光电技术范文

光电技术篇1

关键词:平板显示;显像管技术;液晶显示技术;等离子显示技术; 发展现状;前景。

An Analysis of the Current Situation and Development Trend of

FPD Technology

LIU gui-liang

(Class 3,College major of Electronic Science and Technology,SCAU.)

Abstract:Differents between the FPD and CRT technology.Introduce the main technology and mainstream products of FPD.Summary of the current stage and development trend of FPD.Some suggestion.

Keyword: flat panel display; television picture tube technology; liquid-crystal display; plasma display panel; situation of development; future prospect.

目录

一.引言 ??????????????????????3

二.平板显示技术概述 ????????????????3

2.1.阴极射线管(CRT) ?????????????3

2.2.液晶显示器(LCD) ?????????????5

2.3.等离子显示器(PDP) ????????????6

2.4.其他平板显示产品 ?????????????6

三.中国平板电视行业的发展现状 ???????????7

四.中国平板行业前景 ????????????????7

五.发展规划 ????????????????????8

六.结论 ??????????????????????9

参考文献 ??????????????????????9

一.引言

从1999年-2009年,中国平板行业走过了不平凡的十年。十年来中国平板电视行业经历了从无到有、从小到大、从弱到强的成长历程。在这波澜壮阔的发展进程中,造就了一批行业明星,同时也倒下了一些辉煌一时的品牌。

10年对于中国平板电视行业,是一段曲折崛起的峥嵘岁月。总结过去经验,我们可以很清楚地看到自身优势与不足;立足现在,我们可以坦然地面对困惑与问题,寻找突破之道;展望未来,我们期待中国的平板电视行业能突破瓶颈,取得关键性进展。

本文立足于各种显示技术特点以及中国平板显示行业自身特点,对此行业目前的境况作出较为客观的分析。 二.平板显示技术概述

平板显示(FPD)技术,顾名思义,就是采用平面屏幕显示的技术,它是相对于传统阴极射线管作比较而言的一类显示技术,主要包括液晶显示(LCD)、等离子显示(PDP)、有机电致发光显示(OLED)、表面传导电子发射显示(SED)等几大技术类型的相关产品。

平板显示器与传统的阴极射线管(CRT)相比,具有薄、轻、功耗小、辐射低、没有闪烁、有利于人体健康等优点。下面将分类简单介绍几种主要显示技术的主要原理。

2.1阴极射线管(CRT)

阴极射线管的关键部件是连在荧光屏后部成为一体的电子枪。电子枪发射出一束经过图像信号调制的窄电子流,经过加速、聚焦、偏转后打在荧光屏的荧光粉上使之发光。电子枪以一个相当快的速度发射电子流,同时偏转线圈控制电子束方向,逐行在屏幕上扫过,达到显示图像的目的。CRT显示图像是是不断连续刷新着的,因此此类显示器看上去给眼睛一种“闪烁”的感觉。容易引起眼睛疲劳损坏视力。

CRT有黑白和彩色两种,黑白的显像管构造相对简单。图1.为黑白显像管的构造示意图。

图1.阴极射线管

彩色显像管与黑白显像管的区别是前者有三个电子枪,前端多一个布满微小孔洞的“荫罩”,以及荧光粉是红绿蓝三种原色排列的。彩色显像管显示图像时,三个电子枪发射出三束电子,在同一个荫罩小孔上通过,分别打在三种颜色的荧

光粉上,人眼看到的效果会自动把三种色光混合,组成一幅图像。如图2.

图2. 彩色显像原理

荫罩的作用就是保证三个电子共同穿过同一个荫罩小孔,以激发荧光粉,使

之发出红、绿、蓝三色光。不同形状的荫罩有不同的透光率、对比度、分辨率等

参数。制造成本也不同。有一种栅条状的荫罩其透过率达到95%。如图3.

图3. 孔状荫罩(左上)、沟槽状荫罩(右上)以及栅条状荫罩(下)

2.2液晶显示器(LCD)

光电技术篇2

0引言 我国地处北半球，太阳能资源非常丰富，年日照时数大于2000小时地区占2/3以上，与美国相近，比欧洲、日本优越得多。其中青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地区太阳能资源相对更为丰富，全年日照时数为3200～3300小时，辐射量在6700～8370兆焦／平方米•年。近年来，光伏产业迅猛发展，国内光伏装机容量逐年增加，2008年国内光伏发电装机14万千瓦，2009年达到30万千瓦，预计2016年我国光伏装机容量有望突破500万千瓦，2020年突破2000万千瓦，而大规模光伏并网势必对电网安全稳定运行带来了新的挑战。 1光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战 1．1资源与负荷逆向分布带来的送出与消纳问题 采用“集中开发、高压送出”模式开发的大规模光伏电站多集中在西北、华北等日照资源丰富的荒漠/半荒漠地区，这些地区一般地域范围广，但是本地负荷小，光伏电站的电力需要进行远距离输送。随着光伏电站数量和规模的不断加大，光照强度短期波动和周期性变化引起的线路电压超限现象将逐步出现，这将成为制约大规模光伏电站建设开发的主要因素之一。 1．2幅照强度波动性、随机性强，运行控制问题突出 光伏电源出力波动性和随机性特点明显，且光伏电站自身无惯性环节，呈现有功功率阶跃性变化特点，需要增加电网的旋转备用容量进行调节；供电可靠性指标分析、电压无功控制、电能计量计费以及与电网自动化系统的信息交互等各种运行控制措施也存在技术问题。 1．3光伏分布式接入配电网对电网安全产生影响 光伏分布式接入配电网会带来特有的计划外孤岛运行问题，会威胁线路维护人员人身安全；造成与孤岛地区相连的用户供电质量受影响；孤岛电网与主网非同步重合闸造成操作过电压；单相分布式发电系统会造成系统三相负载欠相供电，目前所有的防孤岛检测算法均存在检测盲区。 1．4光伏分布式接入配电网对继电保护产生影响 在线路发生故障后，继电保护以及重合闸的动作行为都会受到光伏发电系统的影响。对基于断路器的三段式电流保护的影响最为显著，尤其是导致线路保护的灵敏度降低以及相邻线路的瞬时速断保护误动，并失去选择性。 1．5大量使用电力电子并网设备带来的电能质量问题严重 光伏并网逆变器采用高频调制，易产生谐波；并联输出谐波放大现象难以预测与治理；输出功率不确定性易造成电网电压波动、闪变；需要电网配置相应电能质量治理装置。 2光伏发电并网智能控制技术问题 2．1电压调频调峰与经济运行 与风电类似、太阳能光伏发电同样具有间歇性、周期性、波动性的特点。当光伏发电在电网电源中的比例不断增大的时候，其对电网调频、调峰压力的影响将愈加显著。光伏发电调峰能力极差，且随着光伏穿透功率的增加，系统内的峰谷差将成倍增加。可开展光伏发电功率预测技术、光伏与其他电源的统一规划和协调控制技术、提高光伏电站自身功率可控性的智能控制技术等方面来重点突破予以解决。 2．2应对“电网稳定控制难度提高”的智能化技术 与常规发电机组不同，光伏发电的运行控制特性完全由电力电子逆变器决定，没有转动惯量和阻尼特性。如何利用光伏发电并网智能化技术提高电网安全稳定水平是突破的重点之一。（1）光伏电站的电压无功控制技术研究开发光伏电站的自动电压控制（AVC）策略与装置，能够根据电网电压水平和相关调度指令进行光伏电站无功功率控制。（2）分布式光伏电源接入配电网的综合自动化技术1）提出包含分布式光伏发电的配电网潮流计算方法。2）提出包含分布式光伏发电的配电网运行控制基本原理和技术方法。3）开发包含分布式光伏发电的配网综合自动化系统。 2．3应对“分布式接入引起配电网运行方式改变”的智能化技术 目前，我国的中、低压配电网主要是中性点不接地系统，采用单侧电源辐射型供电网络。大量光伏电源接入配电网，使配电系统从放射状结构变为多电源结构，潮流和短路电流的大小、流向以及分布特性均发生改变，对配电网的运行控制带来诸多问题。 （1）包含分布式光伏电源的配网继电保护技术1）研究包含分布式光伏发电的配电网短路计算方法和分布式光伏发电对配网短路电流的影响分析方法。2）研究在现有继电保护配置下，配电网的最大光伏发电接入容量计算方法。3）掌握包含分布式光伏发电的配电网继电保护配置和整定方法。 （2）分布式光伏电源接入配电网的综合自动化技术1）提出包含分布式光伏发电的配电网潮流计算方法，掌握分布式光伏发电对配网潮流和损耗的影响。2）提出包含分布式光伏发电的配电网运行控制基本原理和技术方法。3）开发包含分布式光伏发电的配网综合自动化系统。 3结束语 针对我国目前光伏发电发展现状，分析了光伏发电大规模应用对电网运行带来的挑战，并针对存在的问题从技术层面上提出所需解决的关键技术方案。研究结果对我国光伏发电并网技术以及确保电网安全稳定运行等方面提供了重要的理论指导和实践意义。

光电技术篇3

关键词：光伏电站；运维技术；智能化

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.125

1 智能运维技术的现状

目前，光伏监测的共同方案是配置一套局部监测，功能相对较弱，只有实现对各电厂的单独监控，不能使集团投资者及时和全面的了解投资和建设所有电厂信息。电站运行统计数据缺乏，统计数据往往以电子文档形式提交管理者，不利于管理者直观分析。传统电站监控系统还无法及时、准确地发现电站故障信息，通常由运维人员从本地监控平台上读取、申报，人力成本投入高、故障响应速度慢，严重影响光伏系统发电收益。一些光伏电站建设地点偏远、运维人员经验不足、运维操作不规范，易引发安全事故[1]。

基于光伏运维云平台的光伏电站运维管理系统――― iSolarCloud 将云存储与大数据相结合，引入到电站的管理终端中，可实现 100 GW + 电站接入，便于对所有电站进行集中管控。iSolarCloud不仅可以建立一个完整的管理平台，规范电力设备管理系统，使用平台构建和发展规范化的操作和维修团队，提高电厂的运行效率，降低发电成本（能源levelizedcost，LCOE），和促进电力设备资产管理的透明度，实时控制发电站的地位，对电厂运行数据进行深度挖掘，支持决策，电力光伏电站，证券化，提高光伏发电厂的资产价值[2]。

2 智能运维管理技术

从时间、空间、设备、多维监控、维护、管理、报警、分析、判断、评价、一体化的电厂运行，光伏电站绩效评价指标来达到分析的目的，可以实现[3]：

1）判断光伏电站建设质量是否满足标准，达到设计要求。

2）自动体检，及时发现隐患，及时向业主对光伏发电厂的健康状况进行报告，分析并确定故障的类型和位置。

3）由于地理环境、气候特点的光伏电站，电站规模利用收集到的数据来预测发电量，以确定最佳的阻塞程度和耐受性的除尘方法的发展，最好的经济周期、成本等，实现收益的最大化。

4）结合未来网络信息共享，利用周边光伏电站信息结合当地的气象数值预报数据，通过数字信息、互联网、云计算等技术，实现局地瞬时功率预测，准确预测未来时间的发电量，使能量调度更精细化。

5）给运行人员、检修人员、管理人员等提供全面、便捷、差异化的数据和服务。

6）为今后优化光伏电站设计建设、电站设备规划、新设备接入、维护、更新、系统部件运行最佳匹配、故障早期预判提供依据支撑。

3 能运维技术的发展方向

1）数字化光伏电站。第一是对目前的光伏发电部分进行智能化、集中化改革，使常规逆变器不仅仅是一个发电部件，而是一个综合电力变换、远程控制、数据采集、在线分析、环境适应能力等为一体的智能控制器，成为电站的传感末梢与区域集控中心；第二，基于现有的RS485低速传输通道的升级，整个电厂形成一个融合的语音和视频通信，快速灵活的部署和维护的免费高速互联网，信息高速公路铺设站流量；最后，采集了电站的完整信息上传到云存储，利用大数据分析和挖掘引擎，实现了电站的智能化管理和对电站性能的连续优化[4]。

2）让电站更简单。真正的逆变器直流母线箱冗余系统设施，没有保险丝，风扇等易受伤害的部件，实现简单和标准的电源输送；电站的各个部分可以满足砂、盐雾、高温、高湿度、高海拔等环境复杂，25年免费维修，对质量的要求，运行可靠，施工操作和维护更加容易，最大限度地保护客户的投资。

3）全球自动化运维。除了最初的投资和关注的金额，随着电厂存量的规模的增加，越来越广泛的电厂分布，25年的电厂运行和维护生命周期的重要性逐渐增加。数字化光伏电站平台能够为智能光伏电站提供解决方案，提供面向全球的、全流程的智能化管理和运维手段，提升运维效率，降低运维成本，使全球化的运作和维护逐步实现，充分发挥手术效果的规模。全数字发电厂、发电厂，使更简单的操作和维护自动化等创新理念，创造“智能光伏电站智能化、高效、安全可靠的解决方案，最大限度地提高电力控股和管理客户价值[5]。

4 总结

国家政策，以促进国内光伏市场的快速增长，对规模化，规模化，智能化的方向，加剧了对光伏发电厂技术创新的需求。结合新技术、新材料、新设备、新方案和多技术的融合，使未来的智能光伏发电厂日新月异，今天的法律是明天的现实。

参考文献：

[1]许映童.以数字信息技术助力打造智能光伏电站[J].太阳能，2014（08）：9-12.

[2]智能光伏电站解决方案技术白皮书[J].太阳能，2014（08）：31-33.

[3]钟建安.基于组串逆变器的智能大型光伏电站解决方案[J].电气制造，2014（09）：29-31.

[4]王哲，林燕梅，刘璇璇等.未来智能光伏电站几点思考[J].太阳能，2014（09）：12-15.

光电技术篇4

关键词:光纤通信技术  优势  接入技术

        0 引言

        近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网的障碍。

        1 光纤通信技术定义

        光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。

        2 光纤通信技术优势

        2.1 频带极宽，通信容量大

        光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口，单模光纤具有几十ghz·km的宽带。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5gbps到1ogbps，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。

        2.2 损耗低，中继距离长 目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20db/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。

        如果将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。

        2.3 抗电磁干扰能力强 我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。

 2.4 光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设 光纤的芯径很细，约为0.1mm，由多芯光纤组成光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题，节约了地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，柔韧性好，光缆的重量要比电缆轻得多，在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量，显得更有意义。还有，光纤柔软可绕，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。

        2.5 保密性能好 对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而，随着科学技术的发展，电通信方式很容易被人窃听，只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传送的信息，更不用去说无线通信方式。

         光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外，由于光纤中的光信号一般不会泄漏，因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。

        3 光纤接入技术

        随着通信业务量的不断增加，业务种类也更加丰富，人们不仅需要语音业务，高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络a(on)和无源光网络((pon。)采用sdh技术、atm技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(odn全)部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是无源光网络。

        现阶段，无源光网络p(on)技术是实现ft－tx的主流技术。典型的pon系统由局侧olt光(线路终端)、用户侧onuo/nt(光网络单元)以及odn-orgnizationdevelopment network(光分配网络)组成。pon技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，运维成本大幅降低，适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。

        为实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达置的不同，有ftb、fttc，fttcab和ftth等不同的应用，统称fttx。

        ftth(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起，在“863”项目的推动下，开始了ftth的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网，包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型，也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式，发展势头良好。不少城市制定了ftth的技术标准和建设标准，有的城市还制门了相应的优惠政策，这此都为ftth在我国的发展创造了良好的条件。

        在ftth应用中，主要采用两种技术，即点到点的p2p技术和点到多点的xpon技术，亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。p2p技术主要采用通常所说的mc(媒介转换器)实现用户和局端的自接连接，它可以为用户提供高带宽的接入。目前，国内的技术可以为用户提供fe或ge的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。

        4 结束语

光电技术篇5

1光纤通信技术定义

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。

在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。

2光纤通信技术优势

2.1频带极宽，通信容量大

光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口，单模光纤具有几十GHz?km的宽带。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。

2.2损耗低，中继距离长目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。

如果将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。

光电技术篇6

关键词：太阳能；光伏发电系统；蓄电池组；逆变器

1 前言

传统的煤炭、石油等一次能源是不可再生的，终归要走向枯竭。提高能源利用效率、开发新能源、加强可持续能源的利用，是解决经济和社会快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。太阳能是所有可再生能源类型中以其资源储存量高、占用土地资源少、分布广泛等优势成为一致公认的最具开发潜力的新能源，而光伏发电更是因为其污染几乎为零及能源转换环节少的特征成为太阳能利用中最为广泛应用的一种方式，并成为各国普遍重视的一种新能源利用方式。从我国国家发展战略来看， 大力开发太阳能资源是能够保证我国能源供给、实现节能减排、促进产业结构调整及发展新兴战略性行业最终实现可持续发展的重要条件。

2 光伏发电基本原理

太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种发电系统。太阳能半导体晶片上部为N型半导体，下部为P型半导体，当P型半导体和N型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN结。光是由光子组成，而光子是包含有一定能量的微粒，能量的大小由光的波长决定，光被晶体硅吸收后，在PN结中产生成对正负电荷，PN结区域的正负电荷被分离，形成外电流场。如果将一个负载连接在太阳能电池的上下两表面间，负载将有电流流过。太阳能半导体晶片通过有序的组合形成太阳能电池组件，若干太阳能电池组件构成太阳能电池方阵。

3 光伏发电系统构成

光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组件、控制器、蓄电池、逆变器等组成

3.1 太阳能光伏电池组件

太阳能光伏电池组件由太阳能电池片经串并组合，并用高强度、高透光、性能强的太阳能专用钢化玻璃及高性能、耐紫外线辐射的专用密封材料层压而成，形成不同规格的电池板，即太阳能光伏发电系统的基础和核心器件。目前工程上采用的光伏电池主要有：单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池三种。

3.2 控制器

控制器的作用是使太阳能电池和蓄电池高效、安全、可靠地工作，以获得最高效率并延长蓄电池的使用寿命。控制器对蓄电池的充、放电进行控制，并按照负载的电源需求控制太阳能电池组件和蓄电池对负载的输出电能。

控制器是整个光伏发电系统的核心部分，通过控制器对蓄电池充放电条件加以限制，防止蓄电池反充电、过充电及过放电。另外，控制器还应具有电路短路保护、反接保护、雷电保护及温度补偿等功能。

3.3 蓄电池

蓄电池组是太阳能光伏发电系统中的储能装置，由它将太阳能电池方阵从太阳辐射能转换来的直流电转换为化学能储存起来，以供负载应用。由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池才能使负载正常工作。

蓄电池容量应在满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量的存储下来，并能存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。但若容量过大，使蓄电池处在亏电状态，将影响蓄电池寿命，造成浪费。

3.4 逆变器

逆变器可分为自激式振荡逆变和他激式震荡逆变，按照波形可以分为方波逆变器和正弦波逆变器。主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电，经过调制、滤波、升压等，得到与照明负载频率、额定电压等匹配的正弦波交流电源，供系统终端用户使用。逆变器具有电路短路保护、欠压保护、过流保护、反接保护及雷电保护等功能。

4 光伏发电系统设计

光伏发电系统总的设计原则是在保证满足负载用电需要的前提下，确定最少的太阳能电池组件和蓄电池容量，以尽量减少投资，即同时考虑可靠性及经济性。系统设计总体考虑主要是通过技术经济分析合理地确定满足要求的太阳能电池组成件数量和蓄电池容量，包括安全性、可靠性方面的要求。

在进行光伏系统的设计之前，需要了解并获取一些进行计算和选择必需的基本数据：光伏系统现场的地理位置，包括地点、纬度、经度和海拔；该地区的气象资料，包括逐月的太阳能总辐射量、直接辐射量以及散射辐射量，年平均气温和最高、最低气温，最长连续阴雨天数，最大风速以及冰雹、降雪等特殊气象情况等。

4.1 蓄电池容量计算

设计蓄电池容量的基本公式见下：

Bc=A×Ql×Nl×To/Cc

式中：Bc―蓄电池容量（Ah）；

A―安全系数，取1.1～1.4之间；

Ql―负载日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数（Ah）；

Nl―最长连续阴雨天数；

To―温度修正系数，一般在0℃以上取1，-10℃以上取1.1，-10℃以下取1.2；

Cc―蓄电池放电深度，一般铅酸蓄电池取0.75，碱性镍镉蓄电池取0.85。

4.2 太阳能电池方阵设计

1）太阳能电池组件串联数Ns的基本公式见下：

Ns=UR/Uoc=（UF+UD+Uc）/Uoc

式中：UR―太阳能电池方阵输出最小电压（V）；

Uoc―太阳能电池组件的最佳工作电压（V）；

UF―蓄电池浮充电压（V）；

UD―二极管压降，一般取0.7V；

UOC―其它因数引起的压降。

2）太阳能电池组件并联数Np的基本公式见下：

Np=（Bcb+Nw×Ql）/（Qp×Nw）

式中：Bcb―需补充的蓄电池容量（Ah）；

Nw―两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数；

Qp―太阳能电池组件日发电量（Ah）。

3）太阳能电池方阵功率的基本公式见下：

根据太阳能电池组件的串并联数，即可得出所需太阳能电池方阵的功率P：

P=Po×Ns×Np

式中：Po―太阳能电池组件的额定功率（W）。

4.3 最大功率点跟踪（MPPT）

目前光伏电源能源利用率较低、供电稳定性与可靠性也不高。光伏系统的最大功率点跟踪方法可以最大限度地利用光伏电池所产生的直流电能，通过实时检测光伏阵列的输出功率和一定的控制算法预测当前工况下阵列可能的最大功率输出，从而改变当前的阻抗情况来满足最大功率输出的要求。这样即使太阳能电池的结温升高使得阵列的输出功率减少，系统仍然可以运行在当前工况下的最佳状态。常用的MPPT实现方法有：定电压跟踪法、功率反馈法、扰动观测法、导纳增量法、实际测量法。

4.4 孤岛效应

由于光伏并网发电系统直接将太阳能逆变后输送到电网，所以需要各种完善的保护措施。除了通常的电流、电压和频率监测保护外，还需要考虑一种特殊的故障状态，即孤岛状态。所谓孤岛，电网由于电气故障、人为或自然等原因中断供电时，光伏并网系统未能及时检测出停电状态并脱离电网，使该系统和周围的负载组成一个不受电力公司掌控的自给供电孤岛的情况。一般采用具有反孤岛功能的并网逆变器，当向孤岛负载中的任一种供电时，能够在10个电网周期内检测出孤岛状态并停止供电。

5 结束语

近年来，随着国内能源消耗量的日渐攀升，国内能源供应日趋紧张，成本持续创新高。与此同时，太阳能光伏技术不断得到创新和发展，非晶硅薄膜太阳能电池的生产成本逐渐降低，生产技术已日趋成熟。专家预测，我国城乡建设和太阳能光伏发电的有效结合，并切实实施光伏并网发电，将逐步优化我国的传统能源结构，对于解决因传统能源使用而造成的环境问题、改善生态环境、解决能源供应紧张和实现人类健康和可持续发展等具有重要意义。

参考文献：

[1]王长贵，王斯成.太阳能光伏发电实用技术[M].北京：化学工业出版社，2005.

[2]周志敏，纪爱华.太阳能光伏发电系统设计与实用实例[M].北京：电子工业出版社，2010.

[3]全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇―电气[M].北京：中国计划出版社，2007.

光电技术篇7

（一） 网络 的发展对光纤提出新的要求。下一代网络(ngn)引发了许多的观点和争议。有专家预言，不管下一代网

络如何发展，一定将要达到三个世界，即服务层面上的ⅳ世界，传递层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。下一代传送网要求更高的速率，更大的容量，这非光纤网莫属。

1、扩大单一波长的传输容量。目前，单一波长的传输容量已达到40gbit／s，并已开始进行160gbit／s的研究。40gbit／s以上传输对光纤的pmd将提出一定的要求，不久的将来会出现一种专门的40gbit／s光纤类型。

2、实现超长距离传输。无中继传输是骨干传输网的理想，目前有的公司已能够采用色散齐理技术，实现2000-5000km的无中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标，采用拉曼放大技术，可以更大地延长光传输的距离。

（二）光纤标准的细分促进了光纤的准确应用。2000年世界电信标准大会将原g.625光纤重新分为g.625a,g．652.8和g.652．0三类光纤，将g．655光纤重新分为g．655．a和g．655．b两类光纤。这种光纤标准的细分促进了光纤的准确使用，细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求，并提出了一些新的指标概念，对合理使用光纤取得了很好的作用。

（三）新型光纤在不断出现。为了适应市场的要求，光纤的技术指标在不断改进，各种新型光纤在不断涌现，同时各大公司正加紧开发新的品种。

1、用于长途通信的新型大容量长距离光纤。主要是一些大有效面积，低色散维护的新型g.655光纤，其pmd值极低，可以使现有传输系统的容量方便地升级至10-40gbit/s并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大，使光信号的传输距离大大延长。

2、用于城域网通信的新型低水峰光纤。城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本，还需要考虑非波分复用技术(cwdm)应用的可能性。低水峰光纤在1360--1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展，使cwdm系统被极在大地优化，增大了传输信道，增长了传输距离。

3、用于局域网的新型多模光纤。由于局域网和用户驻地网的高速发展，大量的综合布线也采用了多模光纤来代替数字电缆，因此多模光纤的市场份额会逐渐加大。之所以选用多模光纤，是因为局域网传输距离较短，虽然多模光纤比单模光纤价格贵50％---100％，但是它们配套的光器件可选用发光二极管，格则比激光管便宜很多，而且多模光纤有较大的芯径与数值空径，容易连接与耦合，相应的连接器，耦合器等元器件价格也低得多。

4、前途未卜的空心光纤。据报道，美国一些公司及大学研究所真正在开发一种新的空心光纤，即光是在光纤的空气中传输。如果真的实用，就能解决现有光纤系统长距离传输的问题，并大大降低光通信的成本。

二、光缆技术的发展特点

（一）光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现。光缆结构的发展可归纳为以下一些特点：

1、光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择，如干线网光纤，城域网光纤，接入光纤，局域网光纤等，这决定了大范围内光纤传输特性的要求，具体运用的条件还可依据细分的标准及指标。

2、光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外，越来越多的与其施工方法，维护方法有关，必须同一考虑，配套设计。

3、光缆新材料的出现，促进了光缆结构的改进，如干式阻水料，纳米材料，阻燃材料等的采用，使光缆性能有明显改进。

（二）光缆的自动维护，适时监测系统已逐渐完善，可保证大容量高速率的光缆不中断传输。光缆的维护对于保证网络的可靠性是十分重要的。在已开通的光网络中，光缆的维护和监测应该是在不中断通信的前提下进行的，一般通过监测空闲光纤(暗光纤)的方式来检测在用光纤的状态，更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。目前最新的建议是2001年12月tut-tsgl6会议通过的“光缆网络的维护监测系统”(l40建议)。美国郎讯公司曾提出了新一代光纤测试及监测系统，能在1s内发出故障警告，3min内找到故障点，且工作人员可以遥控操作，据称该系统还将开发有故障预测及对断纤(缆)的快速反应能力。

三、通信电缆的 发展 特点

（一）宽带的hya通信电缆需要更好地为数字通信新业务服务。原有的电缆 网络 虽然可以支持一些数字业务，但是在实际使用中并不是特别的理想，在通信距离，速率及质量上仍有一定的限制。对于新的网络当然是以光纤为主，对于光纤所不能达到地方或因各种原因仍然要新建电缆网络的地区，应该考虑新型宽带结构的hya电缆，以便更能符合新业务发展的需要。一些公司对现有的电缆高频特性作了测试，他们得到的结论是所研究的电缆不能达到5类电缆的技术要求，户外电缆要实现5类电缆的特性，必须通过特殊的设计和制造来达到。但在20mhz以下，所有电缆都显示出充分适宜的传输性能。

（二）超5类及6类电缆将替代5类电缆成为布线系统发展的趋势。随着智能化大楼，智能化建筑小区对宽带布线的要求越来越高，超5类和6类电缆已逐渐成为布线系统的主流。超5类电缆与5类电缆的频带都是100mhz，但其具有双向通信的能力，用户可以同时收发宽带信息。因此超5类电缆比5类电缆在电阻不平衡性，对地电容不平衡性，传输速度等指标上都有提高，并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标，因此在工艺和结构上要做到一定的改进才能达到。

四、光纤光缆和通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题

（一）积极创新开发具有良好知识产权的新技术。虽然这几年来，我国光缆电缆技术有很大发展，有一些具有自主知识产权的技术已发挥作用，但是应该看到这种比例仍是很小的，国内有近200家光纤光缆厂，但大多产品单一，没有自主的知识产权，技术含量较低，竞争力不强。

（二）开发具有先进技术水平，与使用环境，施工技术相配套的新产品。电信网络在不断发展的同时也对光缆电缆产品不断提出新的要求。今后光缆建设的重点将会随着接入网，用户驻地网的建设不断展开，新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆，吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化，以便有限的敷设空间得到充分，灵活的利用。

（三）利用已有设备与技术，改善hya市话电缆的相应特性，为数字业务提供更好的服务。对于已经敷设的铜电缆，我们只能在现有条件下尽量利用其特性开通数字新业务。而现有的hya电缆，虽然亦可开通adsl等一些新业务，但是容量有限，当adsl数量增大到一定限度后，还是会出现干扰问题，而且还会影响以前开通的业务。

（四）改进光缆电缆的施工和维护方法。目前，为了适应城市施工的特点，国际上较重视不挖沟的方式施工光电缆，采用小地沟或微地沟技术安装光缆，同时对光缆网进行自动监测，保正光缆网络不中断。在施工和维护中降低成本，节省老力，节省时间，逐步推广新的施工方法，逐步完善光缆网络的自动监测维护系统和提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。

光电技术篇8

【关键词】光电技术 侦察 光电干扰 发展趋势

光电技术（Photoelectric Technology）是一门以光电子学为基础，将光学技术、电子学技术、精密机械及计算机技术紧密结合在一起的新技术，它为获取光子信息或借助光子提取其他信息提供了一种重要手段。它将电子学中的许多基本概念与技术移植到光频段，解决光电信息系统中的工程技术问题。这一先进技术使人类能更有效地扩展自身的视觉能力，将长波延伸到亚毫米波，短波延伸至紫外线、X射线、γ射线，乃至高能粒子，并可在飞秒级的速度下记录超快现象的变化过程。

光电技术的研究内容可以分为光电基础技术和光电信息技术两部分。光电基础技术体系是多门学科为基础，以器件物理技术为依托，如高光电转换效率的太阳能电池、高速低噪的PIN与APD二极管、高像素与高图像质量的CCD与CMOS图像传感器等基础光电器件的研制。光电信息系统技术包括了光电信息的产生、获取、变换、传输、处理和控制等过程。光电技术在现代科技、经济、军事、文化、医学等领域发挥着极其重要的作用，以此为支撑的光电子产业是当今世界各国家争相发展的支柱产业，是竞争激烈、发展最快的信息技术产业的主力军。随着光电技术的迅速发展，半导体激光器、千万像素的CCD与CMOS固体图像传感器、PIN与APD光敏二极管、LED、太阳能电池、液晶显示等在工业与民用领域随处可见，红外成像技术已经广泛应用于军事和工业领域。

光电技术的基本功能是将光学参量或非光学参量进行光电转换，完成工业检测、军事光电对抗、红外探测、控制跟踪等。光电技术在光通信、大容量光存储、生物工程与医学、工业在线检测、危险环境检测、遥测遥感、光纤传感、精密计量、太赫兹波技术等方面有着广泛应用。下面着重介绍光电技术在光电对抗上的应用及发展趋势。

各种基于光电技术的武器系统被应用于现代信息化战争中。在光电武器装备的较量中，出现了一种全新的作战手段，这就是――光电对抗（Electro-optical Countermeasure）。敌对双方在光波段范围内，利用光电器材和设备，侦查告警光电制导武器和光电侦查设备等光电武器，并实施干扰，使敌方武器降低、削弱或完全丧失作战效能。同时，利用光电器材和设备，从而有效地保护己方光电设备和人员免遭敌方的侦查告警和干扰。光电对抗是技术可以分为光电侦察与反光电侦察、光电干扰与抗光电干扰等，如图1。

1 光电侦察

光电侦察（Photoelectric Detection），主要是搜索、截获、测量、分析、识别以及光电设备测向、定位敌方辐射或散射的光谱信号，以获取敌方光电设备类型、位置、参数、功能、用途，及时提供情报并发出警告。光电侦察分为被动、主动侦察。利用各种光电探测装置截获和跟踪敌方光电装置的光辐射，并加以分析识别，从而获取敌方目标信息情报的一种手段，叫做光电被动侦察（Passive Detection），如激光告警、红外告警、紫外告警和光电综合告警等。利用敌方光电装备的光学特性而进行的侦察，称为光电主动侦察（Active Detection），即向敌方发射光束，再对反射回来的光信号进行探测、分析和识别，从而获得敌方情报，如激光雷达、激光测距机。

2 光电干扰（Photoelectrici ty Interference）

采取某些技术措施可以破坏或抑制敌方光电设备的正常工作，其称为光电干扰，这种手段同时也可以保护己方目标。光电干扰分为有源干扰（Acti ve Jamming）和无源干扰（Passive Jamming）两种方式。有源干扰是利用己方光电设备发射或转发敌方光电设备相应波段的光波，对敌方光电装备进行压制或欺骗干扰。如红外干扰机、红外干扰弹、强激光干扰和激光欺骗干扰。无源干扰是利用特制器材或材料，反射（ Reflection）、散射（ Scattering）或吸收 （ Absorption）光波能量，或人为改变己方目标的光学特性，使敌方光电装备效能降低或被欺骗而失效，以保护己方目标为目的的一种干扰手段，如烟幕（ Smokescreen）、光电隐身 （Electro-optic Steal thy）和光电假目标。

3 反光电侦察

反光电侦察就是抓住光电系统的薄弱环节，使敌方的光电侦察装备无法看见己方的军事设施。主要方法有遮挡和欺骗、伪装与隐身。反光电侦察的具体技术包括烟幕、假目标、伪装（ Camouflage）、隐身、摧毁与致盲、编码技术和改变光束传输方向等。

4 抗光电干扰

抗光电干扰是在光电对抗环境中为保证己方光频谱而采取的行动。其在己方目标上，通过采取光电防护材料、抗干扰电路等措施，衰减或过滤敌方发射的强激光或其他干扰光波，保护己方设备或作战人员免遭干扰和损伤。它包括反多光谱技术 （Multispectral Technique）、隐身技术、信息融合技术（Information Fusion Technology）、自适应技术 （Adaptive Technology）、编码技术、选通技术等。

随着信息技术技术、军用光电技术的发展，光电制导武器及光电侦察设备的性能不断完善，对重要军事目标以及军事设施将构成严重威胁，在信息化的战争中应用日益增多，因此，世界各军事大国对光电对抗装备的研制和光电对抗技术的发展高度重视。其发展趋势主要表现在：多光谱对抗技术应用更加广泛；光电对抗手段向多功能方向发展；硬摧毁与软干扰相结合成为一种重要的研究途径；探索新型对抗技术与体制成为光电对抗技术研究热点；光电对抗的综合一体化和自动化；多层防御全程对抗；空间光电对抗；光电对抗效果评估。

参考文献

[1]王洋等.光电对抗技术[J].红外与激光工程，2006（10）.

[2]邱宪文.海军电子战的作战样式[J].现代军事，2001（03）.

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