基于光伏建筑一体化的光伏发电技术实训课程开发

　　摘要：本文从我国高职院校新能源专业光伏发电技术实训课程的教学现状出发，提出开发创新实训项目的必要性。现今小型分布式光伏发电的应用普及度越来越高，因此基于“光伏建筑一体化”这一热点概念，介绍了光伏发电技术创新实训项目开发思路，并总结了实践中存在的问题。

　　关键词：光伏建筑一体化；实训课程；课程开发

　　一、引言

　　近年来，环境污染和能源危机给人类社会带来的影响日益严峻，因此大力发展可再生能源再次成为社会关注热点，其中太阳能利用技术凭借其清洁性、普遍性和广泛性的特点成为推动社会可持续发展的重要途径之一[1]。

　　高职教育与社会经济发展紧密结合，这就要求高职院校培养具有明确新能源应用专业技能的高素质电力人才。然而，国内高职院校新能源专业建设还处在初级阶段，与光伏发电技术课程紧密结合的专业教学实训材料十分匮乏。教学实施过程中必须合理选择使用教材，结合理论课程的教学情况，以学生为主体，因材施教，开发相应的实训项目，促进学生动手能力和创新能力的培养。

　　光伏发电应用技术这门课程的部分内容原理性较强，且比较艰涩难懂，如光生伏打效应原理、U-I曲线的影响因素等，学生在学习过程中很容易因为不理解而产生学习倦怠，进而影响教学效果。高职院校新能源专业开设光伏发电技术实训课程，旨在让学生巩固理论知识的同时，强化学生动手学做能力和创新设计能力，具体包括光伏发电系统、供电控制系统电路的设计、元器件的选择、工具的使用、设备的安装调试、常见故障的解决能力等。

　　但是，目前国内高职院校的光伏发电实训课程大都只侧重于光伏电站的建设以及光伏效应原理分析，并且实训器材仅采用厂家配套的教学设备[2]。这类型配套实训设备大多价格昂贵，另一方面新能源专业学生数也限制了高职院校对其实训环节的资金投入，增加了教学难度。因此在光伏发电技术的实践教学环节中，教师有必要开发既能提高学生参与度，又有显著教学效果的实训项目。

　　二、光伏建筑一体化

　　建筑耗能是我国三大“耗能大户”之一，而太阳能利用技术在建筑当中的应用有效地起到了建筑节能和绿色环保的作用。一方面，我国的太阳能光热利用技术已经非常成熟，另一方面，光伏发电技术的应用实例也越来越多，“光伏建筑一体化”这一概念受到了社会各界的广泛关注。尤其是在我国长三角等经济较发达地区，土地稀缺，小型分布式发电的应用已成为当地光伏技术的发展趋势。因此，小型分布式发电和光伏建筑一体化也成为高职院新能源专业学生今后对口的主要就业途径之一。

　　光伏建筑一体化不是将建筑物和光伏发电系统简单地叠加，而是从建筑设计之初，就要考虑到将光伏系统的设计元素巧妙地融入建筑中，二者有机结合[3]。具体说就是将光伏器件与建筑材料集为一体，用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品，既可以当建材，又能利用太阳能发电。光伏建筑在国外的应用比较广发，如德国和日本都是较早使用的国家，我国光伏建筑还在起步阶段，大部分采用离网系统，仅满足用户自身用电需求。光伏发电技术的最好的实现形式是光伏建筑一体化和并网发电。

　　三、光伏发电技术实训课程开发思路

　　光伏建筑是一种集成技术，实际工程应用中涉及的不仅建筑和光伏系统设计本身，还需考虑投入成本、预计收益、使用年限等诸多因素。一个完整的项目有多方面能力需求，包括建筑设计、光伏系统设计、材料选型和系统配置等。将光伏建筑作为新能源专业学生光伏发电课程配套的实训项目，让学生在规定课时内完成光伏建筑的设计稿和按比例缩小的光伏建筑模型，不仅可以锻炼学生的动手能力，还能将理论联系实际，让学生将所学知识融会贯通、灵活运用，提高学生综合素质。下面，笔者从以下三点探讨课程开发思路。

　　1.因材施教，合理开发实训项目

　　高职院校的生源质量参差不齐，学生自身条件差异性较大，这就需要教师在教学过程中能够做到因材施教，开发与之相适应的教学任务。对于基础相对薄弱的学生可以将要求降低，能够完成满足设计要求的设计稿即可；针对部分学习和动手能力强的学生，可以通过不断增加设计要求来充分调动其积极性和创造性，例如在设计引入”太阳房“概念、制作按比例缩小的光伏建筑或其他科技模型等。

　　2.改革教学方法，提高学习主动性

　　高职院校学生的抽象思维较弱，对书本上枯燥的知识难以接受，上课注意力不集中，教学效果并不好。采用信息化的教学手段，通过多种形式的信息化手段和网络平台，提高学习的主体性和主动性。教学过程中充分利用视频、动画等网络资源来制作教学课件，为学生提供设计灵感，如播放国际大学生太阳能十项全能竞赛视频、光伏建筑安装动画等。通过优化教学过程，拓展学习空间，课内课外实现教学资源有效整合。

　　3.改革考核方式，提高学习效果

　　高职院校实训课程传统考核方式较为单一，往往以最后考试成绩作为考核标准，略显严苛，对部分临场发挥不好学生有失公允，因此改革实训课程考核方式也是很有必要的。光伏建筑设计制作是一项团队任务，实训之初可由若干学生自由组成设计团队，教师根据学生特点进行任务分工，采用过程化考核方式，让学生对项目进度做阶段性汇报总结，教师考核并提出指导意见，最后以学生作品作为考核的加分项。另外，学生的专业技能培养应结合职业考核标准，执行国家规范，为每个技能项目设置对应的项目考核标准，如完成产品设计、搭建系统模型、系统安装检测等。

　　四、结束语

　　光伏发电实训课程是新能源专业学生最早学习的专业实践课程，对其进行合理的教学改革和创新项目开发对学生激发专业兴趣、明确专业方向、掌握专业知识有着十分重要的意义。以实际项目的设计施工作为任务驱动的实训教学模式有助于提高学生综合职业能力，使学生在毕业后更快地适应企业工作。

　　参考文献

　　[1]林叶.新能源发电专业英语课程双语教学探索[J].中国电力教育.2013.

　　[2]杨晨.基于S7-200PLC的太阳能电池自动跟踪实训系统[J].《现代电子技术》.2013.

　　[3]李芳.光伏建筑一体化的现状与发展[J].《电源技术》.2007.

　　王影星

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