摘要：能源与国家的发展和人们的正常生活密切相关，随着传统能源煤、石油、天然气等的日益枯竭，可持续发展、储量丰富的太阳能资源越来越受到社会的关注。然而太阳能应用过程中普遍存在自动化偏低、应用成本高的问题。如何将机械自动化应用到太阳能领域，更好更节约成本地利用太阳能是目前要解决的关键问题。提高核心技术，减少与发达国家的差距是我国目前在此领域面临的挑战。该研究重点探讨了太阳能领域中应用机械自动化出现的问题以及解决方法。
关键词：机械自动化；太阳能；应用
为了保护生态环境和丰富人们的对资源的利用，科研人员开始对太阳能等绿色能源进行了开辟研究，这不仅有利于改善我国资源不停消耗的情况，还是全世界能源开发的关键一项。科研人员为了提高太阳能的利用率，在太阳能领域使用了很多机械自动化技术。
1.机械自动化在太阳能领域中的发展与应用现状分析
但是，我国在太阳能能源开发利用的过程中还存在不少问题。如我国还没有自己掌握太阳能开发利用的核心技术，机械设备的自动化水平与发达国家相比还存在很大差距，对太阳能开发利用过程中无法更好地处理尾气的闭气循环利用等问题[1]。而且现在开发利用太阳能的设备系统越发复杂、设备规模也越发庞大、各设备间以及设备各组成部件之间的联系也越来越紧密，这些都对开发利用太阳能的机械设备自动化、智能化水平提出了新的要求。针对目前我国对太阳能开发利用技术的发展现状，本文主要对机械设备自动化技术在太阳能光伏和太阳能光热利用产业方面的应用进行相关的探讨。
1.1机械自动化技术的优势
机械自动化技术是指装置利用机械方式来实现自动化作业的过程，随着现代工业尤其是制造业的快速发展，机械自动化的优势得到了进一步的凸显，主要体现在以下几个方面：
1.1大幅度提高企业生产效率
机械自动化技术的一大优势在于其能够大幅度地提高企业的生产效率。在机械自动化技术得到普遍应用之前，手工劳动一直在工业生产中占据着主导地位，尤其是在我国这样一个劳动力资源丰富的发展中国家中更是如此，但在生产作业中过度依赖人工劳动要受到人自身各种主客观因素的影响因而往往效率低下，影响了企业的整体经济效益的提高，而机械自动化技术的使用能够大幅度地提高企业的生产效率，有效避免企业的正常生产活动受到各种人为因素的影响，这是机械自动化技术的显著优势之一。
1.2极大地提高企业生产的安全性与可靠性
机械自动化技术的普及应用不仅提高了企业生产效率，而且能够同时最大程度地提高企业的安全生产系数，尤其是在一些危险性较高的行业中，机械自动化的这一优势就显然更为重要，例如传统的烟花爆竹生产主要人工进行，不仅费时费力而且对工人的人身安全是一个较大的威胁，近年来我国不少烟花爆竹生产企业在加强技术革新的基础上实现了危险工序全流程自动化机械作业和人工远程控制，从而大大提高了企业的安全生产系数。
2.太阳能光伏产业中机械自动化问题
2.1落后的多硅晶提纯技术
目前，我国已经投入到多硅晶提纯的建设中，一些重要项目一般都运用了改进的西门子法来进行硅晶提纯技术。但是，我们国家厂商的多硅晶提纯技术处于刚刚起步的阶段，并且其中设备和机械的自动化程度也和先进水平相距甚远，采用的设备生产效率低，直接提高了太阳能资源开发利用的成本，原因是国外厂商严禁向我国进行技术泄露和转移。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆想要让这种现状得到有效的改善，就要对我国目前的技术进行革新，并且还要提升其自主研发的程度，使用各种外部和内部能力让最前沿的多晶硅提纯技术实现突破。
2.2太阳能领域机械自动化应用成本高
太阳能领域应用自动化虽然能够更好地实现太阳能向其他可利用能源的转换，但是，自动化的应用成本比较高，因此，近年来，我国在太阳能自动化的应用过程中也会考虑到成本问题，太阳能主要应用在太阳能光伏发电，一般情况下，光伏发电系统主要是逆变器、控制器和光伏发电电池组成的，整个系统运行的同时，可以将机械自动化和信息化智能化同时表现出来，目前看来，虽然整个系统，包括蓄电池组等等对于太阳能的能源利用效果比较好，但是目前来看，太阳能光伏直接通过逆变形成电能，能够供给国家电网或者自用，虽然现在还处于初步发展阶段，但是资源开发过程中仍然需要注意资源开发的成本问题，但是成本控制的过程中技术水平、应用质量也不能降低。
2.3太阳能领域自动化核心技术落后
太阳能领域自动化核心技术比较落后也是影响机械自动化应用的一个因素。我国目前太阳能应用主要在太阳能光伏，形成太阳能和电网的综合型产业，虽然我国目前已经将太阳能光伏逐渐应用到很多的领域，发展的幅度也比较大，产品的出现也是节节攀升。目前，我国将太阳能光伏自动化体现在西门子法提取晶硅，但是与国际上相比，我国的方法和技术仍然是比较落后的，机械设备的自动化程度也比较落后，对于太阳能开发利用过程中的尾气循环利用技术还比较落后，开发成本比较高，因此，我国在太阳能光伏提取晶硅的过程中仍然需要加大机械自动化的程度，而且，机械设备的自动化连接也需要进行细致的设计，增加能源利用率的同时对于电网的制造和传递也有一定的好处。
3.机械自动化在太阳能光热产业领域的发展应用
目前，在太阳能光热领域中机械自动化运用广泛的包括：太阳能发电机、太阳能热水器和太阳能建筑，其中太阳能热水器主要投入在商业运营、对机械自动化的要求不是很高；太阳能建筑是现在太阳能开发的一个新领域，成为国际关注的焦点；而太阳能发电则对自动化要求最高，主要针对能源开发的发展。太阳能建筑主要是在建筑中利用太阳能供暖制冷，通过建筑构件本身与附加的独立集成器结合收集太阳能的辐射热能，这就要运用机械自动化控制来保持系统运行的效率，以节省大量电力、煤炭、天燃气等能源，即便在能源短缺的地区也能大面积使用，但由于自动化设备的技术缺陷，我国太阳能建筑的使用寿命还是个问题。太阳能发电机和太阳能热水器要用到太阳能热发电系统，现在的热发电统称为聚光式太阳能发电，与传统发电站不一样的是，它们是通过聚集太阳辐射获得热能，将热能转化成高温蒸汽驱动蒸汽轮机来发电的。当前太阳能热发电按照采集方式可分为太阳能槽式发电、塔式热发电、碟式热发电。目前，我国已有学者自主研发了自动控制式太阳能采暖装置，主要特点是将太阳能热水器和散热器、泵相连，并将时间控制仪、温度控制仪与泵相连，实现热水器采暖装置的高度智能控制。与一般先比，既可调节温度控制时间，又能在系统正常工作自动调整，结合节能环保与使用方便一体化。
结论
在全球传统能源利用日趋紧张和加强保护生态环境的背景下，提高机械设备在太阳能光伏发电和太阳能热开发利用领域中应用的自动化水平，机械设备应该在数据自动采集功能、远程控制功能、设备远程跟踪功能等方面提高科技含量，不断提升生产流程的自动化水平，才能在未来竞争激烈的太阳能开发利用领域中取得发展的优势。
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论文作者:余炳潘
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/2
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