太陽能發電領域復合型人才培養模式探討

摘要：太陽能發電是新能源科學與工程專業人才培養的重點方向之一，培養光伏—光熱發電復合型人才符合我國太陽能發電行業的發展趨勢。本文分析了太陽能發電人才培養現狀，指出了現有太陽能發電人才培養模式中，單一聚焦光伏發電的問題，結合行業發展與學生競爭力等方面，探索了培養光伏—光熱發電復合型人才的優勢，結合我校新能源科學與工程專業，提出了合理提升光熱發電教學內容的具體方法，對太陽能發電領域復合型人才培養的優化措施進行了探討。

關鍵詞：太陽能發電；復合型人才培養；優化措施

Abstract：SolarpowergenerationisoneofthekeydirectionsfortalentcultivationinthefieldofNewEnergyScienceandEngineering.CultivatingphotovoltaicsolarthermalpowergenerationcompositetalentsisinlinewiththedevelopmenttrendofChina'ssolarpowergenerationindustry.Thecurrentsituationoftalentcultivationinsolarpowergenerationwasanalyzedinthepaper.Theproblemofasinglefocusonphotovoltaicpowergenerationintheexistingtalenttrainingmodeofsolarpowergenerationwaspointedout.Combiningindustrydevelopmentandstudentcompetitiveness，theadvantagesofcultivatingphotovoltaicsolarthermalpowergenerationcompositetalentswereexplored.BasedontheNewEnergyScienceandEngineeringmajorinourinstitute，thespecificmethodsofreasonablyenhancingtheteachingcontentof solarthermalpowergenerationwereproposed.Optimizationmeasuresforcultivatingcompositetalentsinthefieldofsolarpowergenerationwerediscussed.

Keywords：Solarpowergeneration；Compositetalentscultivation；Optimizationmeasures

新能源科學與工程專業于2010年為國家教育部批準設立，該專業屬于能源動力大類，旨在為我國新能源產業培養高水平人才［1］。在眾多新能源領域中，太陽能發電發展迅速，為眾多高校所關注，浙江大學［2］、華北電力大學［3］、江蘇科技大學［4］、沈陽工程學院［5］等我國多所高校均將太陽能發電人才培養作為新能源科學與工程專業的重點方向之一。然而，傳統的太陽能發電人才培養模式存在方向單一、融合性不足等問題，本文分析了太陽能發電人才培養現狀，結合行業發展與學生競爭力等方面，探索了培養光伏—光熱發電復合型人才的優勢，結合我校新能源科學與工程專業的具體教學內容設置，對太陽能發電復合型人才培養過程中的創新舉措進行了探討。

1太陽能發電人才培養模式現狀——單一聚焦光伏發電

太陽能發電在我國呈現迅猛發展的態勢，已成為我國主流的電力來源之一。目前，我國太陽能發電裝機容量已達6.1億kW［6］。太陽能發電分為光伏和光熱兩個方向，其發電原理不同，光伏發電核心原理在于利用電池組件的光電效應，直接實現太陽輻射與電能之間的轉換；光熱發電則基于熱力循環，采用聚光形式，將太陽輻射轉換為蒸汽的熱量，再通過汽輪機等動力設備進行做功發電。

在我國，光伏發電產業起步更早，因此，在常規的太陽能發電人才培養模式下，眾多高校主要關注光伏發電人才培養，對光熱發電的人才培養方面關注不足。然而，近幾年，隨著光熱產業的迅猛發展，大批光熱工程項目已于我國投產，截至2023年年底，太陽能熱發電機組裝機容量已形成一定規模［7］，綜合考慮在建與擬建的光熱發電項目，我國未來兩年內的光熱機組裝機容量將超過5GW［8］，隨著核心技術的突破以及產業鏈的完善，在未來5～6年內，我國光熱發電將飛速發展，國家能源局規劃每年新增裝機容量3GW左右［9］。因此，我國太陽能發電行業將在近期形成較大規模的光熱人才需求，培養光伏—光熱發電復合型人才將成為新能源科學與工程專業的主要發展方向之一。

現階段，高校對太陽能發電人才的培養模式總體上呈現單一聚焦光伏發電的現狀，主要體現在專業課、實踐課等方面，眾多高校在新能源科學與工程專業針對光伏發電方向，開設了電站設計、運行維護、并網發電、關鍵設備控制、仿真模擬等理論課與實踐課，但對于光熱方向的課程開設偏少。基于我國光熱發電迅猛發展的現狀，合理提升光熱發電教學內容比例有助于太陽能發電領域復合型人才的培養。

2培養太陽能發電領域復合型人才的優勢

基于我國太陽能發電產業現狀以及未來對人才的需求情況，開展光伏—光熱發電領域復合型人才的培養會具有比較大的優勢，該優勢主要體現在符合行業發展方向、提升學生競爭力、可充分發揮成熟課程體系三方面。

2.1符合行業發展方向

我國太陽能發電行業總體呈現兩方面態勢：一方面光伏發電技術成熟，已成為我國電力的重要來源之一；另一方面光熱發電發展迅猛，大批光熱電站項目處于獲批、在建、投產狀態，其規模將在近幾年迅猛增長，相應的人才需求也將呈現急劇上升的趨勢。我國《“十四五”可再生能源發展規劃》明確指出要積極開展光熱—光伏基地一體化建設運行［10］，光伏與光熱發電將形成相輔相成、相互融合的格局，一方面通過光伏發電技術上的成熟性實現太陽能低成本發電，另一方面通過光熱發電的良好儲能調峰特性促進太陽能發電的穩定性與可靠性。綜合來看，培養光伏—光熱發電復合型人才符合我國太陽能發電行業的發展趨勢，為我國光熱—光伏基地一體化建設運行提供人才儲備。

2.2提升學生競爭力

提升學生競爭力是光伏—光熱發電復合型人才培養模式的另一個優勢。合理提升光熱發電的教學內容有助于學生拓寬視野，提升知識儲備，尤其是在熱力系統、動力設備等方面的知識儲備。除熱量來源不同之外，光熱發電與燃煤發電、生物質發電等形式在熱力系統與動力設備方面基本一致。近幾年我國燃煤機組發電約占總體發電量的60%［11］，在未來較長范圍內，我國發電的主體依然是燃煤機組，合理提升光熱發電的教學內容，不僅有助于學生掌握太陽能熱發電知識，也能夠提升學生在燃煤發電等方面的知識儲備，使學生了解并掌握換熱器、汽輪機、凝汽器等電站中主要的熱力與動力設備，進而拓寬學生在發電領域的視野，提升學生未來的發展空間。

合理增加光熱發電的教學內容有助于拓寬學生的就業口徑。我國各大發電集團主營業務往往呈現多樣化的形式，對熱力系統、動力設備等方面進行系統化學習，有助于促進學生在光熱發電、燃煤發電、生物質發電等方向的就業。此外，我國發電格局逐漸由之前的單一電站轉換成多能互補發電基地，開展光伏—光熱發電復合型人才的培養，有助于增強學生就業競爭力。

2.3充分發揮成熟的課程體系

我國眾多高校將新能源科學與工程專業設置在了能源動力大類［12］，以我校新能源科學與工程專業為例，依托于能源與動力工程學院。能源與動力工程學院擁有熱能與動力工程專業的強力支撐，在熱力發電人才培養方面積累深厚，培養出來的人才得到了業界的高度認可，已經在熱力發電企業中形成了良好的口碑。在太陽能發電領域中，光熱發電與傳統熱力發電在核心知識方面具有一定的重疊性，如在熱力學循環、動力機械設備、傳熱傳質等方面。在光熱發電的教學過程中，可充分發揮已有非常成熟的“汽輪機原理”“熱力發電廠”“電氣設備與系統”“熱工自動控制”等課程教學體系，同時充分發揮關鍵實驗平臺、電站仿真平臺、設備模型參觀室等已有教學資源的作用，實現良好的教學效果，促進光熱發電人才的培養。

3太陽能發電領域復合型人才培養的優化措施

在太陽能發電領域復合型人才培養方面，我校新能源科學與工程專業開展了如下改革與優化措施：

3.1設置完整的光伏發電課程體系

我校新能源科學與工程專業設置了完整的光伏發電課程體系，在核心理論基礎教學方面，開設了“新能源材料”“太陽能轉換原理與技術”“儲能原理”等課程，有助于學生從能量轉換原理層面上形成深入的理解；在工程應用教學方面，設置了光伏器件與系統、電力電子變流技術、風光控制等內容，幫助學生進一步深入掌握光伏發電中的設備構造、運行維護、控制技術等方面的知識，有助于學生對核心工作技能的掌握。總體來看，完整的光伏發電理論課程體系有助于在以下多方面促進太陽能發電人才的培養：（1）促進學生形成系統性的光伏發電知識儲備，幫助學生在核心原理、關鍵設備等方面全面了解并掌握光伏發電；（2）促進學生形成較強的科學精神與工匠精神，養成認真、嚴謹的學習和工作品質，幫助學生形成良好的職業道德與職業素養；（3）幫助學生了解與掌握光伏發電行業相關標準，提升學生在太陽能發電領域的執業能力，養成規范的工作習慣，形成良好的綜合素質；（4）促進學生對光伏發電實際工程技術的了解與掌握，在系統計算、指標評價、控制策略、運行維護等方面全面掌握光伏發電工程中的關鍵技術，加深理論與工程實際的聯系，幫助學生形成利用理論知識解決光伏發電實際工程問題的能力。

在實踐課程方面，我校新能源科學與工程專業在光伏發電方向開設了大量實踐教學環節，包括源頭的太陽輻射測量、關鍵部件的核心實驗、系統工程方案設計、發電系統模擬仿真等，形成了完整的光伏實踐教學體系，幫助學生掌握實際動手技能，有效地增強了學生解決實際工程問題的能力。總體來看，完整的光伏實踐教學體系能夠大幅提升學生的實踐能力，在實踐層面鍛煉學生的能力，加強學生對實際工程的認識，提升學生在就業中的競爭力。

3.2在光熱發電方面開設電廠熱力設備教學

為了優化人才培養模式，實現太陽能發電領域復合型人才的培養，我校新能源科學與工程專業開設了電廠熱力設備方面的課程。該課程與前置的“工程熱力學”“傳熱學”等專業基礎課程聯系緊密，為后續“光熱系統設計”等課程提供支撐。課程將換熱器、汽輪機、熱力系統等多個模塊融為一體，對光熱發電人才培養具有如下具體作用：（1）促進學生了解并掌握換熱設備的基本結構與能量轉換過程，熟悉各換熱設備之間的布置與連接方式，掌握整個換熱系統的工作原理、計算方法、評價指標等理論方法，了解并掌握工程流程、調控方案、運行策略等實際工程技術，幫助學生形成發現問題、尋找方法、解決問題的能力；（2）使學生熟悉光熱發電核心動力設備——汽輪機，促進學生掌握汽輪機的機械構造、部件功能、工作原理、計算方法、評價指標等理論內容，以及控制策略、運行特性、改造技術等實際工程關鍵內容，促進學生形成運用專業知識解決實際動力設備工程問題的能力；（3）幫助學生了解光熱發電熱力循環的基本概念，熟悉熱力系統中部件、單元以及系統整體的構造與工作原理，有助于學生掌握系統的分析方法、評價指標、熱力計算等內容，促進學生形成利用相關知識解決光熱發電熱力系統實際工程問題的能力。

3.3開設光熱發電系統設計實踐教學

面向日益增長的光熱發電人才需求，我校新能源科學與工程專業在實踐課程方面，開設了光熱發電系統設計的實踐教學環節。該課程基于前置的“工程熱力學”“傳熱學”等專業基礎課，是太陽能轉換原理與技術專業核心課在光熱實踐方向的進一步發展。通過為期兩周的光熱發電系統設計實踐教學環節，學生將理論知識應用于工程實踐，一方面，鞏固了已有的理論知識儲備，進一步掌握了光熱發電的基本理論和關鍵技術；另一方面，促進了對工程實際項目的了解，對就業具有較大幫助。該實踐教學重在培養學生在光熱發電領域的工程實踐能力，一方面，幫助學生了解光熱發電行業的相關標準，促進學生在光熱發電領域形成科學精神與工匠精神，養成規范、嚴謹的工作品質，提升學生的職業素養與執業能力；另一方面，促進學生全面掌握光熱發電系統設計流程，加強學生對于光熱發電系統在熱力計算、系統分析、指標評價、工程改造等方面的實踐技能掌握，有助于學生提升設計太陽能熱發電工程方案的能力，加強了學校教學與工業生產之間的聯系。

結語

培養光伏—光熱發電復合型人才符合我國太陽能發電產業發展趨勢。本文對太陽能發電人才培養現狀進行了分析，結合行業發展現狀與學生就業等方面，分析了培養光伏—光熱發電復合型人才的優勢，探討了光伏—光熱發電復合型人才培養的優化措施，為太陽能發電領域復合型人才培養提供了思路。

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基金項目：江蘇省高校“青藍工程”，南京工程學院教學改革與建設項目（JXJS2023003）；南京工程學院勞動教育實踐項目（LDSJ202231）

作者簡介：韓宇（1990—），男，漢族，吉林長春人，博士，副教授，研究方向為清潔高效發電。