根本路徑》。根據該文：電源結構和電網結構調整方向將是:
一、積極推進電力工業的上大壓小，加速淘汰落后產能；二.大力發展核電；三.積極推進水電開發；四.加快風電、太陽能發電和熱電聯產等清潔高效能源的建設。
而根據“十一五”規劃，我國電力政策是“重點優化發展火電，有序開發水電，積極推進核電建設，大力發展可再生能源”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”，代替了“十一五”規劃提出的“有序開發水電”。火電是“積極推進電力工業的上大壓小，加速淘汰落后產能”，不同于“十一五”規劃提出的“重點優化發展火電”。有關新能源的提法是“加快風電、太陽能發電和熱電聯產等清潔高效能源的建設”，也與以往提出的“大力發展可再生能源”有所不同。
而措辭不同的背后，是規劃的變化。
那么對于火電，國家的規劃又是什么呢？
我國火電特點
一、我國電力以火電為主
先看發電量，2004年我國總發電量為22033.1億千瓦時，其中火力發電量17955.88億千瓦時，火電電量占總發電量的比例為81.50％；2008年全國發電量是34334億千瓦時，其中火力發電量27857.37億千瓦時，火力發電量占總發電量的比例是81.14％； 2009年全國發電量是36506億千瓦時，其中火力發電量29814.22億千瓦時，火力發電量占全國發電量的比例是81.67％。火力發電占總發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提供。
圖表 1
截止2009年12月底，全國發電量為36506億千瓦時，其中火力發電量為29814.22億千瓦時，同比增長7.2%；水力發電量為5544.95億千瓦時，同比增長4.3%；核能發電量為692.63億千瓦時，同比增長1.3%。發電量比例圖表1
再看我國的電力裝機結構。2004年我國總裝機容量44237萬千瓦，其中火電裝機32948萬千瓦，占當年總裝機容量的74.48%。2008年我國火電裝機是60286萬千瓦，占當年總裝機容量的76.07％。2009年我國火電裝機達到65205萬千瓦，占當年總裝機容量的74.60%。從電力的結構看，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）。
主要耗能產品(工作量)和耗能設備指標（見圖表2）
圖表 2
再看各種能源的利弊分析（見表格3）。
主要耗能設備能效指標（見圖表3）
圖表 3
能源種類
火電
水電
核電
可再生
技術成熟度
較成熟
較成熟
成熟
風電較成熟，太陽能，生物質能，地熱能成熟
人才供應
平衡
平衡
不足
不足
原料供應
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濟可開發量的60%
基本滿足
為可再生，風電發展有過剩趨向，太陽能主要應用與太陽能熱水器。生物質與地熱局限較大
發展潛力
一般
到2020年基本開發完畢
較大
較大
區域影響
在各省均有分布，
對區域經濟貢獻較大。
水能資源主要分布在西部地區，約70%在西南地區。
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（省份不重復列舉）
風能主要分布在兩大風帶：一是“三北地區”(東北、華北北部和西北地區)；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。
對環境影響
是電力行業污染的主要制造者
可以起到控制洪水、改善航運、調劑供水等作用，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，火電的主導地位不會改變，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，雖然近期存在技術的不足和鈾資源有限等不足，但隨著技術的改進和鈾資源開發程度的增加，近期的發展趨勢將是穩中有升。風電的發展有減緩趨勢并趨于平穩發展，太陽能受成本影響，更多將應用于太陽能熱水器，光伏發電還處于試水階段，地熱發電受地域影響比水電更大。
二、煤電產業關系密切
煤炭是我國最重要的基礎能源。隨著重工業化進程的加快以及城鎮化速度的提高，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能源，1952年一次能源消費中煤炭占95％，20世紀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。而且在今后相當長的時間里，煤炭仍然是主要能源，2007年全國原煤產量達25.23億噸，消費量為25.8億噸，煤炭產量比2002年的14.15億噸增長80.21％，年均煤炭產量漲幅達12.5％。由于中國的能源結構以煤為主，這就決定了中國的電力工業以燃煤火電為主，在我國目前的發電結構中，用煤發電占總裝機容量的70％以上；而煤炭行業的最大用戶則是電力企業。中國在1952年時，火電曾占總裝機容量的90.4％，總發電量的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％。由于中國電力工業的迅速發展，發電用煤占煤炭產量的比重較大——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的最大用戶，煤炭和電力是依存度非常高的上下游產業。
三、節能減排任務艱巨
根據能源發展“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 噸標準煤下降到0.98 噸標準煤左右。“十一五”期間年均節能率4.4%，相應減少排放二氧化硫840 萬噸、二氧化碳(碳計)3.6億噸。
在電力工業方向計劃規定大力發展 60 萬千瓦及以上超(超)臨界機組、大型聯合循環機組。采用高效潔凈發電技術改造現役火電機組，實施 “上大壓小”和小機組淘汰退役。推進熱電聯產、熱電冷聯產和熱電煤氣多聯供。在工業熱負荷為主的地區，因地制宜建設以熱力為主的背壓機組；在采暖負荷集中或發展潛力較大的地區，建設30 萬千瓦等級高效環保熱電聯產機組；在中小城市建設以循環流化床技術為主的熱電煤氣三聯供，以潔凈能源作燃料的分布式熱電聯產和熱電冷聯供，將分散式供熱燃煤小鍋爐改造為集中供熱。到2010年，使火電供電標準煤耗由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%，新增供暖熱電聯產機組超過4000 萬千瓦，年節能3500 萬噸標準煤以上，為改善城市空氣質量做出貢獻。
新建火電機組必須同步安裝高效除塵設施；加快現役電廠除塵器改造，提高可靠性、穩定性和除塵效率。通過使用低硫燃料、裝設脫硫設備等綜合措施，嚴格控制電廠二氧化硫排放。推廣低氮燃燒技術，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，電廠廢水排放達標率實現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定，設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，廠網分開后，國家逐漸放開了發電用煤價格。2003年的煤炭訂貨會合同簽訂率完成了計劃的90％，而執行率卻只有30％。2004年的煤炭訂貨會合同簽訂率不到一半，執行率更低。2006年，國家又取消了對重點電煤合同的政府指導價，讓電煤價格完全由市場調節。電煤主要由三部分組成：一是重點合同，二是區域合同，三是市場采購。隨著煤炭價格的上漲，煤炭企業與電力企業的矛盾愈演愈烈，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在一半以上的比例，現在還不到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，我國的原煤產量是11.89億噸，其中用于火力發電的原煤是7.6億噸，電煤占當年原煤產量的64％，電煤供應基本平衡。2006年，我國的原煤產量達到23.8億噸，而其中用于火力發電的原煤是11.43億噸，電煤占當年原煤產量的48％，電煤供需矛盾已開始顯現。2007年，我國原煤產量25.5億噸，其中用于火力發電的電煤是12.82億噸，電煤占當年原煤產量的51％，比2006年雖略有上升，電煤供需矛盾突出。
近幾年來，受國家發改委放開電煤價格、煤炭生產成本提高、國際能源價格大幅上漲、國內需求擴張等因素影響，國內煤炭價格總體上漲。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。對于煤炭企業而言，電煤價格意味著利潤；對于電力企業而言，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，發電企業原料成本大幅增加。特別是2008年1月以來，南方大面積雨雪災害發生后，多年來積累的電煤供應矛盾終于暴發。火電企業與重點煤炭企業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。煤炭市場價持續攀升，火電企業成本壓力不斷加大。
一方面，煤炭企業強烈要求漲價，另一方面發電企業則大喊降價才能活。實際上，目前煤的產能綽綽有余，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。發電企業買不到煤，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。
2010年以前，每年都會召開一個由發改委主導的“全國煤炭產運需銜接合同匯總會”，在這個會上煤炭企業和發電企業之間的博弈尤為引人注目。發電企業的用煤量占了全國煤炭產量的50%。以五大集團為首的發電企業在09年的會議上聯手要求降低煤價。另一邊廂，09年開始的“國進民退”也使得煤炭行業全面進入“大礦時代”，談判的底氣越發地足了。于是煤企要求每噸的合同價在08年的基礎上漲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。
煤企取得“勝利”，兗州煤業與五大電力集團簽訂了在山東省內的重點煤合同，單價上漲4%。
到了2009年12月15日，發改委宣布“合同匯總大會”今后不再舉行，各個發電企業也改變了往日的聯合狀態，各自為營與煤商進行談判。而在目前已經簽訂的合同中，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，各個發電企業都眼巴巴地望著發改委的政策留個口子，實施“煤電聯動”。煤電聯動政策始于2004年年底。當時國家規定，以不少于6個月為一個煤電價格聯動周期，若周期內平均煤價較前一個周期變化幅度達到或超過5％，便將相應調整電價。第一次煤電聯動在2005年的5月，當時每度電價上調了2.52分錢。2006年，第二輪煤電價格聯動又將全國銷售電價平均每度提高2.52分錢。
能源發展對策
1.電力企業向上游進軍，實現煤電聯營
近幾年，各大發電企業紛紛投入大量資金向上游延伸產業鏈。電企挖煤的舉動得到了政府部門的鼓勵。國家發改委公布的《煤礦企業兼并重組調研報告》明確指出，鼓勵電力等大型企業兼并重組煤礦，實現煤電一體化經營。五大發電集團紛紛把觸角延伸到煤炭領域，通過兼并、參股和獨立開發等形式，變買煤為挖煤。國內幾大發電企業都在不約而同地加速向煤炭領域進軍。這是它們為應對煤價上漲、走出虧損困境而采取的舉措之一。
煤電聯營在2004年已經開始啟動，當時國內諸多電力企業陸續宣布參股煤炭企業，或者與煤炭企業共同投資設立項目公司勘探開發煤炭資源。到2005年上半年，煤電聯營進入一個期，包括廣州控股等多家電力上市公司或其大股東在當時相繼了關于煤電聯營的相關公告。煤炭與電力的聯營將使煤電的協同效應長期顯現。中央直屬5大發電集團之一的國電集團重組內蒙古平煤集團塵埃落定，國電內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、電煤路港運一體化” 的產業發展戰略，全資收購了內蒙古扎賚諾爾煤業公司；中電投集團也提出了類似的發展戰略，其投資控股的霍林河煤礦和露天煤業是國內五大露天煤業開采地之一，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。在五大發電集團中，華電集團已經在我國部分煤炭大省拿到200億噸煤炭儲量，大唐發電集團拿到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年已經有數千萬噸的煤炭實際產量。向“綜合性能源集團” 轉變是全國發電集團不約而同的戰略選擇。
2.煤炭企業向電力領域延伸，實現煤電一體化
《煤炭工業發展“十一五”規劃》中提出了“支持煤電、煤化、煤路等一體化建設，推進產業聚集和產業融合” 的發展要求。在產煤豐富的城市周邊區域建設燃煤電廠，既可以降低煤炭的運輸成本，提高北電南送的潛力，又可以在本地區形成煤炭、能源、化工一體化的新興產業體系，促進區域經濟發展。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節，不僅降低了發電成本，煤的經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電廠。
3.煤電合作模式分析
隨著電力企業與煤炭企業的合作，出現了多種合作模式，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、港口和航運資產在內的完整產業鏈，是以創新為龍頭，以一個一體化為主體，以整合集成、價值創造和社會和諧發展為兩翼的新型國企持續發展模式，神華模式的主體集中體現在四個一體化，即礦、陸、港的設施平臺一體化，煤、電、油的產品加工一體化，供、產、運、銷一條龍的運營活動一體化，人財物技價值管理一體化。其在電力方面的發展主要是煤電油生產運作的一體化。煤電油縱向一體化經營，同時生產多種具有相關性的產品，使煤炭企業提高資源利用效用，降低成本，增加收益。神華模式把產業鏈上的各個環節全部收入囊中，以求獲取最佳的協同效應。
神華集團以煤炭產業為基礎，通過控股和建設電站并舉，大力發展電力產業，初步形成以“三西”（山西、陜西和蒙西）和長江、珠江兩個三角區為重點的電力輻射網絡。神華已經擁有2200萬千瓦機組的電廠，列全國電廠規模的第六位，電力業務和煤炭業務優勢互補，電力業務為煤炭業務提供穩定、規模可觀的市場，煤炭業務為電力市場提供穩定的燃料供應。2008年上半年，在其他電力企業虧損或者微利的狀況下，神華電力企業利潤達到22.3億元。
（2）山西焦煤模式，即煤炭企業興建電站
山西焦煤集團利用其現有煤炭資源，將廢舊資源循環利用，建立了國內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寶清縣朝陽礦區煤炭產業化項目協議。
（4）淮南模式，即煤電企業合作新建煤礦或電站
淮南模式主要有兩種方式：一種是通過煤電聯營，由“皖電東送” 變輸煤為送電。田集電廠承擔著安徽東向發展融入長三角的“皖電東送” 重任，聯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有限責任公司，雙方各占50％股權共同投資成立淮滬煤電有限公司，公司下設兩大板塊，田集電廠和丁集煤礦，煤礦的煤優先直供電廠，電廠的電全部直供上海。因為實行煤電聯營，可以將中間費用留在原煤基地，目前，淮南新批準的火力電廠均以這種聯營的方式運作，從而實現了產業與資本的互動。繼田集電廠之后，正在建設中的淮浙煤電公司鳳臺電廠，是另一個模式。聯營雙方浙江能源集團與淮南礦業采取合作形式，組建淮浙煤電公司，雙方共同投資建設鳳臺電廠，配套建設顧北煤礦，在煤就地轉化為電的同時，發出的電全部輸送到浙江。兩種聯營一體化所遵循的原則是，長期靠煤發電的企業要往煤企投資，產煤主要用于發電的公司要向電力企業投資，雙方通過相互滲透建立產權紐帶，通過煤電資本的相互持股實現混合經營。
二、火電效益與節能減排
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能減排的矛盾，火電廠要節能，這時自身發展的需要，減排則是應對氣候變化和環境問題的需要，所以若要減排，則需要投入一定量的資金這將導致本身所得利潤的下降。
根據能源發展“十一五”規劃2010 年，萬元GDP(2005 年不變價，下同)能耗由2005 年的1.22 噸標準煤下降到0.98 噸標準煤左右。“十一五”期間年均節能率4.4%，相應減少排放二氧化硫840 萬噸、二氧化碳(碳計)3.6億噸。火電供電標準煤耗每千瓦時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展同時，火電落后產能的淘汰步伐也在加快，這直接關系到國家節能目標的實現。
所以，根據國家發改委的計劃，到2010年年底，要爭取關掉5000萬千瓦關停小火電機組。其中全國5萬千瓦以及以下的火電為主的燃油鍋爐和發電機組都將淘汰，東部地區應淘汰單機容量10萬千瓦及以下燃煤純凝汽式火電機組；除西藏、新疆、海南及青海等遠離主干電網的地區外，中西部地區應淘汰5萬千瓦及以下燃煤凝汽式火電機組。
這些目標已經在加快完成。截止到2008年年底，“十一五”前三年，全國累計關停了3421萬千瓦，已完成“十一五”期間關停五千萬千瓦目標的68.4%。
據獲悉，目前國家發改委、能源局還確定下一步將逐步關停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。發改委的根據是，根據測算，60萬千瓦的大機組和10萬千瓦、5萬千瓦以下的小機組，一千瓦時的發電煤耗要差100到150克標準煤。而加大關停小火電，勢必將導致“十一五”節能步子加快。
國家調整新的政策，可能將導致國家“十一五”節能目標的實現。
國家發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展后，有利于國家節能目標的實現，“現在看來‘十一五’節能20%的目標問題不大，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對計劃主任楊富強指出，目前中國經濟增速在放緩，按照現在8%的經濟速度看，最后兩年共降低10%的單位GDP能耗沒有問題。“實際上2008年已經超額完成目標。”
根據他的研究，2008年按照正常情況，即只要GDP(國內生產總值)不超過9%-10%，單位GDP能耗預計能降低4.4%，但是實際降低了4.59%，因為2008年第四季度經濟放慢，能源消費負增長導致。
數據顯示，2006-2008年三年累計完成單位GDP能耗下降10.08%，完成20%任務的50%。楊富強表示，后兩年再完成降低10%左右的目標問題不大，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。“真如此，2001到2020年就會以能源總量翻一番的消耗，實現經濟翻兩番的目標。
三、關閉小火電與地方利益的矛盾
5萬千瓦機組發相同的電量，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總排放量的35%和52%，然而，一些火電雖然小，但是給當地的財政繳納了很大一部分的稅收，有的甚至達到一半左右，小火電的關停，將直接影響當地的財政收入和經濟狀況，根據國家發改委的文件，單機發電容量在5萬千瓦以下的機組將在2010年陸續關停。因此國家提出了“上大壓小”和“節能發電調度”的政策， “上大壓小”是指將新建電源項目與關停小火電機組掛鉤，在建設大容量、高參數、低消耗、少排放機組的同時，相對應關停一部分小火電機組。
2008年《節能發電調度辦法》已在廣東、貴州、四川、江蘇、河南試點。實行節能發電調度，將打破傳統的平均主義，使高效、節能、環保機組的優越性能夠體現出來，意味著高能耗、高污染的小火電機組將因無法入圍“發電排序表”而面臨無電可發的生存危機，最終被淘汰出局。由于可再生能源發電比重在總裝機容量中只占很小一部分，高效、環保的大火電機組客觀上成為節能發電調度的最大受益者，此項政策的出臺，有利于促進電力企業特別是火電企業的產業升級。
火電發展預測
一、規劃的預測
根據國家能源局可再生能源司副司長史立山透露，2020年風電總裝機將達到1億千瓦，大大超出2007年《可再生能源中長期發展規劃》提出的2020年風電裝機3000萬千瓦的水平。
周鳳起說，目前政策的調整方面核電的力度要大一些，原因是核電上可以在短期內發展比較快，“只要安全問題、核廢料問題、核原料問題解決，就可以實現大發展。而水電盡管也在大發展，但是從長期看，相對潛力要要小一些。比如到2020年開發潛力可能就‘差不多了’”。
張國寶透露，2020年水電裝機規模達到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日國務院召開常務會議，決定將核電的發展政策從“適度”變成“積極”。為此
不過，上述政策又進行了最新的調整。張國寶撰文透露，國家現正在調整核電中長期發展規劃，加強沿海核電發展，科學規劃內陸地區核電建設，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。但這個數字也不是一成不變的，原因是以后根據需要核電也可能發展更快。
由此可以預測到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（屬于個人預測）
而根據國家能源局可再生能源司副司長史立山的觀點，其中風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計的要高很多，但所占比例不會發生很大變化，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、火電的發展方向
根據“十一五”規劃，我國電力政策是重點優化發展火電，有序開發水電，積極推進核電建設，大力發展可再生能源等。根據張國寶在《求是》雜志上的文章《科學發展電力工業贏得挑戰的根本路徑》，火電是“積極推進電力工業的上大壓小，加速淘汰落后產能”，不同于“十一五”規劃提出的“重點優化發展火電”。可以推測，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，節約環保型方向發展。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，推動科技進步和國產化。實現火電關鍵設備的國產化，不斷升級設備制造水平，不斷提高創新能力，鞏固常規發電機組國產化的成果，掌握燃煤機組的先進制造技術。
三、貫徹安全節約清潔方針，促進電力工業可持續發展。建立健全應急機制，提高電力設施抗災能力建設，確保了電力工業的安全穩定發展。電力工業始終認真貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針。
四、進一步調整發電裝機的結構，提高機組技術水平和經濟性。進一步貫徹上大壓小方針，加速關停小火電機組，淘汰落后產能；鼓勵建設能耗低、大容量的高效環保發電機組，提高電力工業整體效率，推進節能減排；積極發展熱電聯產，努力提高熱電聯產比重，改善北方大中型城市供熱狀況和冬季環境質量，以利民生；以建設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高效節能》趙瀚森李慧
2、 求是《科學發展電力工業贏得挑戰的根本路徑》 張國寶 二OO九年四月
3、 能源發展“十一五”規劃 國家發展改革委二OO七年四月
4、 能源發展“十一五”規劃