導語：如何才能寫好一篇新能源及其發(fā)電技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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人類開始不斷尋找新能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源。在一些發(fā)達國家，新能源發(fā)電技術現在已經成了他們解決電力系統(tǒng)問題的一種必不可少的手段。本文首先介紹了新能源的特點，接著詳細介紹了幾種新能源發(fā)電技術，包括風能發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電等，最后闡釋了新能源發(fā)電對電力系統(tǒng)發(fā)展的重要意義。

關鍵詞：新能源；風能；發(fā)電技術

隨著科學和社會的進步，全球所面臨的資源和環(huán)境問題也日益突出，由于傳統(tǒng)能源的存量有限，使得對其的開發(fā)和利用受到限制，只能尋找可以替代的新能源。目前，全球正在掀起一場以大規(guī)模開發(fā)和利用新能源為標志的革命。隨著我國經濟的發(fā)展，對電力的需求也不斷增大。現在我國所依靠的電力能源主要是煤、石油和天然氣等，這些能源在短期內是不可再生的，開采得越多存量就會越少。同時，開發(fā)和利用這些能源會引起酸雨、溫室效應等嚴重的環(huán)境問題，這也成為整個世界經濟發(fā)展的重要限制因素。所以，大力發(fā)展新能源發(fā)電技術迫在眉睫。

1 我國新能源的特點

我國的新能源資源和各地的能源需求呈現逆向分布的特征，且儲量豐富。生物質能資源年產出8.99 億tce，據統(tǒng)計，波浪能資源的儲量為1285萬kW，潮汐能資源儲量為1.1億kW，潮流能為1.4億kW。從資源分布來看，風能較豐富的地區(qū)除了東部沿海之外，其它的主要集中在內蒙古、新疆以及甘肅和華北的北部。而太陽能資源只要分布在、青海、新疆南部和內蒙古的西部。但是我國75%以上的能源需求都是在東部和中部地區(qū)，所以資源需求和分布逆向性較明顯。

新能源資源都具有地域性，本身是無法實現直接供電，而是通過一定方式轉化為電能才能被大規(guī)模地利用。目前我國的新能源資源分布地區(qū)的用電量相對較少，當地并不能完全消化，可以通過長距離的電網輸送到中東部用電量較多的地區(qū)。新能源資源的一個明顯特點是分散性，因為能流密度較低，分布到每單位面積上的能量并不多，風電和太陽能發(fā)電站占用的空間比較大。新能源發(fā)電具有間歇性和波動性，受季節(jié)和氣候的影響比較大。

2 新能源發(fā)電類型

2.1 風能發(fā)電

風能資源既包括陸地資源，又包括近海岸資源。目前來看，風能發(fā)電是非水可再生能源發(fā)電中技術相對比較成熟且開發(fā)規(guī)模較大的一種發(fā)電方式，也是現在新能源發(fā)電的一個重點發(fā)展方向。風力發(fā)電系統(tǒng)離不開槳葉、機械傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、電力電子裝置、升壓變壓器等這幾個部件。我國風能資源十分豐富，我國的風力發(fā)電技術雖然與發(fā)達國家相比還有一些差距，但是也取得了一些進步。目前，我國的風電場的數量已有上百個，裝機總容量高達260萬千瓦。2015年我國的風能發(fā)電計劃達到1500萬千瓦，2020年將達到3000萬千瓦。

2.2 太陽能發(fā)電

太陽能是地球上永恒的一種能源，我國陸地面積每年接收的太陽輻射熱量較多，屬于太陽能資源比較豐富的國家。太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要包括電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）以及逆變器幾個部分組成。太陽能發(fā)電形式主要有兩種：光伏式和光熱式。光伏發(fā)電系統(tǒng)按照是否接入電網又分為離散型和并網型發(fā)電系統(tǒng)。離散型是可以直接利用直流電來供電，并網型則需利用一些裝置將直流電變?yōu)榻涣麟姾蟛拍芄╇姟９鉄岚l(fā)電是首先將太陽能由低密度轉為高密度，再利用傳熱裝置將太陽能轉化為電能。

2.3 海洋能發(fā)電

海洋能發(fā)電是利用海洋中儲存的大量能量來發(fā)電。海洋能屬于可再生資源，主要包括潮汐能、波浪能、海水溫差能、海流能等。海洋能對環(huán)境無污染，蘊藏量大，但是其能量密度較低，具有很強的地域性，限制了對其的開發(fā)，目前海洋能發(fā)電得到實際應用的有潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電。潮汐發(fā)電是利用潮起潮落形成的水位差沖擊水輪機來帶動發(fā)電機進行發(fā)電。這種發(fā)電方式規(guī)律性較強，能量穩(wěn)定，便于電網的發(fā)電和配電的管理，但是由于成本較高，電價也高，我國的潮汐發(fā)電站還不多。波浪發(fā)電方式是將波浪能轉換成機械、氣壓或液壓的能量，然后再利用傳動機帶動發(fā)電機發(fā)電。我國的波浪能主要分布在廣東浙江等沿海地區(qū)。

2.4 生物質發(fā)電

生物質能是蘊含在生物質中的能量，生物質能發(fā)電方式是一種以農作物秸稈和木屑為燃料的火力發(fā)電方式。生物質能是直接或者間接地利用植物的光合作用，將太陽能轉為化學能儲存在生物體內的能量。它與傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比的優(yōu)勢在于實現了二氧化碳的零排放，既環(huán)保又節(jié)能，因此，越來越受關注。并且，生物質能分布很廣泛，從儲量上來說，總量僅次于地球上的煤、石油和天然氣?，F在利用生物質能發(fā)電的方式有多種，包括直燃發(fā)電、混燃發(fā)電、沼氣發(fā)電等。

2.5 地熱能發(fā)電

地球本身就是一個非常大的熱倉庫，據推算，全球的地熱能源總量約為現在全球能耗的45萬倍。地熱能也屬于一種較清潔的可再生資源。地熱發(fā)電是利用高出沸點的中、高地熱（蒸汽）來推動汽輪機，從而帶動發(fā)電機來發(fā)電，或者是通過熱交換用地熱來給一些沸點低的流體加熱，使其變成蒸汽后再同以上原理一樣來發(fā)電。我國的地熱資源十分豐富，現在已經發(fā)現的熱點高達5000處，地熱田有45個。已在廣東、湖南、等地建立了地熱電站，其中的羊八井地熱電站是目前我國最大的地熱電站。

3 新能源發(fā)電對我國未來電力發(fā)展的意義

3.1 提高電網的可靠性

目前新能源發(fā)電技術在我國已經取得一定的進展，有的地區(qū)已經投入實際應用中。由新能源組成的微電網系統(tǒng)能夠提高我國電網的可靠性，并且能夠改善電能的質量。我國的經濟發(fā)展早已步入了數字化的時代，隨著各行各業(yè)用電量的增大，只有為他們提供優(yōu)質且可靠的電力供應才能為經濟的發(fā)展提供保障。大電網在高峰期的脆弱性就會表現出來，而新能源發(fā)電能夠在一定程度上緩解這種狀況，這樣不僅節(jié)約了成本，還能提供優(yōu)質可靠的電能，又能避免因超負荷停電帶來的經濟損失，從而為我國經濟的高速發(fā)展創(chuàng)造條件。

3.2 有利于擴大我國電網覆蓋面

在新能源發(fā)電未出現之前，我國利用煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源的發(fā)電方式形成的電網覆蓋面受地理環(huán)境的制約，使得一部分偏遠地區(qū)并未實現通電，用電的限制在一定程度上制約了這些地區(qū)的經濟發(fā)展。新能源出現后，可以利用當地的風能或者太陽能等能源來設計合理的微電網系統(tǒng)，在這些地區(qū)實現微電網供電。這樣在充分發(fā)揮我國的資源優(yōu)勢的基礎上實現了電力建設的快速發(fā)展。擴大了我國整個電網的覆蓋面積，使我國電力系統(tǒng)朝著較好的方向發(fā)展。

3.3 節(jié)約成本，提高安全性

傳統(tǒng)的發(fā)電方式形成的供電系統(tǒng)一般實行的是遠距離的高壓輸送，這要求必須有一些相應配套的輸變電設備，不但占地面積大，而且成本高。而利用新能源中的燃料發(fā)電方式可以把電池建在終端用戶的附近，一些家用電源甚至可以直接裝在居民的家里，這樣就大大降低了輸送成本。在一些偏遠的山區(qū)或者海島等地方就可以直接在當地使用燃料電池發(fā)電，從而節(jié)約電網的建設費用，降低了供電的成本。

另外，傳統(tǒng)電網存在一定的安全隱患。如果發(fā)生戰(zhàn)爭或者自然災害，或者是一些技術上的故障等，這些因素都會造成電網系統(tǒng)的大范圍的停電。而利用新能源發(fā)電形成的小網絡就能避免這些現象的發(fā)生，從而提高電網的抗破壞能力，在一定程度上保障電網的運行安全。

參考文獻：

[1] 張偉波，潘宇超，崔志強.我國新能源發(fā)電發(fā)展思路探析[J]. 中國能源， 2012，（04）

[2] 于三義.淺談新能源發(fā)電技術[J]. 中國電力教育， 2011，（15）

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關鍵詞 高職；工學結合；校企合作

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）22-0155-02

工學結合、校企合作的辦學模式已成為共識，但是當前校企合作不夠深入，主要是學校熱，企業(yè)冷，制約了職業(yè)教育的發(fā)展。而校企深度融合人才培養(yǎng)模式，是一種由學校、企業(yè)、學生三方合作的適應現代社會需求的高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式。校企深度融合是校企合作的深入和進步，通過融合，形成你中有我、我中有你、互惠雙贏、共存共榮的利益格局，實現開放式辦學。它是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實踐動手能力，面向生產、建設、管理、服務第一線的高技能人才的有效途徑；是在現代社會經濟基礎上發(fā)展起來的，以適應現代生產第一線需求為目的，以學校和社會緊密合作為途徑的現代職業(yè)教育的人才培養(yǎng)模式。

1 校企融合人才培養(yǎng)模式的含義

校企合作、工學結合就是從我國職業(yè)教育在改革和發(fā)展的實踐中總結、提煉、抽象出其特有屬性的結果，在各職業(yè)院校形成廣泛共識和重視，成為職業(yè)教育的重要特征、辦學理念及基本的辦學和人才培養(yǎng)模式。模式是比較成熟、穩(wěn)定地實現目標的規(guī)范、方式、方法的體系和框架。校企深度融合人才培養(yǎng)模式是校企合作的進步，是校企合作的高級階段，是指校企雙方都有清晰正確的合作理念、目標、任務、體制機制和制度設計，學校與企業(yè)資源共享、互為補充、相互滲透，形成你中有我、我中有你、互惠共贏的利益格局。校企融合搭建了一個充分有效利用校企兩種教學資源的辦學平臺，利用這個平臺，實現學校的辦學職能和目標。在實際的校企融合過程中，一方面學校與企業(yè)之間應當不斷加強聯系與交流，學校應該根據企業(yè)的實際發(fā)展需要設定科研攻關方向，將研究成果有效轉化為工藝技能，實現企業(yè)整體效益的全面提升；另一方面，企業(yè)需要為學校的發(fā)展提供相應的資金，將生產線引入學校，真正實現校企之間的利益共享。

在校企深度融合過程中，高職院校作為辦學主體，承擔職業(yè)教育的重要責任。高職教育應當在堅持區(qū)域經濟發(fā)展、企業(yè)需求的立場下，在企業(yè)價值鏈、企業(yè)文化、產業(yè)鏈建設中融入職業(yè)教育的培養(yǎng)目標與功能定位，為社會培養(yǎng)更多具備應用高新技術能力的人才，實現企業(yè)的進步與社會的發(fā)展。校企融合實現的基礎是在堅持校企雙向互動的基礎上實現雙方的長期合作，有效實現校園教育與企業(yè)需求的結合，讓學生所學知識能夠真正應用到實踐當中并指導實踐。校企融合為生產實踐和教學的互動、教師與企業(yè)技術人員的互動提供了機會和條件，使企業(yè)發(fā)展與校園教育進步得到雙向發(fā)展，形成校企之間互惠互利、優(yōu)勢互補、共同發(fā)展的新局面。

2 新能源發(fā)電技術專業(yè)特點

新能源發(fā)電技術專業(yè)主要面向光伏發(fā)電、生物質能發(fā)電行業(yè)，培養(yǎng)與社會主義現代化建設要求相適應的德、智、體、美全面發(fā)展，適應生產、建設、服務和管理第一線需要，從事硅太陽電池焊接測試、硅太陽電池方陣組裝、光伏電廠、生物質能電廠設計、安裝及運行工作的高技能人才。新能源行業(yè)在國內一方面是一個新興行業(yè)，另一方面自身的發(fā)展也非常迅速，使得該行業(yè)的專業(yè)人才較為匱乏，現在的技術人才大多是相關行業(yè)技術人員進入光伏領域，如半導體行業(yè)、電子行業(yè)、相關材料行業(yè)等。在技術層面上來講，這些轉型人員在進入光伏企業(yè)后，仍需要較長時間的技術磨合期、技術成長期及技術成熟期。

學校為了培養(yǎng)新能源發(fā)電技術專業(yè)高技能人才需要，引入真實的企業(yè)生產環(huán)境；企業(yè)為了改進生產工藝，提高技術水平，培訓員工，需要借助學校的智力資源，這樣一來，校企雙方就有合作的基礎。學校在專業(yè)建設過程中可以充分利用企業(yè)的力量，而學校的建設成果也為企業(yè)的發(fā)展提供機會，在雙方合作的過程中使學生實現理論知識學習與實踐的結合，最終形成企業(yè)、專業(yè)、學生三方共贏的格局。在具體的合作過程中，校企雙方在注重自身利益的同時，還應當充分考慮對方利益，主動承擔合作中的責任與義務，能夠站在對方的角度和立場上思考問題，了解對方的實際需求，幫助對方解決合作中的困難，同時也在幫助自己更好地進步。一方面，學校積極與企業(yè)進行交流與溝通，主動了解企業(yè)的發(fā)展方向，并及時調整校園教育中的不足，為企業(yè)培養(yǎng)其發(fā)展所需的優(yōu)秀人才；另一方面，企業(yè)也積極支持和幫助在校內建設實訓室，在企業(yè)建立實訓基地，安排實習崗位，安排技術人員指導，通過真實的工作環(huán)境提高學生技能水平。

3 校企深度融合人才培養(yǎng)模式構建

校企合作是教育與產業(yè)兩大社會分工之間的結合，也是學校與企業(yè)兩類不同社會組織的合作，其目的是發(fā)展好學校、發(fā)展好企業(yè)，最終促進社會經濟又快又好發(fā)展。校企深度融合在本質上反映如何辦好教育、如何辦好企業(yè)這些全局性、根本性、長遠性的大問題。深度融合辦學模式構建需要國家和政府的頂層設計、理念上的引領引導及模式創(chuàng)新上與時俱進。國家層面，政府出臺政策法規(guī)，成立高技能人才校企合作培養(yǎng)協調指導機構，主導和推動校企合作的深入廣泛開展。學校要樹立以人才培養(yǎng)為根本，以服務企業(yè)求支持求合作、互利互惠共同發(fā)展的理念；企業(yè)要以長遠的眼光，將校企合作作為營造學習型企業(yè)的重要組成部分。技術在發(fā)展，社會在變化，校企合作的形式很多、范圍很廣、深淺不一，校企融合的人才培養(yǎng)模式也應與時俱進。

4 校企深度融合人才培養(yǎng)模式實踐途徑

校企深度融合的人才培養(yǎng)模式主要解決：1）提供最佳的育人環(huán)境解決方案；2）有效支撐基于工作過程的人才培養(yǎng)方案的實施；3）有利于頂崗實習、畢業(yè)生就業(yè)。新能源發(fā)電技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案校企深度融合人才培養(yǎng)模式主要有：“訂單”式人才培養(yǎng)合作育人模式；“引企業(yè)入校，引車間入校”合作辦學模式；聯合共建實習實訓基地、員工培訓基地、產品研發(fā)基地合作發(fā)展模式。

“訂單”式人才培養(yǎng)是學校和企業(yè)共同承擔人才培養(yǎng)的任務，提供了“學校-企業(yè)”育人環(huán)境，便于校企雙方在學生能力考核、評價、學分認可等環(huán)節(jié)實施柔性管理。

“引企業(yè)入校，引車間入?！钡暮献鬓k學模式是基于真實工作過程的人才培養(yǎng)，根據企業(yè)提出的真實工作崗位，由教學委員會提出職業(yè)行動領域典型工作任務，在引入學校的企業(yè)或車間真實工作環(huán)境中，通過這種職業(yè)行動領域典型工作任務獲取高技能。

聯合共建實習實訓基地、員工培訓基地、產品研發(fā)基地的合作發(fā)展模式是企業(yè)和學校共同建設校內光伏電廠實習實訓中心、多功能教室、情景教室等，利用全真或仿真技術開展教學，為學生參與技能培訓提供仿真和模擬環(huán)境，加強未來職業(yè)文化與技能要求對學生的影響。

校企之間的有機融合，為學生理論知識的學習與技能實踐的結合提供了條件與機會，實現了教師與企業(yè)技術人員的溝通，為教師積極改進教學方法與教學思路提供了新的途徑，有效促進教學的進步與企業(yè)的發(fā)展。

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關鍵詞：教學改革；新能源發(fā)電技術；創(chuàng)新人才培養(yǎng)

作者簡介：韓楊（1982-），男，四川成都人，電子科技大學機電學院電力電子系，講師。

基金項目：本文系電子科技大學中央高?；究蒲袠I(yè)務費資助（項目編號：2672011ZYGX2011J093）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）14-0046-02

“新能源發(fā)電技術”是電子科技大學電氣工程及自動化、機械設計制造及自動化、工業(yè)工程三個專業(yè)課程體系中的一門重要課程。該課程屬于高年級本科生的專業(yè)選修課，共32課時、內容多、知識面廣、綜合性強。[1， 2]由于三個專業(yè)的學生知識體系存在一定差異，在教學理念、教學內容、教學方法等方面，需要做出系統(tǒng)的設計和創(chuàng)新。筆者在教學過程中，充分吸收國外高校模塊化教學模式、凝練教學內容，充分利用交互式教學方法，采用課堂講授、提問與解答、課程項目、研究報告等手段，把互動式教學方法成功應用到教學實踐中。課程以電能變換與控制為主線，鼓勵不同專業(yè)背景的學生組成研究小組對課程項目進行協作研究，提升了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生的自主創(chuàng)新能力。[3， 4]

一、國外“新能源發(fā)電技術”教學內容與模式回顧

1.麻省理工學院（MIT）的模塊化教學模式

課程簡介：課程評估當前和未來潛在的能源系統(tǒng)，包括資源提取、轉換和最終使用技術，重點區(qū)域和全球能源需求。研究各種可再生能源和傳統(tǒng)能源的生產技術，能源最終用途和替代品，在不同國家的消費習慣。

第一部分：能源的背景。欠發(fā)達國家日益增長的能源需求、發(fā)達國家可持續(xù)的未來能源。能源概述、能源供給和需求的問題；能源轉換和經濟性分析，氣候變化和應對措施。模塊1：能量傳遞和轉換方法。模塊2：資源評估和消耗分析。模塊3：能量轉換、傳輸和存儲。模塊4：系統(tǒng)的分析方法。模塊5：能源供應，需求和存儲規(guī)劃。模塊6：電氣系統(tǒng)動力學。模塊7：熱力學與效率的計算。

第二部分：具體的能源技術。模塊1：核能的基礎和現狀；核廢料處理；擴建民用核能和核擴散。模塊2：化石能源的燃料轉換，電源循環(huán)，聯合循環(huán)。模塊3：地熱能源的類型；技術、環(huán)境、社會和經濟問題。模塊4：生物質能資源和用途，資源的類型和要求。

第三部分：能源最終用途，方案評估和權衡分析。模塊1：汽車技術和燃料經濟政策。模塊2：生物質轉化的生命周期分析；土地使用問題、凈能量平衡和能量整合。模塊3：電化學方法電能儲存、能量轉換，燃料電池。模塊4：可持續(xù)能源，非洲撒哈拉以南地區(qū)的電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)和選擇。

2.瑞典皇家理工學院（KTH）課程內容與要求

課程內容：替代能源和可再生能源的全方位的介紹和分析，包括整合這些解決方案以滿足能源服務的要求。包括現有和未來的替代能源，如水能、風能、太陽能、光伏、光熱，燃料處理；可再生能源系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)；動態(tài)整合各種可再生能源。在整個教學過程中，學生的讀、寫和研討主題是“先進的可再生能源系統(tǒng)技術”，特別是通過項目工作和多個為期半天的研討會對相關專題進行研討，每個人都參與演講和討論，并邀請有行業(yè)工程背景的專家和政策制定者來課堂參與探討，豐富課堂內容、提升教學質量。

課程要求：在課程結束時，學生應能夠分析和設計能源系統(tǒng)，利用風能、生物能源、太陽能產生電力或用于加熱與冷卻。完成課程后，學生能詳細說明風能、生物能、太陽能基本原理和主要特點，以及它們之間的區(qū)別。能掌握這3種可再生能源系統(tǒng)的主要組件，了解基于化石燃料的能源系統(tǒng)對環(huán)境和社會的影響。

3.威斯康星大學（UWM）課程內容與要求

課程內容：學習有關國家最先進的可再生能源系統(tǒng)，包括生物質、電力和液體燃料，以及風力、太陽能、水電。學生們將對可再生能源電力和能源供應做工程計算，并要了解可再生能源的生產、分配和最終使用系統(tǒng)。能源存儲、可再生能源政策；經濟分析，購買和銷售能源；風能理論與實踐；太陽能可用性，光熱和光伏發(fā)電系統(tǒng)；水電；地熱，潮汐能和波浪發(fā)電；生物能源、生物質燃燒熱力和電力；生物質氣化，生物油熱解；生物燃料的生命周期評估。

課程要求：掌握基本的可再生能源系統(tǒng)的工程計算，了解可再生資源評估和能源基礎設施一體化。確定可再生能源系統(tǒng)的環(huán)境影響。設計和評估可再生能源系統(tǒng)的技術和經濟上的可行性。了解能源在社會中的關鍵作用。了解可再生能源發(fā)展的公共政策、市場結構。卓越學生的學習成果：能夠運用數學、科學和工程原則進行實驗設計，并能分析和解釋實驗現象。有能力設計一個系統(tǒng)、部件或過程，以滿足預期要求，具備解決工程問題和有效溝通的能力。

二、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下“新能源發(fā)電技術”教學設計

通過對該課程的學習，使學生了解中國的能源現狀，掌握電源變換與控制技術的基本原理，掌握光伏發(fā)電和風力發(fā)電的基本原理及系統(tǒng)的構成，加深對中國風力資源和風力發(fā)電基本原理的認識，理解生物質資源的利用現狀、轉換與控制技術的基本原理，了解天然氣、燃氣發(fā)電與控制技術的基本原理和應用情況。吸收國外經驗，設計教學模塊。

1.電源變換和控制技術

內容要點：電力電子器件的概念、特征和分類，不可控器件——電力二極管，半控型器件——晶閘管，電力場效應晶體管——電力MOSFET，絕緣柵雙極型晶體管——IGBT；AC—DC變換電路：二極管整流器——不控整流，晶閘管整流器——相控整流，PWM整流器——斬波整流；DC—DC變換電路：單管不隔離式DC—DC變換器，隔離式DC—DC變換器；DC—AC變換電路原理、分類、參數計算；AC—AC變換電路。

課堂提問：晶閘管的導通和關斷條件是什么？相控整流與PWM整流電路區(qū)別是什么？交流調壓電路的基本原理是什么？什么是逆變？如何防止逆變失敗？

課程項目1：讓學生設計一個50kW的相控整流和PWM整流電路，進行MATLAB仿真分析，比較兩種整流電路的區(qū)別，要求分組討論、制作PPT演講，撰寫研究報告。

2.風能、風力發(fā)電與控制技術

內容要點：風的產生、特性與應用；風力發(fā)電機組的結構、分類與工作原理；風力發(fā)電的特點、控制要求和功率調節(jié)控制；風力發(fā)電機組的并網運行和功率補償：同步發(fā)電機組、異步發(fā)電機組和雙饋異步發(fā)電機組的并網運行和功率補償。

課堂提問：簡述風能轉換的基本原理。風力機的空氣動力學參數有哪些？具體怎么求解？風力機有哪幾種分類方法？

課程項目2：讓學生設計基于全功率變換器的風力發(fā)電系統(tǒng)，在課程項目1的PWM整流電路的基礎上，設計整流和逆變電路及其控制算法，進行MATLAB仿真，驗證工作原理，要求分組討論、制作PPT演講、撰寫研究報告。

3.太陽能、光伏發(fā)電與控制技術

內容要點：太陽能利用方式、分類及原理，中國光伏發(fā)電的歷史和研究現狀；太陽能電池的工作原理，太陽能電池材料的光學性質、等效電路、輸出功率和填充因數，太陽能電池的效率、影響效率的因素及提高的途徑；太陽能電池制造工藝，多、單晶硅制造技術；太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設備構成，正弦波PWM技術，逆變器基本特性及評價；獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構及工作原理、系統(tǒng)構成；并網光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類、特點、結構、供電形式和設備構成。

課堂提問：多晶硅和單晶硅的制造工藝有什么不同？根據制作工藝的不同它們各有什么特點？什么是正弦波PWM逆變技術？并網光伏發(fā)電系統(tǒng)由哪幾部分構成？

課程項目3：讓學生設計小功率并網光伏發(fā)電系統(tǒng)，在課程項目2逆變電路的基礎上，設計單相及三相逆變電路及其控制算法，進行MATLAB仿真，驗證工作原理，要求分組討論、制作PPT演講、撰寫研究報告。

4.生物質能的轉換與控制技術

內容要點：生物質能的定義、生物質資源特點及類別；生物質能轉換和發(fā)電技術、生物質能轉換的能源模形式，城市垃圾、生物質燃氣發(fā)電技術；生物質熱裂解發(fā)電技術的分類、生物質熱裂解機理，生物質熱裂解技術及裝置簡介；我國生物質能的利用現狀及開發(fā)生物質能的必要性，生物質能發(fā)電前景。

課堂提問：生物質能的優(yōu)缺點是什么？根據其優(yōu)缺點如何揚長避短充分利用生物質資源？生物質熱裂解的機理是什么？請詳細分析說明。影響生物質熱裂解的因素有哪些？具體是如何影響的？

5.天然氣、燃氣發(fā)電與控制技術

內容要點：天然氣水合物的概念，形成機理及化學性質；天然氣的綜合利用、環(huán)境價值與發(fā)展前景；小型燃氣輪機發(fā)電機組的原理及用途、主要形式及應用前景；燃氣輪機組的電能變換與控制系統(tǒng)、電網供電及控制；燃氣發(fā)電機組的并網運行與控制策略，DC-AC低頻并網逆變技術，DC-AC/ AC-DC-AC三級變換高頻環(huán)節(jié)并網逆變技術；燃氣發(fā)電機組高頻并網逆變的控制策略。

課堂提問：小型燃氣輪機組并網發(fā)電的原理是什么？簡述燃氣輪機組電能變換系統(tǒng)的結構和工作原理。燃氣發(fā)電機組高頻并網逆變是如何實現的？

三、結束語

在充分吸收國外高校“新能源發(fā)電技術”模塊化教學模式的基礎上，以人才培養(yǎng)為中心，凝練教學內容、改革教學方法，提高了學生對該課程的學習興趣，課堂互動得到明顯改善，不同專業(yè)背景的學生能夠對課程項目進行協作研究，發(fā)揮各自的特長收集和吸收國外前沿技術，在PPT演講、研究報告撰寫方面鍛煉了學生的綜合能力，取得了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]何瑞文，謝云，陳璟華.電氣工程及其自動化專業(yè)建設與實踐模式探討[J].中國電力教育，2012，（3）：72-73.

[2]王三義.淺談新能源發(fā)電技術[J].中國電力教育，2011，（15）：92-93.

篇4

關鍵詞：新能源風力發(fā)電 現狀 技術發(fā)展

能源、環(huán)境是當今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。常規(guī)能源以煤、石油、天然氣為主，它不僅資源有限，而且造成了嚴重的大氣污染。因此，對可再生能源的開發(fā)利用，特別是對風能的開發(fā)利用，已受到世界各國的高度重視。風電是可再生、無污染、能量大、前景廣的能源，大力發(fā)展風電這一清潔能源已成為世界各國的戰(zhàn)略選擇。我國風能儲量很大、分布面廣，開發(fā)利用潛力巨大。近年來我國風電產業(yè)及技術水平發(fā)展迅猛，但同時也暴露出一些問題。風能是一種干凈的、儲量極為豐富的可再生能源，它不會隨著其本身的轉化和利用而減少。自20世紀70年代末以來，隨著世界各國對環(huán)境保護、能源短缺及節(jié)能等問題的關注，大規(guī)模利用新能源風力發(fā)電來減少空氣污染、減少有害氣體的排放量。中國西北、華北北部、東北及東南沿海地區(qū)有豐富的風能資源。根據中國對能源及環(huán)境保護可持續(xù)發(fā)展計劃的實施，隨著中國新能源風力發(fā)電技術的更新及風電場的不斷擴大，到‘2015年，全國總裝機規(guī)模將達到1×107 kW?？偨Y我國風電現狀及其技術發(fā)展，對進一步推動風電產業(yè)及技術的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要的參考價值。

一、我國新能源風力發(fā)電的現狀

2005年2月，我國國家立法機關通過了《可再生能源法》，明確指出風能、太陽能、水能、生物質能及海洋能等為可再生能源，確立了可再生能源開發(fā)利用在能源發(fā)展中的優(yōu)先地位。2009年12月，我國政府向世界承諾到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，把應對氣和變化納入經濟社會發(fā)展規(guī)劃，大力發(fā)展包括風電在內的可再生能源與核能，爭取到2020年非化石能源占一次能源消費比重達到15%左右。隨著新能源產業(yè)成為國家戰(zhàn)略新興產業(yè)規(guī)劃的出臺，風電產業(yè)迅猛發(fā)展，有望成為我國國民經濟增長的一個新亮點。 我國自上世紀80年代中期引進55kW容量等級的風電機投入商業(yè)化運行開始，經過二十幾年的發(fā)展，我國的風電市場已經獲得了長足的發(fā)展。到2009年底，我國風電總裝機容量達到2601萬kW，位居世界第二，2009年新增裝機容量1300萬kW，占世界新增裝機容量的36%，居世界首位[1，2]。可以看出，我國風電產業(yè)正步入一個跨越式發(fā)展的階段，預計2010年我國累計裝機容量有望突破4000萬kW。從技術發(fā)展上來說，我國風電企業(yè)經過“引進技術—消化吸收—自主創(chuàng)新”的三步策略也日益發(fā)展壯大。隨著國內5WM容量等級風電產品的相繼下線，以及國內兆瓦級機組在風電市場的普及，標志我國已具備兆瓦級風機的自主研發(fā)能力。同時，我國風電裝備制造業(yè)的產業(yè)集中度進一步提高，國產機組的國內市場份額逐年提高。目前我國風電機組整機制造業(yè)和關鍵零部件配套企業(yè)已能基本滿足國內風電發(fā)展需求，但是像變流器、主軸軸承等一些技術要求較高的部件仍需大量進口。因此，我國風電裝備制造業(yè)必須增強技術上的自主創(chuàng)新，加強風電核心技術攻關，尤其是加強風電關鍵設備和技術的攻關。

二、新能源風力發(fā)電的技術發(fā)展

新能源風力發(fā)電技術是涉及空氣動力學、自動控制、機械傳動、電機學、力學、材料學等多學科的綜合性高技術系統(tǒng)工程。目前在風能發(fā)電領域，研究難點和熱點主要集中在風電機組大型化、新能源風力發(fā)電機組的先進控制策略和優(yōu)化技術等方面。

1.新能源風力發(fā)電機組機型及容量的發(fā)展

現代新能源風力發(fā)電技術面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢主要在于如何進一步提高效率、提高可靠性和降低成本。作為提高風能利用率和發(fā)電效率的有效途徑，新能源風力發(fā)電機單機容量不斷向大型化發(fā)展。從20世紀80年代中期的55kW容量等級的風電機組投入商業(yè)化運行開始，至1990年達到250kW，1997年突破1MW，1999年即達到2MW。進入21世紀，兆瓦級新能源風力機逐漸成為國際風電市場上的主流產品。2004年德國Repower即研制出第一臺5MW風電機，Enercon開發(fā)出第二代直驅式6WM風電機，預計2013年單機容量將突破15MW[1，3]。從世界范圍來看，1.5MW-2MW的機型占世界機組容量的比例，已從2007年的63.7%飛速上升到80.4%；而在我國，2005年風電場新安裝的兆瓦級風電機組占當年新裝機容量的21.5%，而2009年比例已經上升到86.86%。這表明容量風電機組已經成為我國風電市場上的主流產品。

2.新能源風力發(fā)電機組控制技術的發(fā)展

控制技術是新能源風力發(fā)電機組安全高效運行的關鍵技術[5，6]，這是因為：

1）自然風速的大小和方向隨著大氣的氣壓、氣溫和濕度等的活動和風電場地形地貌等因素的隨機性和不可控性，這樣新能源風力機所獲得的風能也是隨機和不可控的。

2）為使風能利用率更高，大型新能源風力發(fā)電機組的葉片直徑大約在60m-100m之間，因此風輪具有較大的轉動慣量。

3）自動控制在新能源風力發(fā)電機組的并網和脫網、輸入功率的優(yōu)化和限制、風輪的主動對風以及運行過程中故障的檢測和保護中都應得到很好的利用。

4）新能源風力資源豐富的地區(qū)通常環(huán)境較為惡劣，在海島和邊遠的地區(qū)甚至海上，人們希望分散不均的新能源風力發(fā)電機組能夠無人值班運行和遠程監(jiān)控。這就對新能源風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)可靠性提出了很高的要求。

因此，眾多學者都致力于深入研究新能源風力發(fā)電的控制技術和控制系統(tǒng)，這些研究工作對于新能源風力發(fā)電機組優(yōu)化運行有極其重要的意義。計算機技術與先進的控制技術應用到風電領域，并網運行的新能源風力發(fā)電控制技術得到了較快發(fā)展，控制方式從基本單一的定槳距失速控制向變槳距和變速恒頻控制方向發(fā)展，甚至向智能型控制發(fā)展。

定槳距型新能源風力機指槳葉與輪轂的連接是固定的，即槳距角固定不變，當風速變化時，槳葉的迎風角度固定不變。失速型是當風速高于額定風速，利用槳葉翼型本身所具有的失速特性，即氣流的攻角增大到失速條件，使槳葉的表面產生渦流，將發(fā)電機的功率輸出限制在一定范圍內。失速調節(jié)型的優(yōu)點是簡單可靠，當風速變化引起輸出功率變化時，只通過槳葉的被動失速調節(jié)而控制系統(tǒng)不做任何控制，使控制系統(tǒng)大為簡化。其缺點是葉片重量大，槳葉、輪轂、塔架等部件受力較大，機組的整體效率較低，也使得這些關鍵部件更容易疲勞磨損。

變速恒頻新能源風力發(fā)電機組是近年來發(fā)展起來的一種新型新能源風力發(fā)電系統(tǒng)，其轉速不受發(fā)電機輸出功率的限制，而其輸出電壓的頻率、幅值和相位也不受轉子轉速的影響。與恒速風電機組相比，它的優(yōu)越性在于：低風速時能夠跟蹤風速變化，在運行中保持最佳葉尖速比以獲得最大風能；高風速時利用風輪轉速的變化調節(jié)新能源風力機槳距角，在保證風電機組安全穩(wěn)定運行的同時，使輸出功率更加平穩(wěn)。變速恒頻新能源風力發(fā)電機組通過勵磁控制和變槳距調節(jié)來實現最佳運行狀態(tài)。變槳距是根據風速和發(fā)電機轉速來調整葉片槳距角，從而控制發(fā)電機輸出功率，由傳動齒輪箱、伺服電機和驅動控制單元組成。隨著風電控制技術的發(fā)展，當輸出功率小于額定功率狀態(tài)時，變槳距新能源風力發(fā)電機組采用OptitiP技術，即根據風速的大小，調整發(fā)電機轉差率，使其盡量運行在最佳葉尖速比，以得到理想的輸出功率。變槳距新能源風力發(fā)電機組的優(yōu)點是：輸出功率平穩(wěn)，在額定點具有較高的風能利用系數，具有更好的起動性能與制動性能，能夠確保高風速段的額定功率。

3.新能源風力發(fā)電機組控制策略的發(fā)展

風能是一種能量密度低、穩(wěn)定性較差的能源，由于風速、風向的隨機性變化，導致新能源風力機葉片攻角不斷變化，使葉尖速比偏離最佳值，新能源風力機的空氣動力效率及輸入到傳動鏈的功率發(fā)生變化，影響了風電系統(tǒng)的發(fā)電效率并引起轉矩傳動鏈的振蕩，會對電能質量及接入的電網產生影響，對于小電網甚至會影響其穩(wěn)定性。新能源風力發(fā)電機組通常采用柔性部件，這有助于減小內部的機械應力，但同時也會使風電系統(tǒng)的動態(tài)特性復雜化，且轉矩傳動模塊會有很大振蕩。目前，對新能源風力發(fā)電機的控制策略研究根據控制器類型可分為兩大類：基于數學模型的傳統(tǒng)控制方法和現代控制方法。傳統(tǒng)控制采用線性控制方法，通過調節(jié)發(fā)電機電磁轉矩或槳葉節(jié)距角，使葉尖速比保持最優(yōu)值，從而實現風能的最大捕獲。對于快速變化的風速，其調節(jié)相對滯后。同時基于某工作點的線性化模型的方法，對于工作范圍較寬、隨機擾動大、不確定因素多、非線性嚴重的風電系統(tǒng)并不適用。

現代控制方法主要包括變結構控制、魯棒控制、自適應控制、智能控制等[7，8]。變結構控制因具有快速響應、對系統(tǒng)參數變化不敏感、設計簡單和易于實現等優(yōu)點而在風電系統(tǒng)中得到廣泛應用。魯棒控制具有處理多變量問題的能力，對于具有建模誤差、參數不準確和干擾位置系統(tǒng)的控制問題，在強穩(wěn)定性的魯棒控制中可得到直接解決。模糊控制是一種典型的智能控制方法，其最大的特點是將專家的知識和經驗表示為語言規(guī)則用于控制，不依賴于被控制對象的精確的數學模型，能夠克服非線性因素的影響，對被調節(jié)對象有較強的魯棒性。由于新能源風力發(fā)電機的精確數學模型難以建立，模糊控制非常適合于新能源風力發(fā)電機組的控制，越來越受到風電研究人員的重視。人工神經網絡是以工程技術手段來模擬人腦神經元網絡的結構與特征的系統(tǒng)。利用神經元可以構成各種不同的拓撲結構的神經網絡，它是生物神經網絡的一種模擬和近似。利用神經網絡的學習特性，可用于新能源風力機的低風速的節(jié)距控制。

三、存在的問題及展望

盡管近年來我國風電產業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，但同時也暴露出眾多的問題。

首先，我國尚未完全掌握風電機組的核心設計及制造技術。在設計技術方面，我國不僅每年需支付大量的專利、生產許可及技術咨詢費用，在一些具有自主研發(fā)能力的風電企業(yè)中，其設計所需的應用軟件、數據庫和源代碼都需要從國外購買。在風機制造方面，風機控制系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)需要大量進口，同時，一些核心零部件如軸承、葉片和齒輪箱等與國外同類產品相比其質量、壽命及可靠性尚有很大差距。其次，我國風電發(fā)展規(guī)劃與電網規(guī)劃不相協調，上網容量遠小于裝機容量。風電發(fā)展側重于資源規(guī)劃，風電場的建設往往沒有考慮當地電網的消納能力，從而造成裝機容量大，并網發(fā)電少的現狀。2009年新增裝機容量中1/3未能上網，送電難已經成為制約風電發(fā)展的瓶頸。最后，我國風電的技術標準和規(guī)范不健全，包括風機制造、檢測、調試、關鍵零部件生產及電場入網等相關標準亟需建立和完善。因此，展望我國未來的風電產業(yè)發(fā)展，必須加強自主創(chuàng)新掌握核心技術；必須加大電網建設力度，合理規(guī)范風電開發(fā)；必須加大政策扶持力度，建立健全完善統(tǒng)一的風電標準規(guī)范體系。

人類社會已進入21世紀，在新千年開始之際，熱門正面臨著一系列重大的挑戰(zhàn)，全球經濟發(fā)展，人口迅速增加，需要提供更多的食物、住房和原料，因而對能源的需求量也不斷增加。在過去20年中，全世界能源消耗量增加了40%，其中85%以上使用的是礦物燃料。這些礦物燃料燃燒時要產生大量溫室氣體，全球單是CO2排放量每年就超過500億噸，而且還在不斷擴大。形成的酸雨造成土壤退化，危害動植物。全球氣候變暖可能會產生災難性后果，必須采取堅決措施，減少溫室氣體的排放。因此，治理環(huán)境污染，已成為當務之急。同時，礦物燃料的儲藏量是有限的，按目前探明的儲藏與開發(fā)速度的比例計算，地球上可再開采的能源，石油為40年，天然氣約為60年，煤炭為200年。如不采取有效措施，到本世紀中葉，人類必將面臨礦物燃料枯竭的嚴重局面。為了減少大氣污染、保護人類生態(tài)環(huán)境、保證能源的長期穩(wěn)定供應，必須實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，逐步改變現有的能源結構，大力開發(fā)利用新能源。這已成為各國的共識。

參考文獻：

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[2]張明鋒， 鄧凱，陳波等.中國風電產業(yè)現狀與發(fā)展[J].機電工程，2010，1（27）：1-3.

[3]黨福玲，朝克，賈永.我國風電產業(yè)發(fā)展現狀淺析[J].經濟論壇，2010（12）：58-60.

[4]韓永奇，韓晨曦.中國風電產業(yè)的發(fā)展與前景[J].新材料產業(yè)，2010（12）：8-10.

[5]王超，張懷宇，王辛慧等.新能源風力發(fā)電技術及其發(fā)展方向[J].電站系統(tǒng)工程，2006，22（2）：11-13.

[6]許洪華，郭金東.世界風電技術發(fā)展趨勢和我國未來風電發(fā)展探討[J].電力設備，2005，6（10）：106-108.

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關鍵詞：電力生產；自主教學法；學習興趣；教學效果

作者簡介：蔣陸萍（1973-），女，湖南洞口人，長沙理工大學電氣與信息工程學院，講師。（湖南 長沙 410076）蔣宇琦（1978-），男，湖南長沙人，湖南大唐華銀地產有限公司，工程師。（湖南 長沙 410015）

中圖分類號：G642.3     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）15-0067-02

“電力生產概論”是高校非電氣專業(yè)開設的一門全校性選修課。它是為了讓工商管理、市場營銷及會計學等專業(yè)的學生了解一定的電力生產方面的知識，為以后在電力系統(tǒng)從事相關工作做準備。但是經濟與管理學院的學生大多是文科類學生，數學、物理基礎不扎實，而且大學期間又沒有開設電氣專業(yè)基礎課（如“電路”、“電機”、“發(fā)電廠電氣部分”等），所以學習起來有難度，而且很多學生認為這門課與他們的專業(yè)不相關，學習的積極性也不高。針對課程的特點和學生的學習心理，筆者在經過兩三年的“電力生產概論”教學后，在重點講述常規(guī)發(fā)電、電力生產原理等的基礎上，把學生自主教學法成功應用到教學過程中。通過課堂教學效果的驗證，本方法是行之有效的。

一、教材內容及教學方法介紹

長沙理工大學選定的“電力生產概論”教材是普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材，李光輝主編。該教材內容全面、難度適中，是一本非常適合非電氣類學生學習電力生產方面知識的通用教材。全書共九章，教材前四章先介紹了電力系統(tǒng)與電力生產方面的知識，然后重點講述了三大常規(guī)能源發(fā)電：火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電。第五章為未來能源發(fā)電技術，依次介紹了風力發(fā)電、地熱發(fā)電、太陽能發(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質發(fā)電、氫能發(fā)電等相關知識。后面四章分別介紹了變電站、電力線路、直流輸電以及計算機在電力行業(yè)中的應用等與電力生產密切相關的一些專業(yè)知識。教材內容安排合理，難度適中。只要學生跟著老師系統(tǒng)地把教材學完，對電力系統(tǒng)及電力生產應該有一個比較全面、系統(tǒng)的了解，收獲是很大的。[1]

針對學生數學、物理及電氣方面基礎不扎實的特點，要在開始就使學生對這門課程的學習感興趣，并做好心理準備。第一節(jié)課在介紹了教材內容后，講述該課程要采用的教學方法，即采用教師課堂講述為主、學生自主講述為輔的創(chuàng)新教學法。前四章常規(guī)能源發(fā)電等電力生產方面的知識由教師重點在課堂上講述，讓學生切實掌握電力生產過程的特點以及每一種常規(guī)能源發(fā)電的原理。后面第五章的未來能源發(fā)電技術的發(fā)電原理與常規(guī)能源發(fā)電基本是一樣的，只是所使用的一次能源不同而已，而且新能源發(fā)電技術是現在研究的熱點。所以針對教材上所提供的五種新能源發(fā)電，可讓每個班商量討論選定一類大家感興趣的新能源發(fā)電技術作為自主講述的內容。這門課一般是兩個或三個行政班級組成，如果是兩個行政班級則每班可分兩組各選一種新能源發(fā)電技術講述；如果是三個行政班級，則以班為單位各選一種新能源發(fā)電技術自主講述。學生自主講述的出力情況及講課效果直接影響學生課程期末考核成績。[2]

在讓每個學生詳細了解教學方法之后，又提醒學生，如果前四章的基礎內容沒學好，要想在自主講述的內容上面取得好成績是很困難的。所以第一堂課下來，學生對這門課的學習興趣就被激發(fā)起來了。課間休息時班干部就召集全班同學討論選擇自主講述的新能源發(fā)電方式，最后把選定的結果向全體同學公布，并告訴他們，只有發(fā)揮全班同學的合力，共同參與、合理分配任務才能在自主講述環(huán)節(jié)取得良好的效果。在時間安排上，為了使學生有充分的時間準備課件，在學生授課前2～3周提前通知他們。

二、常規(guī)能源發(fā)電原理講述

通過第一節(jié)課教學內容、方法的介紹，學生都心中有數，對這門課程的學習也做好了充分的思想準備。因此，在講述電力系統(tǒng)及電力生產方面基礎知識以及三大常規(guī)能源發(fā)電原理時，首先講述什么是一次能源、什么是二次能源。怎樣把一次能源轉換為電能就是學習的重點。電能已成為工業(yè)、農業(yè)、國防、交通等國民經濟各部門不可缺少的動力，所以作為當代大學生，了解電力生產方面的知識以及電力系統(tǒng)的發(fā)展方向和動態(tài)是完全有必要的。

了解了這門課程的重要性和學習了該課程的必要性之后，學生對后續(xù)的授課內容興趣明顯提高了。電磁感應定律是發(fā)電的基本原理，這在初中物理課程里面已經學過。1831年法拉第發(fā)現了電磁感應定律之后，很快出現了原始的交流發(fā)電機、直流發(fā)電機和交、直流電動機，為了給用戶輸送電能，慢慢發(fā)展了高壓直流和交流輸電。以至于到現在的特高壓交流、直流輸電技術。另外，重點講述我國的電力發(fā)展現狀以及在特高壓輸電領域的一些世界領先技術。學生對該課程的學習興趣明顯提高了。

電力生產就是要把自然界的一次能源轉換為電能。火力發(fā)電的原理就是把煤、石油、天然氣等一次能源中的化學能經過燃燒轉化為高溫高壓水蒸氣的內能，然后通過水蒸氣膨脹做功推動汽輪機旋轉，汽輪機帶動發(fā)電機轉子磁極旋轉，在固定不動的定子繞組周圍形成變化的磁場，從而在繞組內感應出電動勢。若定子中的繞組按一定的繞線規(guī)律，與外電路形成回路，則繞組中就會產生相應的電流。在一定的電壓下，電流沿輸電線路將電能送往用戶。水力發(fā)電是在水電站中水輪機將水的勢能和動能轉換為推動水輪機旋轉的機械能，水輪機轉輪旋轉帶動發(fā)電機發(fā)電。而核能發(fā)電的原理與火力發(fā)電很相似，也就是說核電廠只是以核反應堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學能，其能量轉換過程是：核能水和水蒸氣的內能發(fā)電機轉子的機械能電能。[3]

三、新能源發(fā)電學生自主講述

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一、發(fā)電設備的生產及使用

電力生產技術的形成與進步，是以發(fā)電設備制造技術的形成與進步為前提的，兩者相依并存，相互促進。也可以說，以電器制造技術先行，隨之制造出發(fā)電、輸變電、供用電等設備，建立起電力生產技術中的發(fā)電、輸電、變電、供電、用電諸環(huán)節(jié)而形成的電力系統(tǒng)[1]。中國從國民經濟復蘇到改革開放大發(fā)展時期，主要以“它山之石，可以攻玉”的方式，首先從工業(yè)發(fā)達國家引進了發(fā)電設備和技術，生產電力，發(fā)展經濟，再自行建立電器制造企業(yè)，仿制發(fā)電等設備，并不斷提高國產化率。與此同時，不固步自封，也在不斷研究與創(chuàng)新發(fā)電設備與技術，發(fā)展至今不僅可以滿足國內電力生產的需要，有的還出口創(chuàng)匯。但是，從我國發(fā)電設備總體水平來看，仍然存在許多亟待解決的問題，如發(fā)電單機容量較小，火電供電煤耗高，火電發(fā)電品種單一，水電缺少多種型類產品，核電設備國產化進程緩慢等。從我國電力生產形勢來看，相當長時間內我國仍以燃煤火力發(fā)電為主，所以在這方面要深入改革，如發(fā)展高參數大容量火電機組，發(fā)展熱電聯產汽輪機，發(fā)展燃氣輪機與聯合循環(huán)發(fā)電裝置等，既提高燃煤熱效率又降低了對環(huán)境的污染。

二、常規(guī)能源發(fā)電技術

按利用情況可將能源分為常規(guī)能源與新能源兩大類。常規(guī)能源是指長期以來已經大規(guī)模生產和廣泛利用的煤炭、石油、天然氣等化石燃料、水能和核能（核裂變能）。常規(guī)能源不是一成不變的，如在19世紀，石油、天然氣被發(fā)現初期稱為新能源，隨著廣泛應用轉變成成為常規(guī)能源。隨后核能也是如此，目前已屬常規(guī)能源范疇。中國電力工業(yè)大發(fā)展要追溯到改革開放經濟飛躍時期。1988年撤銷水電部，成立煤炭、石油、電力三部門組成的“七五”期間能源部，對電力工業(yè)能源規(guī)劃進行統(tǒng)一部署。1992年對電力規(guī)劃再次進行調整，堅持“政企分開，省為實體，聯合電網，統(tǒng)一調度，集資辦電”的方針，促進了電力的快速發(fā)展?！鞍宋濉逼陂g的主要電力工程有：位于浙江省海鹽縣境內秦山山麓的秦山核電站建成，位于上海市北郊北山區(qū)盛橋鎮(zhèn)的上海石洞口第二電廠建成，位于河北灤河干流的首座中型混合式抽水蓄能電站建成。經過10余年的努力，終于改善了我國30年不同程度缺電的現象，基本上適應了國民經濟和社會發(fā)展的需要。目前，我國電力建設仍然存在許多問題，火電是主要的發(fā)電形式，但火電站普遍存在容量小、熱效率低的缺點，期望加快火電廠的改制改建，盡快與國際主流接軌。在水電方面，我國江河湖泊眾多，水量充沛且落差大，極適合發(fā)展中小水電站建設。大力發(fā)展小水電及其配套電網，是推進農業(yè)和農村進入經濟結構調整，加快貧困山區(qū)人民脫貧致富，促進地區(qū)經濟和保護生態(tài)環(huán)境重要舉措[2]。

三、新能源發(fā)電技術

風能、太陽能都屬于新能源，這些能源儲量無比豐富，可以說取之不盡，用之不竭。據中國氣象科學研究院估算，我國風能儲能量十分大，10m高層儲能量高達32.26億千瓦，可利用2.53億千瓦。按地區(qū)劃分依次為內蒙古、、新疆、青海、甘肅，約占2.53億千瓦，其次為黑龍江、吉林、遼寧，約點2967萬千瓦，在廣東、浙江及廣東等沿海地區(qū)，風能也十分豐富[3]。在太陽能方面，我國處于溫帶與亞熱帶，具有豐富的太陽能，據氣象觀測資料顯示，我國太陽輻射年總量為3.35×103~8.4×106kJ/(m•2a)之間。這兩種能源具有十分廣闊的發(fā)展空間，但在我國發(fā)展并不理想。風能發(fā)電存在缺乏政策支持，發(fā)電設備國產化緩慢，社會效益重視不夠等問題。太陽能發(fā)電存在生產規(guī)模小，技術水平低，專用材料國產化率低，市場孕育緩慢等問題[4]。為此，建議國家盡快完善相關政府法規(guī)，建立資金力量雄厚的新能源發(fā)展公司，加快新能源設備及材料的國產化進度，同時在借鑒國外先進技術的基礎大力開展新能源發(fā)電項目建設。

篇7

關鍵詞：低碳經濟；電力市場設計

中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）08-0018-02

低碳經濟視角和節(jié)能減排對我國電力市場運營提出了巨大的挑戰(zhàn)。文章從低碳經濟視角下對電力設計的具體要求出發(fā)，借鑒國外先進國家在低碳經濟視角下從節(jié)能環(huán)保角度在電力市場方面的發(fā)展現狀，分析了適合我國低碳經濟視角下電力市場設計的主要類型，并在此基礎上提出了相應的對策。從一定程度上講，低碳經濟對電力市場設計涉及到電力市場的各個領域和各個環(huán)節(jié)，希望通過文章的初步探討能夠對我國電力市場設計發(fā)揮一定的推動作用。

1 低碳經濟視角下電力市場設計的具體要求

①對投資成本的要求。不可否認的是，縱觀國際電力市場整體運營環(huán)境，我國在電力市場、尤其是在電力建設過程中依然存在較大投資成本壓力的現實；低碳經濟條件下對電力市場進行設計和規(guī)劃，必定要經過降低巨大投資成本、提高投資效益的陣痛，盡管要經過一個艱難時期，也要下大決心重新審視電力市場設計對投資成本的問題，全面考慮投資成本需求，提高投資效益。

②對環(huán)境以及生態(tài)保護方面的成本要求。傳統(tǒng)條件下，我國電力市場運營過程中采用的機組往往沒有過多的考慮到環(huán)境以及生態(tài)的保護問題，使得電力市場在面對國家節(jié)能減排政策的調整之下面對較大的壓力；為了能夠更好適應低碳經濟的各項要求，在新建的大型、大容量機組中必然要配備相關節(jié)能環(huán)保設備，以此降低能耗、提高生態(tài)環(huán)保效益，然而這些巨大的投資也使得單位電量的成本呈現上升趨勢。建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會是國家必然要以一貫之的長遠政策，因此在電力市場設計中一定要綜合衡量好對環(huán)境以及生態(tài)保護方面的成本要求。

③對高耗能機組限制與淘汰方面的要求。傳統(tǒng)歷史條件下采用的高耗能機組在電力市場設計布局中發(fā)揮了至關重要的作用，對于滿足電力市場供應、有效的保障生產生活功不可沒。然而在低碳經濟條件下，這些高耗能機組必須要面臨著限制甚至是淘汰；盡管這些高耗能機組基本完成前期投資的回報，其總體生產成本相對較低，面對低碳經濟背景，要逐步加大在新上設備中對該類機組的限制。

四是對新技術、新設備使用的具體要求。伴隨著新技術的不斷進步和發(fā)展，一些清潔能源發(fā)電技術逐步成熟并廣泛應用到發(fā)電領域，例如風電、潮汐發(fā)電以及地熱發(fā)電等。這些新技術、新設備在有效的保護生態(tài)環(huán)境方面具有巨大的優(yōu)勢，然而受我國電力市場特殊性以及電力需求廣泛性和高需求性影響的要求，這些新技術和新設備發(fā)電還不能從根本上解決我國現實的電力需求，并且存在投資成本較大的現實問題。在電力市場設計過程中要兼顧這些新技術、新設備，但是也要綜合考量我國電力市場客觀實際，權衡好經濟效益與生態(tài)效益之間的關系。

2 國外低碳經濟視角下節(jié)能環(huán)保角度電力市場發(fā)展

現狀

當前節(jié)能減排和低碳經濟視角下，國外一些先進國家在自身能源結構的基礎上分別對電力市場設計節(jié)能環(huán)保采取了不同的措施，概括起來，可以總結為以下兩方面：一是在市場化運營前，按照宏觀能源發(fā)展規(guī)劃， 采用法令和投資補償的方式，逐步、有計劃地將化石類發(fā)電資源向水電、核電等低能耗資源結構轉變，如德國、丹麥等國家；二是在市場化運營后，結合市場機制，配合立法、財稅補貼等手段，實現節(jié)能環(huán)保目標，如英國、美國采用投資或稅收補償鼓勵新能源建設，在市場中規(guī)定必須購買一定比例的可再生能源，并制定了排放指標，在市場中開辟了排放權交易品種，荷蘭建立了綠色標簽機制，促進綠色能源的交易。

3 低碳經濟視角下電力市場設計的主要類型

①沿用傳統(tǒng)模式的電力市場設計。低碳經濟背景下，在進行電力市場設計過程中依然采用傳統(tǒng)模式的設計軌跡，不注重對新技術、新設備的引進，不注重對原有高耗能設備設施的升級改造，而是繼續(xù)沿用原來的電力管理體制以及模式——垂直一體化管理模式，這種電力市場的輸電網沒有進行對外開發(fā)。

②采用對沖交易模式的電力市場設計。對沖交易模式的電力市場設計的主要理念是對某一整體區(qū)域范圍為服務和供應對象，對這一整體區(qū)域內的電力市場的輸電網絡采取系統(tǒng)層面上進行市場交易；或者是采取能夠支持某一單一市場交易的獨立發(fā)電調度模式。無論是對某一區(qū)域內的整體系統(tǒng)層面進行市場交易也好，還是對單一市場交易和獨立發(fā)電技術也好，二者之間都會通過電網系統(tǒng)產生一定的聯系，例如電力市場之外的雙邊交易或者是另外的雙邊合同。

③采用現貨市場模式的電力市場設計。采用現貨市場模式的電力市場設計本質是將電力市場置于一個獨立的系統(tǒng)中，通過設立單獨的電力市場運行機構對該獨立系統(tǒng)進行協調和控制，重點是對發(fā)電環(huán)節(jié)予以調度，而不具備輸電功能。

4 低碳經濟視角下電力市場具體設計途徑

一是大力創(chuàng)新電力市場的節(jié)能模式，鼓勵更多適合低碳發(fā)展模式的發(fā)電技術進入電力市場。在低碳經濟視角下進行電力市場設計，必須要對現有電力市場運營管理過程中存在高耗能、高污染的部分問題予以高度重視，根據電力市場需求以及供應狀況不斷創(chuàng)新電力市場的節(jié)能模式，例如，可以從國家層面出臺相關的節(jié)能優(yōu)先模式，采取低耗能發(fā)電機組有限的原則，將發(fā)電機組的耗能數據按照耗能指數從低到高的順序予以排序，在綜合考量符合需求的基礎上，按照從低到高排序對機組電量進行分配，直到滿足負荷為止?；蛘呤强梢圆扇∧芎募s束模式，通過對采取以年度、月度以電量為標的市場年度、月度市場競價， 把握電力市場的降耗目標。與此同時，要積極充分和利用現代化的節(jié)能、環(huán)保等低碳發(fā)電模式，不斷提高科研水平和實踐應用水平，大力開展對風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、生物質發(fā)電、潮汐發(fā)電等一系列低碳發(fā)電技術；積極創(chuàng)新發(fā)電資源低碳技術與投資方式的優(yōu)化組合，推動更多低碳發(fā)電技術進入到電力市場，提高新能源、新技術等一些低碳發(fā)電量的使用效率和使用頻率。

二是要有效選擇低碳技術，大力采用碳排放限額的措施予以設計。在電力市場設計過程中，要想真正達到國家電力運行節(jié)能減排標準的低碳要求，形成環(huán)保、生態(tài)的電力市場運行系統(tǒng)，就必須要加快改革電力市場碳排放模式，調整電力市場的改革方向，大力引進和使用低碳技術，綜合電力市場碳排放的特征以及相關低碳技術經濟特征，努力設計出有利于激勵低碳技術進步的電力市場。

三是打破現有電網格局，積極實現與新能源并網發(fā)電，切實采取措施有效處理好低碳經濟視野下的技術成本與電力市場競爭力水平之間的關系。從我國現有電力市場格局出發(fā)，一些新進入市場的新型低碳發(fā)電技術在運行成本、管理成本方面要比傳統(tǒng)發(fā)電高的多，并且國家對新能源電力市場方面的政策措施制度力度并沒有形成統(tǒng)一和規(guī)范的格局，由于過高的投資成本造成低碳發(fā)電技術失去了市場競爭力。在這樣的狀況下，要想真正實現電力市場的低碳設計與運行，必須不斷提高低碳發(fā)電技術的規(guī)模效益，加快制定國家層面的政策措施，改革現有的電網格局，努力為低碳發(fā)電等新能源發(fā)電與傳統(tǒng)電網的并網，促使它的投資成本低于它所具備的競爭力水平。

四是采用新型低碳發(fā)電技術方面的政策措施。首先要從國家層面加快制定出臺優(yōu)化我國現有電力市場結構的政策措施，制定出臺發(fā)展綠色電力的政策支持。低碳經濟視角下要不斷優(yōu)化電力市場的利用方式，積極從政策層面開發(fā)綠色電力；其次要廣泛開展國際合作與交流，在我國現有電力市場的基礎上積極借鑒和吸取國外先進成功的經驗和技術。受我國電力行業(yè)技術水平方面的限制，在短時間內完全達到低碳經濟的標準非常的困難。在低碳經濟背景下進行電力市場設計一定要走出去，積極開展與國外電力市場設計比較成功的國家進行合作和交流，合作開展清潔電力發(fā)展機制項目；同時加快引進發(fā)達國家一些較為成熟的技術和設計模式，不斷提高低碳經濟背景下電力市場設計的自我創(chuàng)新能力。

5 結 語

低碳電力市場能夠真正地實現可持續(xù)發(fā)展，是電力市場現在和未來發(fā)展的必經之路，低碳經濟是我國電力市場設計的必由之路，也是我國電力市場在未來能夠適應國際競爭力、提高綜合經濟效益和整體經濟效益的必然選擇。低碳背景下進行電力市場設計在建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會過程中發(fā)揮著至關重要的作用。作為電力行業(yè)來講，必須全面認識當前節(jié)能減排的巨大壓力，在電力市場設計過程中要牢固樹立低碳經濟觀念，統(tǒng)籌電力市場結構，加大低碳基礎的創(chuàng)新與消化吸收能力，不斷提高電力市場設計的優(yōu)化，提高綜合國際競爭能力。

參考文獻：

[1] 耿建.節(jié)能電力市場設計初探[J].電力系統(tǒng)自動化，2007，（10）.

[2] 王斌，江健健，康重慶，等.美國標準電力市場的主要設計思想及其對我國電力市場設計的啟迪[J].電網技術，2004，（16）.

[3] 尚金成.中國電力市場體系模式設計（一）互聯電網電力市場設計[J].電力系統(tǒng)自動化，2010，（8）.

篇8

生物質能不但會搶奪人類賴以生存的土地資源，更將會導致社會不健康發(fā)展；地熱能的大規(guī)模開發(fā)將導致區(qū)域地面表層土壤環(huán)境遭到破壞，將引起再一次生態(tài)環(huán)境變化；而風能和太陽能對于地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源，它們必將成為今后替代能源主流。

風力發(fā)電

目前，我國已超過美國，成為全球風電裝機容量最大的國家，同時也成為風能設備最大的生產國。隨著國內風電產業(yè)鏈日臻完善、研究規(guī)模不斷擴大，成本下降非常顯著，競爭力也逐漸增強，但是在產業(yè)鏈最上游的新型材料及半導體器件（控制芯片、電力電子器件等）研究方面仍較落后，主要研究工作集中在中下游的風電整機制造、關鍵零部件配套（發(fā)電機、電控、傳動系統(tǒng)等）以及并網技術領域。

沈陽工業(yè)大學在風電整機制造方面具有很強的實力，是我國最早從事風力發(fā)電技術研究的少數高校之一，設置有風能技術研究所，師資力量完善，先后承擔過多項大型橫、縱向課題，成果顯著。其設計的具有自主知識產權的1.5MW風電機組實現了產業(yè)化，占據一定的市場地位，產學研結合能力很強。

華北電力大學作為教育部直屬高校中唯一的以電力為學科特色的大學，成立了國內首家“可再生能源學院”，下設風能與動力工程專業(yè)，未來還將籌備生物質發(fā)電和太陽能利用專業(yè)。研究內容以大容量風力發(fā)電接入，對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的影響為主，主要研究包括：風電場建模與仿真、風能資源測量與評估、風力發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、風力發(fā)電機組只能控制與優(yōu)化運行、低速風能利用策略與先進風力發(fā)電理論，充分發(fā)揮了其在電力系統(tǒng)方面的優(yōu)勢。

重慶大學機械傳動國家重點實驗室，借助其在機械傳動領域的優(yōu)勢，在風電機組齒輪箱設計、動態(tài)特性研究、工作模態(tài)測量及制造工藝方面有深入的研究，并且產學研結合。

汕頭大學新能源研究所在大型風電機組空氣動力學、結構強度及結構動力學研究方面頗有作為，自行開發(fā)了大型風力機優(yōu)化設計系列軟件。

浙江大學流體傳動及控制國家重點實驗室對風力發(fā)電系統(tǒng)中的液壓技術有深入研究，包括風機制動系統(tǒng)、定槳距控制和變槳距控制等。

同濟大學機械工程學院在風電機組葉片動力學分析、結構優(yōu)化設計、剛柔耦合系統(tǒng)模型分析方面經驗豐富。

東南大學在風力發(fā)電機研究、設計方面走在前列。近期又集合學校優(yōu)勢學科，建立了風力發(fā)電研究中心，致力于以風力發(fā)電為核心的可再生能源發(fā)電及應用技術的基礎研究。

電控方面，清華大學、北京交通大學、中科院電工所都有很強的實力。清華大學電機工程與應用電子技術系原名電機工程系，歷史悠悠，師資力量雄厚，在風電接入對電力系統(tǒng)影響、風電機組建模仿真、風電變流器設計及控制等方面有深入研究。北京交通大學電氣工程學院早期隸屬于鐵道部，主要服務于我國軌道交通電傳動裝備產業(yè)，在大功率電力電子技術領域積累了豐富經驗，研究實力在國內高校處于領先地位。新能源研究所成立后從事大功率風電機組（直驅或雙饋）并網變流器、中大功率光伏發(fā)電逆變器、風電機組仿真及主控系統(tǒng)、微網技術研究，產學研結合能力很強。中科院電工所新能源發(fā)電技術研究組是國內最早研究風力發(fā)電、太陽光伏發(fā)電的單位之一，其大型并網風電機組控制及變流技術、變槳距控制技術以及風電場集中和遠程監(jiān)控技術等較成熟，還有一些特色研究工作包括：風/光互補、風/柴系統(tǒng)及其控制逆變技術、控制逆變技術等。

光伏發(fā)電

光伏發(fā)電具有系統(tǒng)簡單以及維護方便等特點，應用面較廣，現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統(tǒng)風力發(fā)電。太陽能發(fā)電主要分為并網電源系統(tǒng)和離網電源系統(tǒng)，目前大規(guī)模使用的主要是并網系統(tǒng)，一般包括光伏電池組件、光伏逆變器、配電柜、監(jiān)控系統(tǒng)等。其中光伏電池組件將太陽能轉化成電能，光伏逆變器與風能變流器類似，可以將光伏電池組件產生的不穩(wěn)定電能變成穩(wěn)定的電能并入電網。

我國光伏業(yè)正處在爆發(fā)式增長期，中國大陸和臺灣的光伏電池廠商占全球總電池產量59%的份額。與風電產業(yè)鏈類似，除了最上游的化合物、硅片提純、加工外，我國已形成了較完整的光伏產業(yè)鏈，包括晶體硅、薄膜電池片及組件加工、光伏逆變器、系統(tǒng)集成、能源投資商等。

國內高校對于光伏系統(tǒng)研究主要集中于工程應用方面，合肥工業(yè)大學教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心是我國迄今為止唯一的專門從事光伏系統(tǒng)技術研究的國家重要的科學研究基地，掛靠合肥工業(yè)大學電氣與自動化工程學院，主要從事光伏組件建模及仿真、光伏逆變器設計及控制、工程化應用等研究工作，產學研結合較好，承擔多個大型光伏電站設計工作。

海外院校

由于新能源行業(yè)涉及領域多、范圍廣，以及我國新能源行業(yè)開始起步，人才的缺乏已經成為極為突出的問題，國家、社會、高校、企業(yè)都在積極努力培養(yǎng)這方面的人才，學生的擇校就業(yè)也因此變得十分靈活。同時，也因為剛剛起步，目前面臨的多是工程應用技術類問題，因此我們的相關研究工作主要分布在中下游，從前面的介紹也可以看出，在新能源上游高端領域，由于技術壁壘很高，國內的研究工作相對較少，但是可以選擇留學歐美高校，得到更進一步的提高。

澳大利亞新南威爾士大學光伏研究中心，由有著“太陽能之父”之稱的馬丁·格林教授領導，專注光伏電池的研究，自上世紀80年代起，30年間畢業(yè)于新南威爾士大學光伏中心的中國留學生已經撐起了中國光伏產業(yè)的半壁江山。如今，在屈指可數的幾大領頭光伏企業(yè)中——尚德、中電光伏、英利、賽維LDK都有新南威爾士大學畢業(yè)生的身影，其科研實力可見一斑。

在歐洲，各國都十分重視新能源的開發(fā)利用。作為生態(tài)村理念的首創(chuàng)國，丹麥是能源問題解決得最好的國家之一。早在2006年，我國就與丹麥簽署了“可再生能源”合作項目，國內許多高校分別與丹麥高校開展聯系。丹麥奧爾堡大學能源技術學院在風力發(fā)電、分布式發(fā)電、電力系統(tǒng)、電力電子及控制技術等領域有深入研究經驗，并且與許多國家和組織開展合作，產學研實力很強。特別是在風力發(fā)電領域優(yōu)勢突出，核心研究領域包括：風力發(fā)電機組及風電場的控制與監(jiān)測、仿真、設計、優(yōu)化。

隨著新能源技術發(fā)展以及各項政策效應的逐步顯現，開發(fā)利用新能源的成本將明顯下降，為人類清潔能源利用和產業(yè)結構升級帶來歷史性機遇，新能源終將成為今后世界上的主要能源之一。

Tips：新能源材料與器件專業(yè)優(yōu)勢院校

文/南京航空航天大學 郭棟梁

該專業(yè)重點是研究與開發(fā)新一代高性能綠色能源材料、技術和器件（如通訊、汽車、醫(yī)療領域的動力電源），發(fā)展“新能源材料”(新型鋰離子電池材料、新型燃料電池材料和新型太陽能電池材料)的學術研究方向。

新能源材料與器件專業(yè)設置，主要依托化學化工學院，跨能源科學、材料科學、化學等多個學科，擬培養(yǎng)能掌握新能源材料專業(yè)基本理論、基本知識和工程技術技能，掌握新能源材料組成、結構、性能的測試技術與分析方法，了解新能源材料科學的發(fā)展方向，具備開發(fā)新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料專門人才。畢業(yè)生可在化學能源、太陽能及儲能材料等新能源材料領域從事科學研究與教學、技術開發(fā)、工藝設計等方面工作，也可繼續(xù)攻讀新能源材料及相關學科高層次專業(yè)學位。

新能源技術是21世紀世界經濟發(fā)展中最具有決定性影響的五個技術領域之一，新能源材料與器件是實現新能源的轉化和利用以及發(fā)展新能源技術的關鍵。新能源材料與器件本科專業(yè)是適應我國新能源、新材料、新能源汽車、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造等國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展需要而設立的，是由材料、物理、化學、電子、機械等多學科交叉，以能量轉換與存儲材料及其器件設計、制備工程技術為培養(yǎng)特色的戰(zhàn)略性新興專業(yè)。

高校特色：

華東理工大學

以半導體材料技術、化學電源技術、太陽電池技術等為特色。未來就業(yè)集中在光伏太陽能、新能源開發(fā)和利用以及半導體材料器件的設計、化學電池開發(fā)等。

東南大學

依托電子科學與技術大類專業(yè)背景，專業(yè)內容側重光電子材料及其應用方面，主要針對太陽能材料制備、檢測和應用，可以拓展到生物能等其他新能源。

四川大學

光電功能材料與器件方向，在新型能源材料與技術、化合物半導體晶體材料與制備技術、介電功能材料與制備技術、固體波譜學等方面的研究取得了國內外同行公認的成就。光電信息功能晶體碘化汞和硒鎵銀的研制兩項成果分別獲得（1992年度和2000年度）國家發(fā)明二等獎和兩項部省級科技進步二等獎；鐵電薄膜研究獲得一項四川省科技進步一等獎，還獲得兩項部省級科技進步二等獎；薄膜太陽電池研究獲得一項中國高校發(fā)明二等獎。每年發(fā)表在國內外著名學術刊物和學術會議上的為《SCI》、《EI》所收錄的高水平論文40余篇次。

篇9

摘要：本文主要從太陽能和風能等新能源電力產業(yè)發(fā)展現狀和發(fā)展中遇到的瓶頸障礙的角度探討了新能源的發(fā)展與社會支持之間的關系，并就新能源的發(fā)展提出了自己的見解。

關鍵詞：新能源 和諧社會 電力 太陽能 風能

0 引言

新能源的發(fā)展與社會支持之間是相輔相成的關系。新能源產業(yè)想要走上正軌，初步達到盈利，離不開國家和社會的大力扶持；而新能源的發(fā)展也可以解決能源危機、通貨膨脹、環(huán)境問題等許多社會問題，幫助構建社會主義和諧社會。新能源的快速發(fā)展中，與其配套的各項管理與技術內容不可或缺。

1 我國的新能源發(fā)展面臨著機遇和挑戰(zhàn)

1.1 面對當今國際社會嚴峻的能源形勢，中國政府高度重視新能源的開發(fā)利用，把加快發(fā)展可再生能源作為“十一五”時期能源發(fā)展的一項重要任務。

我國新能源產業(yè)目前呈現良好的發(fā)展前景，預計到2015年所規(guī)劃的新能源提供的電力、熱水和燃氣終端能源產品的總量將達到4300萬噸標準煤，并將直接拉動相關行業(yè)的發(fā)展，帶來明顯的環(huán)境效益。

國家電網公司黨組成員、副總經理舒印彪指出：“從世界各國應對氣候變化的行動中，我們不難發(fā)現，這一輪以發(fā)展新能源為主題的能源革命，是以電力為中心的，電網是推進新能源發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)?！辈⒄J為，發(fā)展新能源，對于優(yōu)化能源結構、增加能源供應、保障能源安全、保護生態(tài)環(huán)境、促進我國經濟社會可持續(xù)發(fā)展等，具有十分重要的意義。

1.2 新能源的發(fā)展現狀有機遇更有挑戰(zhàn)，技術與經濟問題并存。

1.2.1 就風電而言，我國規(guī)劃的風電基地所在地區(qū)電網規(guī)模偏小，需要依托更高電壓等級、大規(guī)模遠距離輸送因而由此帶來了復雜的電網技術和經濟問題。

1.2.2 大規(guī)模發(fā)展風力發(fā)電，使我們不得不面對系統(tǒng)調峰調頻問題。目前，我國平均峰谷差約為30%，部分地區(qū)達40%，未來還有可能進一步加大；而系統(tǒng)調峰主要依靠煤電。新能源的大規(guī)模開發(fā)，將使得系統(tǒng)調峰面臨更加嚴峻的考驗。

1.2.3 太陽能發(fā)電技術的發(fā)展也亟待社會的支持。以天和家園太陽能試點工程為例，若要收回投資成本，則每千瓦時上網電價應高于3元，遠遠高于煤電的上網電價；如按現行居民用電價計算，收回投資成本需100年以上。

1.2.4 雖然我國光伏產業(yè)產品組裝能力躋身世界前三，但晶體硅提純、鑄錠切片、逆變控制等核心技術卻被國外壟斷。中國的光伏產業(yè)“兩頭在外”知識產權掌握度不高，實質上是受制于國外研發(fā)企業(yè)為其“代工”。

2 新能源發(fā)展的技術與經濟問題產生根源

雖然我國新能源的發(fā)展形勢總體上良好，但其事業(yè)起步晚、發(fā)展快，相關政策法規(guī)不夠完善，標準體系不夠健全，與電網及其他電源的發(fā)展不夠協調。

2.1 我國新能源開發(fā)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，無序開發(fā)甚至開發(fā)過度。國務院2007年6月審議通過的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出到2020年建成風電3000萬千瓦的發(fā)展目標，而目前規(guī)劃的風電裝機容量卻已達12000萬千瓦，過于迅猛的勢頭不利于其發(fā)展的可持續(xù)性。

2.2 行業(yè)標準不完善問題日漸凸顯，并嚴重制約新能源發(fā)展。我國現行的《風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》為指導性要求，不作強制執(zhí)行要求，且對電網的調峰調頻能力、低電壓穿越能力等標準不嚴明，不能滿足新能源大規(guī)模開發(fā)的要求。

2.3 政府相關政策不夠完善，社會支持力度不夠或無力支持。例如，我國一些地區(qū)電網電源結構單一、調峰手段有限，要保證新能源電量全額收購，需要付出很大代價，既不經濟，也不安全。此外，金融危機對以外向型為主的陽光能源影響很大，政府在此方面卻沒有予以大力扶持，光伏產業(yè)近幾月出現開工不足。

2.4 對新能源送出及輔助服務的激勵政策、電價審批和項目管理、新能源電廠的新型管理機制等，均亟待加強，這在一定程度上造成新能源為電網接納的困難。

3 社會各界支持將給新能源插上騰飛的翅膀

我國2006年1月1日開始實施的《可再生能源法》及其實施細則都給新能源產業(yè)發(fā)展提供了強大的政策支持。

在當前形勢下，我國社會各界給予了新能源發(fā)展很大的幫助支持，2009年上半年的《關于加快推進太陽能光電建筑應用的實施意見》及相關補貼政策是政府開始關注該產業(yè)的積極信號；降低太陽能電池的成本和出臺相應的激勵政策，則是我國發(fā)展太陽能發(fā)電產業(yè)的兩大推手。

國家電網公司采取積極有效措施，創(chuàng)造網絡條件，保障風電接入。截至2009年6月底，公司經營區(qū)域內923萬千瓦風電裝機全部順利接入電網；國家電網公司還做到了全額收購，按時付費。2007年，國家電網收購風電上網電量50億千瓦時，2008年達到101.3億千瓦時，同比增長103%。2009年上半年，在金融危機嚴重影響用電量的情況下，仍然收購新能源上網電量128億千瓦時，同比增長105%。

在國家政策激勵下，我國太陽能光伏企業(yè)在以長三角地區(qū)為代表的全國各地崛起，并于2006年發(fā)起成立了“中華全國工商業(yè)聯合會新能源商會”，并建立了自有網站中華新能源網。

上海市計劃2006年到2015年安裝10萬套太陽能屋頂發(fā)電系統(tǒng)，使其太陽能年發(fā)電能力達到3.3億千瓦時。浙江省慈溪市農業(yè)科技園區(qū)太陽能道路照明系統(tǒng)也已建。昆明等市也已經加入“十城千輛”節(jié)能與新能源汽車示范工程。

2008年9月，國家電網公司召開了風電發(fā)展與并網會議，對支持風電發(fā)展的工作進行了安排和部署?？萍疾俊野l(fā)展改革委等部門也積極主辦“2009中國國際節(jié)能減排和新能源科技高層論壇” ，并邀請了包括諾貝爾獎得主的千余人參與。

新能源發(fā)電的前景猶然光明，但是對于共建和諧社會，民眾和相關企業(yè)的新能源意識、參與行動更加重要。2005年，上海市就推出了“綠色電力機制”，由個人和單位自愿認購綠色電能，定價比常規(guī)電價高0.53元/千瓦時。

4 大力發(fā)展新能源有助于共建和諧社會

大力發(fā)展新能源如太陽能、風能、核能、生物質能可以解決許多社會問題，有助于共建和諧社會。

4.1 大力發(fā)展新能源可以解決能源危機、緩解運輸緊張局面。即使新能源短期內難以占據能源市場的主要份額，但卻可以很大程度減輕用電壓力，也可以很大程度上減輕電煤緊張的局面，不會出現為了搶運電煤中斷其他貨物的運輸造成的運輸緊張。

4.2 大力發(fā)展新能源有利于節(jié)能減排，保護環(huán)境。新能源的迅速崛起將使人們對化石能源需求一定程度上減少，小煤窯的開采就會減少，對周邊環(huán)境的影響也會降低?；鹆Πl(fā)電對大氣的污染也會減輕。

4.3 大力發(fā)展新能源可以減低通貨膨脹。新能源作為能源的重要提供者后，對傳統(tǒng)能源如煤、石油的需求就會大幅降低，煤和石油的緊缺情況會得到改善；一旦煤的價格下降，電力的價格就會下降，工業(yè)產品價格就會下降，隨之許多生產資料和生活資料價格也可能下降。

4.4 就目前來講，大力發(fā)展新能源可以拉動內需，刺激經濟增長。

5 結語

新能源的世紀已經拉開帷幕，新能源的未來發(fā)展無可限量。讓我們快馬加鞭，全力推動新能源產業(yè)又好又快發(fā)展。

參考文獻

[1]趙爭鳴《太陽能光伏發(fā)電及其應用》[M].科學出版社.2005.

[2]趙爭鳴，周德佳《太陽能光伏發(fā)電技術現狀及其發(fā)展》[J].電氣應用，2007.10.

篇10

1照明節(jié)能的設計

在城市生活中，照明燈是夜晚人們出行和居家的重要工具，照明燈的大量應用，也帶來了很大一部分的照明電能損耗，因此，相關研究人員要進行照明節(jié)能設計最大限度的降低照明電路中帶來的能量損耗。通過照明節(jié)能設計，在保證照明質量的前提條件下，充分的利用能量。首先，在選擇照明方式時，應當充分、合理的利用自然界的光，利用自然界的光是減少照明消耗能量的重要方式，在設計照明方案時，應當就人工照明與自然光結合在一起，進一步節(jié)約照明電能。其次，根據照明場合的不同，選擇合理的光源，在一般的房間里，可以選擇一些熒光燈進行找平，在要求燈光顯色高的場所中，就要選用稀土節(jié)能熒光燈或者是三基色熒光燈等，也可以選擇一些功率相對較小的高顯色型鈉燈。如果是在室外的照明場所，就可以采用高壓鈉燈，這種燈屬于氣體光源，有較強的耐用性。最后，要合理的選擇照明方式和安裝位置，根據具體的照明需求，采用節(jié)能開關，例如在室外場所或者工地適用光電和聲控燈等，從這些方面來進一步節(jié)約電力能源。

2電氣新能源的開發(fā)分析

隨著工業(yè)經濟的迅速發(fā)展，我國的能源危機越來越嚴重，能源面臨著越來越嚴峻的挑戰(zhàn)，除了要從根本上節(jié)約電能之外，還應當大力開發(fā)電氣新能源。我國政府及其相關部門在不斷加大新能源的開發(fā)力度，將開發(fā)新能源作為現階段節(jié)約能源戰(zhàn)略的重要措施之一。目前，我國的能源產業(yè)預計到2015年總量可以達到4300萬噸標準煤，新能源電力和燃氣等終端能源產品的合理規(guī)劃帶動了我國能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，給我國社會的發(fā)展帶來了良好的效益。

風能和太陽能是我國電氣新能源開發(fā)的重要資源，這些可再生能源如果得到合理的運用，對于我國電力節(jié)能規(guī)劃有著重要的意義。對于風能來說，我國在風能基地的規(guī)劃中并沒有擴展到很大的規(guī)模，它需要依靠更高層次的電壓等級，也需要進行大規(guī)模遠距離的輸送，這就給風能的開發(fā)利用帶來了很多復雜的技術問題和經濟問題。我國在開發(fā)和利用風能時，需要做到全面充分的考慮，不僅要面對系統(tǒng)調峰的問題，還要面對一系列的調頻問題。根據目前的開況，我國的峰谷差大約達到了百分之三十，已經有一部分達到了百分之四十，在未來我國的峰谷差還有繼續(xù)擴大的可能性，不過系統(tǒng)的調峰主要依靠的是煤電，在大規(guī)模開發(fā)新能源的同時，要考慮到系統(tǒng)調峰問題，其中還會面臨很多的問題和挑戰(zhàn)，需要我國相關研究人員在實際開發(fā)研究的過程中，根據實際情況，不斷改進方案，充分的利用風能。太陽能發(fā)電已經得到了人們的廣泛支持和認可。在我國的一些試點工程，要將太陽能發(fā)電的投資成本回收過來，需要進一步調高電價，每千瓦時上網的電價要高于三塊錢，這個價格遠遠大于煤電上網的電價。根據相關電力價格，我國要想收回太陽能發(fā)電的投資成本，則需要大約一百年以上的時間。我國要進一步進行技術革新，不斷引進國外先進技術，開發(fā)電氣新能源。此外，還有核電技術的開發(fā)，核電技術是一項非常重要的新能源發(fā)電技術，與普通水利發(fā)電和活力發(fā)電廠發(fā)電相比，核電利用核聚變產生能量的效率要高很多，并且核能發(fā)電是一種清潔的新能源技術，它不會像化石燃料發(fā)電一樣排放出大量的污染物，不過核能發(fā)電的危險性較高，如果造成核輻射污染，則會帶來嚴重的后果。因此，我們要采用安全的核電技術，為我國電力行業(yè)減輕負擔。

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