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光伏发电技术课程建设及人才培养研究
摘要:河北省“十三五”规划表明可再生能源在能源结构中的比重会大幅度提高。本文以河北水利电力学院电力系统自动化技术专业光伏发电技术课程培养为例,阐述了电气工程之新能源方向中光伏发电技术课程建设及人才培养模式,并提出了太阳能光伏发电技术及应用课程的教学方案,为开设该方向的高校提供了建议和参考。
关键词:光伏发电;课程建设;人才培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)23-0199-02
2017年第一季度国家能源局数据显示,分布式光伏新增装机243万千瓦,同比增长151%,其中,河北省成为增长最快的省份之一。河北省太阳能资源处于较丰富的地带,可开发量约9000万千瓦,属于太阳能资源二类和三类地区,具备多种形式的开发条件,有较大的开发潜力。沧州市可再生能源消费总量218万吨标煤,占终端能源消费总量的6%。“十三五”期间,新增各类太阳能发电装机1200万千瓦,投资需求约1000亿元。到2020年,可再生能源产业产值达到2000亿元。随着河北光伏产业的快速发展,光伏产业专业人才需求增多,部分光伏企业设备维护、检测、光伏电站建设等岗位人才缺额较大。
一、光伏发电应用现状
新能源产业发展快速,尤其是在政府导向下光伏产业的高速增长,市场急需大量光伏专业人才。为了适应市场需求,很多高职院校开设了光伏专业和光伏发电技术相关教学课程,但本科教学中电气工程及其自动化专业下设新能源方向较少见。《光伏发电技术》作为电气工程之新能源方向的重要专业课程,主要讲述光伏发电技术的基本原理及应用。作为一门专业实践性很强的课程,实验及实践环节尤为重要,开设实验实训教学并提供开放式的实验环境可以更好的培养学生的自主创新意识及实践动手能力,有助于专业理论知识的学习与验证。因此,对光伏发电技术课程在教学及实验研究方面进行了探索,并对实验室的建设进行了阐述。据调查统计显示,至2015年,湖南省光伏产业对各类、各层次人才需求10万余人,其中高职毕业生约7万人。同样,河北省也面临类似的问题,再加上雄安新区的建立,对可再生清洁能源需求更加迫切。在此背景下,2016年增设了电气工程及其自动化之新能源方向光伏发电技术课程,并以2015级电力系统自动化技术专科专业作为课程试点。
二、课程建设
1.课程存在的问题。“光伏发电技术”属于电气工程的专业必修课,通过该课程的学?将电力系统分析、继电保护技术、电力电子技术等进行综合应用,使学生初步掌握了光伏发电工程师的基本技能,能研发光伏产品,设计集中式及分布式光伏发电系统,并具备施工及其维护的能力,是一门实践性很强的课程。本课程的培养目标是使学生未来成为光伏行业中的高级电气工程师。本课程是电气工程新能源方向的新课程,没有完整的教学模式,因此决定了与传统电气核心课程存在较大区别。光伏发电技术的课程教学及培养模式的恰当与否及教学质量的高低直接影响光伏发电行业的发展。课程建设是决定高等教育教学质量和水平的标志,同时也是师资、科研及管理水平的综合体现。
2.教学目标及工程能力需求。根据光伏产品、集中式光伏电站与分布式光伏发电工程、建设与施工任务与实际岗位进行分析,面向光伏发电行业的中下游企业的产品研发、光伏系统设计、施工及维护等,从掌握原理、工程设计施工所具备的知识体系及能力,到设备安装、调试、运维等能力,构建基于工作任务的能力递进的专业课程体系。应注重培养学生的综合素质,使其具备扎实的电力电子、光伏发电、光伏系统设计及施工管理维护等专业知识与技能,助其成为高端技能人才。电气工程及其自动化专业新能源类之光伏发电方向,纵观国内院校多以光伏综合类型人才进行分析,生产、工艺等大量占用较大比重。对光伏生产过程讲授较多,但缺少对电气工程类的综合指引,以光伏电池生产为点,忽略了下游产业链为就业目标。我校光伏发电方向旨在以电气工程为基础,拓展光伏在发电领域的应用,包括大型光伏电站及分布式光伏电站的设计、建设、检测、并网、维护等。
3.教学内容。根据光伏发电技术课程教学内容主要分为三个方面:基本原理、课程设计和创新实践。其中,基础原理主要包括课程讲授与实验相结合,理解太阳能电池原理及特性,控制器及逆变器的结构及工作原理。课程设计主要涉及对光伏发电系统的设计及应用,着重分析了光伏发电站的设计流程,光伏组件、控制器、逆变器、蓄电池等选型,整体布局及系统防雷,光伏系统关键设备的研发及测试实验。创新实践,构建“任务驱动,能力递进”的专业课程体系,建立以项目为依托,对光伏发电进行综合设计与应用,激发学生的创新意识从事光伏相关产品的创新设计并提供试验平台。通过校企人才培养模式,在大二第二学期末参加企业生产实践,创新校企合作模式,灵活调整
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