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新能源及动力工程专业

时间:2023-09-21 17:56:03

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇新能源及动力工程专业,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

新能源及动力工程专业

第1篇

能源与动力工程专业前身为热能与动力工程专业,服务于能源动力产业。

本专业涉及的学科及产业方向以热能转换与利用系统为主的热能动力工程及控制方向、以内燃机及其驱动系统为主的热力发动机方向、以电能转换为机械功为主的流体机械与制冷低温工程方向、以及新能源应用技术方向等。

本专业着重培养培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、具有创新精神,面向能源、动力工程等领域,能够在常规能源转换与利用、动力装置、制冷与空调、新能源开发等领域从事系统设计、应用开发、运行管理等技术工作的应用型

(来源:文章屋网 )

第2篇

关键词:新能源;新能源科学与工程;培养方案;课程体系

作者简介:韩新月(1982-),女,河南商丘人,江苏大学能源与动力工程学院,讲师;何志霞(1976-),女,甘肃泾川人,江苏大学能源与动力工程学院,副教授。(江苏 镇江 212013)

基金项目:本文系江苏大学教学改革项目(项目编号:JGZD2009025)、江苏省高等教育教学改革研究重中之重课题(课题编号:2011JSJG006)的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0009-03

一、我国高校设立新能源专业的必要性

能源问题与环境问题是21世纪人类面临的两大基本问题,发展新能源是解决这两大问题的必由之路。新能源是相对于常规能源而言,以采用新技术和新材料而获得,在新技术基础上系统地开发利用的能源,如太阳能、风能、地热能、海洋能等。由于新能源具有再生、清洁、低碳、可持续利用等优势,所以越来越多的国家开始重视它。而且新能源可以作为促进人类发展和保护环境的重要途径,所以这些国家在相关政策中都增加了新能源的元素。新能源产业的发展也是未来中国可持续发展的关键。但是,和发达国家相比,我国新能源产业化发展起步较晚,技术相对落后,总体产业化程度不高。不过,我国天然资源非常丰富,市场需求空间很大,在政府大力发展新能源及可再生能源政策的带动下,新能源领域成为大型能源集团、民营企业、国际资本、风险投资等诸多投资者的投资热点,技术利用水平正逐步提高,具有较大的发展空间。“十二五”期间将是我国新能源产业从起步阶段进入大规模发展的关键转折时期。我国新能源在这一时期的发展总目标是:建立初步适应大规模新能源发展的电网等重大基础设施体系,推动新能源装备制造业的壮大和升级,促进新能源市场的不断扩大,争取在2015年将非化石能源在能源消费中的比重提高到12%左右。[1]

尽管国家已经把发展新能源放在一个重要的战略位置上,一场新的能源革命已在悄然进行,它必将带来新的经济繁荣、新的社会理念和新的生活方式。但是,我国新能源产业发展过程中的一大难题是缺少成熟先进的新能源技术。我国主要的新能源设备和技术完全依赖进口,新能源领域的科技创新能力明显不足。而新能源产业化进程中的这些难题有待专业人士去破解。所以,培养新能源方面的专业和复合型人才是重中之重。[2]但是,新能源产业作为一个错综复杂的资源环境复合体,涉及物理学、化学、流体力学、传热学、电子电工学、材料科学、生物学、管理学、工业经济学等学科内容,是一个典型的多学科交叉的新兴产业。[3]因此,需要设立专门的新能源专业来满足,新能源产业对新能源人才要有宽的知识面、自主的学习能力、丰富的想象力、敏锐的洞察力以及较强的沟通协调能力等要求,进而要求高校做好优化人才培养层次、改进人才培养方案等工作。

国外已有一些著名大学建立了新能源的本科专业,用于培养太阳能、风能、生物质能等方面的科技人才,如澳大利亚的新南威尔士大学设立了专门的光伏与可再生能源工程学院,并于2000年开设了光伏与太阳能本科专业,2003年又开设了可再生能源工程本科专业;澳大利亚国立大学依托其可持续能源系统中心也建立了四年制的可再生能源系统专业。此外,意大利的都灵理工大学和米兰理工大学都开办了四年制的可再生能源专业。美国的俄勒冈州科技学院于2005年也建立了可再生能源四年大学本科学位课程。随着全球能源结构的变化,对于新能源方面的人才需求不断增加,世界上将会有更多的高校开办有关新能源的专业。

我国高校在新能源专业设置和新能源产业专业人才培养方面还落后于发达国家。为顺应时代的发展,为国家培养新能源这一新兴产业的专业人才,2010年7月经教育部审批,浙江大学、中南大学、江苏大学等11所高校首次设立新能源科学与工程专业。其中江苏大学的新能源科学与工程本科专业由能源与动力工程学院承担开设任务,已分别于2011年9月和2012年9月招收第一批和第二批本科生。关于新能源科学与工程专业本科生的培养方案、培养模式和培养体系则处于不断探索和完善中。

二、 新能源科学与工程专业的培养方案

在对国内外新能源相关专业人才培养充分调研的基础上,分析国家社会和经济发展要求,基于新能源产业特点及企业和社会对新能源专业人才知识结构和能力结构的要求,同时结合本校自身的学科特色和优势,确定了新能源专业人才培养方案,主要包括专业培养目标的确立及科学、合理的课程体系的设置、可行的教学计划的制订等。

1.培养目标

专业的培养目标是专业建设和一切教学活动的基础、依据,也是人才培养的最终目的。新能源科学与工程专业在国内甚至在世界上都是非常新的专业,目前处于初步形成和探索阶段,因此,找准本校专业人才培养定位和确立该专业人才培养的长远目标尤为重要。江苏大学能源与动力工程学院结合自身实际情况,依托机械工程、电气信息工程、材料科学与工程、化学化工、土木工程等学科专业的支持,并结合新能源产业的特点设立了新能源科学与工程专业,使培养出来的学生具有良好的综合素质和创新意识,富有社会责任感,具有国际一流的视野,具备新能源科学与工程这一强交叉学科宽厚扎实的物理、化学及热流体科学基础理论,系统掌握新能源科学与工程应用专业知识及技能、新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术,能胜任新能源技术相关的科学研究、工程设计、技术开发及技术经济管理等工作的高级专门人才。

2.课程体系的构建

尽管自2010年以来国内陆续已有许多高校正式获批新能源科学与工程专业在本科阶段的招生资格。但总体来看,我国系统培养新能源科学与工程本科生、研究生的工作才刚刚起步,对于相应课程体系的构建也处于探索阶段。一个专业所设置的课程相互间的分工与配合构成课程体系。课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到培养人才的质量。而且,一个专业要具有区别于其他专业的培养方向和业务范围,就应有自己独立的课程体系。[4]新能源科学与工程专业是一门内容丰富而又广泛的科学与工程,属交叉学科。它与数学、物理、化学、生物学等紧密相关,又强烈地依托于能源与动力工程、材料、机械、电气、化工、自控和生物工程技术的发展。由于国内在这方面的研究几乎为空白,因此,如何以这些学科为依托,形成内容先进、结构合理的课程体系是急需解决的一项重大课题。笔者根据孙根年有关课程体系优化的思路给出了系统思考下新能源科学与工程专业课程体系的总体结构,如图1所示。[5]

由图1可以看出,在层次上将新能源科学与工程课程划分为通识教育平台课程、学科专业基础课程、专业(方向)课程、集中实践环节和课外实践环节五个方面。新能源科学与工程课程体系作为一个系统,不同的课程类别在培养目标和培养规格的指导下相互作用、相互影响,共同服务于新能源科学与工程专门人才培养这一特定的功能。

3.教学组织与实施

基于新能源科学与工程专业的培养目标及课程体系结构,考虑到本地区、本学校的实际情况,笔者制定的新能源科学与工程专业的指导性教学计划如图2所示。

由图2可以看出,在教学组织上前五学期主要进行普通文化课和专业技术基础课的教学,为后续专业课程的学习打下良好基础。同时,在第二、三、四、五学期还安排了金工实习、专业认知实习、电工电子实习和机械设计课程设计,目的是增加学生在校期间的动手操作机会。第六、七学期组织专业(方向)课程的教学和实习实训,核心课程均采用一体化教学方式。第八学期开展毕业设计环节,从而培养学生综合运用所学知识、结合实际独立完成课题的工作能力。

三、 新能源科学与工程专业培养计划的特色

1.以厚基础、宽平台、交叉学科为理念,强调扎实的物理、化学和热流体科学基础理论

课程建设时,首先在物理、化学基础理论方面增加了“大学化学”、“物理化学”、“能源与环境化学”和“半导体物理”课程。其次,根据新能源专业的特点,强调物理、化学基础的同时,通过减少“工程图学”、“工程力学”和“机械原理与设计”课程的学时数来弱化机械类课程。再次,为了充分发挥本校本学院学科优势和特点,在热流体理论方面除了开设“流体力学”、“工程热力学”和“传热学”课程外,还开设了“热流体数值计算基础”和“新能源利用中的热流体理论与技术”两门专业特色课程。目的是提升专业内涵,强化特色,确保学生具备新能源领域相关的扎实的基础理论,是学生今后在本专业及相关领域是否具备发展潜力的关键所在。

2.强调实践教学及新能源工程训练

首先,增加了“现代分析测试技术”课程。其次,增加了实习环节的学时数,把一般安排在第六学期的三周生产实习变为第四学期末的一周认知实习和第六学期的三周生产实习。目的是增加实践教学,先认知实习,后生产实习,使实习环节更为科学和合理。再次,还增加了项目设计,把一般安排在第七学期的两周课程设计修订为第六学期末的两周课程设计和第七学期末的两周项目设计。目的是先开展某门课程的课程设计,后进行具体的项目设计,设置更为科学和合理。通过指导学生开展设计性、综合性项目设计,培养学生发现问题、解决问题的创新能力。此外,还增加了新能源工程训练环节,在此环节中学生和指导老师双向选择后,学生参与到老师的科研项目中。指导老师在与国内外新能源企业合作中,向学生提供不同类型的专业实践机会。这个环节是在第七学期前完成,设置此环节的目的是培养学生实践创新和工程应用能力。通过明确的学分要求保证学业导师制的落实。指导老师通过这样一个环节对于特别优秀的学生可向学院推荐其保研,实现本研贯通培养,前后的培养具备一定的连续性。最后,为了充分利用学科资源及已有的实验条件,培养学生实践创新能力,更好地满足新能源专业对学生实践能力和新能源技术工程应用能力的高要求,在课内及集中实践环节总学分要求基础上还增加大于等于六个学分的课外实践要求(社会实践、竞技活动)。

3.体现多学科交叉特点

在课程设置时,除开设“工程图学”、“工程力学”、“电工电子学”、“机械原理”、“工程材料”等课程外,还增开了物理、化学方面的课以及“新能源材料”、“现代生物学导论”、“能源与环境”、“新能源系统自动控制原理”课程,这样充分体现了新能源科学与工程专业和动力工程及工程热物理、应用化学、材料物理、机械工程、化学工程与技术、环境科学与工程各学科的交叉。

4.重视形成宽阔的国际视野

首先,学校开设了全英文及双语课程,比如全英文的“太阳能光伏技术”以及双语的“热流体数值计算基础”、“热泵原理与应用”、“生物质燃烧及混燃技术”课程。其次,借鉴国外新能源专业的课程设置增设了反映新能源领域前沿的“生命周期评价”课程。此外,还增设“新能源前沿及工程应用专题”必修课。这门课要求学生在第七学期结束前听取学院安排的新能源前沿及工程应用专题讲座7次以上。专题可以是合作企业、国内外知名专家的讲座,也可以是本专业教师科研最新进展的讲座,目的是让学生了解本专业领域的最新研究进展及发展趋势,拓宽视野,尽快适应社会发展要求,同时提高学生的专业兴趣。

5.以太阳能为主,兼顾生物质能和风能,提供其他种类新能源的广泛选择的专业定位

首先,在太阳能方面,学校设置有“太阳能热利用”和“太阳能光伏技术”专业课;在生物质能方面,开设有“现代生物学导论”和“生物质能转化原理与技术”;而在风能方面,设置有“风力机空气动力学”和“风力发电与控制技术”专业课。其次,还提供了广泛的新能源相关选修课程来满足学生对不同专业的需求,比如“氢能与新型能源动力系统”、“新能源发电并网技术”、“水力发电与水电站”、“燃料电池原理与技术”、“热泵原理与应用”、“生物柴油制备及应用”、“生物质燃烧与混燃技术”、“能源工程管理”、和“能源经济学概论”等课程。

四、结束语

新能源科学与工程专业的设置顺应时代的发展,是我国可持续发展的需要。但是,由于新能源科学与工程专业是非常新的专业,与之配套的培养方案、课程安排等还处于起步探索阶段。笔者考虑到本地区、本学校的实际情况,同时结合新能源产业对人才的要求提出了具有鲜明特色的新能源科学与工程专业的培养方案,以供参考。笔者相信江苏大学有能力、有信心建设好该专业,为国家经济的可持续健康发展输送合格的人才。

参考文献:

[1]任东明.中国新能源产业的发展和制度创新[J].中外能源,2011,

(1).

[2]王伟东,艾建军,杨坤.新能源产业人才培养问题与对策[J].中国电力教育,2011,(12).

[3]张珏.新能源产业发展所需专业人才培养探讨[J].中国人才,

2010,(8).

第3篇

关键词:新能源科学与工程;实践教学;远程监控

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)07-0004-02

近年来,能源科技日新月异,风电等新能源快速发展,新能源领域的人才培养日益受到政府、高校和社会各界的广泛重视[1]。2011年教育部批准设置新能源科学与工程专业本科专业(080503T),全国许多高校纷纷增设新能源科学与工程专业,2012年原有的风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一调整为新能源科学与工程,如何办好战略性新兴产业背景下的新专业是一项全新而艰巨的课题。作为传统能源特色高校的风电等新能源学科和专业发展面临着许多新的挑战,由风能与动力工程专业调整转变过来的新能源科学与工程专业人才面临诸多现实和复杂的研究课题[2],正在进行中的新能源专业人才培养应该予以及时解决。本文将结合校企共建远程监控中心建设项目的实践,探索一种新型的实际教学模式。

一、新能源专业校外实习面临的挑战

新能源专业的实践教学模式的探索和实践是一项十分紧迫的F实任务。新能源专业直接面对新能源产业的生产一线,具有很强的工程实践性,实践教学必须与生产实践相结合,需要有良好的实验环境和实践基地[3]。学校办学应与企业需求紧密结合,加强校企双向调研,优化新能源专业设置及相关课程设置,修订专业教学计划,共同培养出更多符合企业需要的高素质的实践型人才。在长沙理工大学的新能源专业的培养方案中,有两次校外集中实习和两次校内集中实践教学环节,探索有效可行的实践教学模式是一项重要的任务。

风电专业校外实习面临较大的实际困难。长沙理工大学开设的“新能源科学与工程”专业主要面向风力发电生产一线,实习单位主要为建成运行的风电场,而当前周边的风电场大都建在远离市区的山顶,风电专业学生实习路途遥远、费用高、费时长、交通不便、安全隐患重重,而且风电场一般不能为集体实习的师生提供住宿和饮食条件,生活极为不便,给校外实习的经费、实习时间、安全、住宿和生活带来很大困难,很大程度上影响了实习效果。为了破解这一难题,结合智能风场和互联

网+行动计划,学校在产学研合作的基础上,开创性地探索校企共建远程集中监控平台,探索校企联合人才培养的新模式。

二、校企共建风电远程集中监控平台建设的

可行性分析

远程监控技术成熟。现代远程监控与诊断模式是随着通信、计算机和网络技术发展而产生的[4],其特点是现场的采样设备将各种传感器获得的设备状态信息转变成数字信号后,通过网络传送给远程诊断工程师[5]。基于计算机网络技术的远程实时监控系统不仅可以实现异地控制,也可实现多风场大范围的资源共享。采用无线通信技术为安装具有开通快捷、维护迁移方便、造价低等优点的监视控制和数据采集系统已经运行使用多年,技术成熟、性能稳定可靠[6]。

校企共建远程集控平台和校企双方经济效益显著。将新能源发电远程监控中心建在学校校区,企业可以节省房屋建设或租赁费用;企业可以充分利用学校的相关资源和校区内完善的生活设施,降低运行成本和员工的生活成本。另外,企业投资建设新能源发电远程监控及仿真中心,学校则可节省新能源发电远程监控中心的建设成本;新能源发电远程监控中心由企业对其进行运行维护,学校还可节省新能源发电远程监控中心的运行维护成本。

这种模式能充分发挥新能源发电远程监控示范效益、人才培养效益、科研效益、社会效益。学校在全国电力行业特别是中南地区电力行业有一定优势,为企业的相关业务向中南地区电力行业推广有一定较好的作用。人才培养效益主要是为学校能源类本科生提供认识实习、风电场运行与维护实习、风电机组远程监控实习基地;为研究生提供新能源技术领域的课题研究机会,特别是风电场远程监控和故障诊断的机会。在新能源发电远程监控建设和运行中开展科研合作能使校企双方共同受益;新能源发电远程监控与仿真中心建成后,可以对湖南省新能源发电进行监控和故障诊断,对相关人员技术提供培训服务,还可作为示范中心向全国相关单位推广。

三、新能源校企共建共享新模式的构建

学生在校内能借助“远程监控”完成运行跟班实习,充分利用多风场、多机型和多种风资源状况的实时运行情况,全面提高实习效果。建立一套具有统一软、硬件架构平台的集中监控系统,满足新能源自身监控需求及企业对所辖风电场、光伏电站的集中监管、调度控制,为新能源领域相关教师及工程技术人员提供科研平台。

随着装机容量的快速增长,以及电网公司对风电场、光伏电站调度规划的需求,企业在借鉴国内外风电集中监控系统建设经验的基础上,建立了一套具有统一软、硬件架构平台的集中监控系统,可以满足新能源自身监控需求,同时公司可对所辖风电场、光伏电站的集中监管、调度控制,实现湖南区域风场群、光伏电站群的远程监控和管理。企业还充分利用学校能源动力学科的优势,合作开展新能源发电领域科学技术研究,以及开展下属企业新进员工开展业务培训。

这种模式能很好地破解实践教学难题,全面提升专业办学水平。在整合学校特别是能源动力工程类学科现有技术机构、设施设备、人才队伍的基础上,建成新能源发电远程监控与仿真中心、新能源发电远程监控与仿真产学研基地,以及“新能源发电远程监控与仿真大学生实践教学基地”,实行统一的运行管理机制,从而大力提升学校新能源发电远程监控与仿真中心水平,推动学校新能源发电技术领域科学研究、学生实习、社会服务等方面的健康、协调和可持续发展,保障学校新能源发电技术大学生校内实习基地目标的顺利实现。

四、新能源远程监控中心建设的内容

根据项目建设目标,拟建的“新能源发电远程监控与仿真中心”建设内容主要分为“新能源发电远程监控平台、新能源发电实习实训平台、新能源发电关键技术研究与开发平台、学术交流与培训中心”等四个主要部分。

1.新能源发电远程监控平台。主要由企业负责建设。根据公司的发展规划,该平台将纳入该公司下属十余个能源开发项目,总规划容量达1000MW以上。具体建设内容分为软件、硬件两大部分。软件部分包括大容量实时/历史数据库、报表系统等;硬件部分包括采集设备、存储设备、传输设备、互联互通设备等。

2.新能源发电实习实训平台。主要由学校负责建设。利用该平台可对在校学生开展各项实践教学活动(包括认识实习、运行实习、仿真实习、毕业实习、新能源综合实验、创新性实验、课外科技活动等),年均达1000人次以上。具体建设内容包括场地建设、相关设备及仪器仪表建设、师资队伍教室、文档资料建设等。

3.新能源发电关键技术研究与开发平台。校企合作共建科研和实验平台,对新能源发电的关键技术难题(如新能源发电并网技术、先进控制技术、状态监测与故障诊断技术、风资源评估及风功率预测技术等)联合攻关,合作开发科学研究项目,建设内容包括场地建设、专用工具和仪器仪表、测试及分析软件等。

4.学术交流与培训中心。主要由学校负责建设,可承接企业员工培训、相关教师的工程化锻炼及业内学术交流等,培训人工年均人次数达50人次以上,每年教师赴企业进行工程化锻炼3―5人次,每年不定期举行多场次以上学术交流活动。建设内容包括培训教室、会议中心等场地建设、培训计划制订、培训教材编写、工程案例准备等。

五、新能源专业多环节实践教学的效果

在中心建设和运行过程中,研究新能源实验课程、核心R悼纬痰目纬躺杓啤⒎抡媸迪啊⑷鲜妒迪啊⒃诵惺迪昂捅弦瞪杓频然方诘牡髡,实验室和实习条件的建设方案等。这主要包括以下方面内容:新能源专业实践教学内容和环节的研究、省部共建风能与动力工程专业实验室功能的调整与改造、新能源实验和实践教学环节教学质量标准的研究、新能源新增实践教学条件的建设方案研究。利用笔者所在高校“电力生产与控制国家级虚拟仿真实验教学中心”的优质资源,高标准建设新能源发电过程仿真实验室。

产学研结合不仅是新能源这样的工科专业人才培养的必然要求,能使学校学科和教学受益,同时也应做足做实让企业获利,实现双赢,这样的产学研合作模式才能真正发挥其应有的效能。本文不仅为高校新能源专业人才培养模式提供一种新思路,也为企业的校企合作提供有用的参考。

参考文献:

[1]李俊峰,蔡丰波等.2014中国风电发展报告[R].2014.

[2]陈建林,陈荐.新能源科学与工程本科专业人才培养模

式探究[J].中国电力教育,2014,(22).

[3]饶政华,廖胜明.新能源科学与工程专业课程体系研究

[J].中国大学教学,2015,(3).

[4]Ahmed Mohamed A.,Song Minho,Pan Jae-Kyung,Kim

Young-Chon.Remote monitoring with hierarchical

network architectures for large-scale wind power

farms[J].Journal of Electrical Engineering and

Technology,2015,(3).

[5]赵飞.风电场远程集控中心的设计与应用[J].科技展

望,2015,(9).

[6]Park Joon-Young,Kim Beom-Joo,Lee Jae-Kyung.Dev-

elopment of unmanned remote monitoring system

第4篇

关键词:风力机组控制技术;教材;编写;课程建设;教学

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)18-0051-01

常规能源、电力紧缺及供电环境问题日益突出。利用风能作为未来最重要的清洁替代能源之一,对于缓解能源匮乏具有非同寻常的意义。随着风力发电事业日益蓬勃的发展,需要更多的从事风力发电方面的技术人员。河海大学于2008年创办了风能与动力工程专业,走在各个大学的前列。同年9月招收了第一批风电学子,旨在专业培养风能与动力工程及其自动化领域具有扎实理论基础、较强实践和创新能力以及良好的国际交流能力的高级工程技术人才,以满足社会对该学科领域的工程技术、科研、经营管理等各方面的人才需求。河海大学风能与动力工程专业开设了风力发电规划与设计、风力机、风力机组控制、近海风电场、风资源测量与评估、风电场施工与管理、风电场数字仿真等一系列专业课程。

风力机组控制系统是机组正常运行的核心,其控制技术是风力机组的关键技术之一,与风力机组的其他部分关系密切,其精确的控制、完善的功能将直接影响机组的安全与效率。“风力机组控制技术”是风能与动力工程专业基础课程之一,但是,目前市场上还没有适合高等院校“风力机组控制技术”专业课学习的相关教材,河海大学新能源系的教师自编教材供学生上课使用,在风能与动力工程专业的“风力机组控制技术”专业课程建设上迈出了关键的一步。

一、“风力机组控制技术”的主要内容

教材是能够全面系统地反映“风力机组控制技术”课程内容的主要教学文件,是沟通教师与学生之间的桥梁,是教师开展教学的主要依据,也是学生获取知识的主要途径。在学校和学院各级领导的大力支持下,我们从2005年9月开始了编写《风力机组控制技术》专业教材的调研工作,分别走访了华北电力大学、浙江大学等院校,如东新能源局、如东风力发电场、北京电力勘测设计院、福建电力勘测设计院、上海电力勘测设计院、华东电力勘测设计院和多家风力机制造厂,专门派人参加每年度的专业调整研讨年会,对开设“风力机组控制技术”专业课程的内容进行反复论证,多方推敲,最终于2007年讨论并制定出编写大纲。全书内容在2010年1月完成,现已由中国水利水电出版社正式出版,共26万字。

《风力机组控制技术》一书共分十一章:第一章绪论,对风力发电以及风力机组控制系统的发展概况作了简单的介绍;第二章介绍了风力机的基本理论,包括风力机的空气动力学基础及桨叶受力分析;第三章介绍了风力机组控制系统的组成、基本工作原理、基本控制要求以及风力机控制技术的发展趋势;第四章介绍了定桨距、变桨距、变速风力机组控制系统各自的特点以及基本控制策略;第五章着重介绍了偏航系统的结构组成、工作原理及偏航系统的技术要求及维护;第六章介绍了风力机组液压与制动系统的组成结构及工作原理、电动变桨距系统的基本工作原理;第七章介绍了变速恒频风力发电技术、交流励磁双馈发电机的矢量控制技术以及直驱式永磁同步风力发电技术;第八章介绍了风力机组的并网控制技术、双PWM变频器原理以及低压穿越技术;第九章介绍了风力机组的监控系统、风力机组的噪声控制技术以及海上风力发电技术;第十章主要介绍了风力发电存在的问题、风力机组常见故障、风力机组控制系统故障诊断技术以及风力机组的运行与维护;第十一章介绍了模糊控制理论在风力机组控制系统中的应用,其中包括风力机组模糊控制器设计、基于T-S模糊模型的风力机组稳定性分析。

二、《风力机组控制技术》的编写和体会

1.根据课程基本要求,创建合理教材体系

在高等学校,教材编写是提高教学质量、教育质量的根本性战略措施。教材编写应遵循本专业全套教材整体优化要求。强调“三基”,即:基本理论、基本知识、基本技能。取材合适,内容阐述循序渐进,使学生能够掌握。《风力机组控制技术》一书的内容应与风能与动力工程专业内《风力机》、《空气动力学》、《风电场规划与设计》、《风力机建模与仿真》等课程教材内容承前启后、紧密联系,既要避免与相关专业课程内容重复,又要防止课程体系中重要内容的疏漏,充分体现课程的科学性、思想性、前瞻性、启发性,使整套教材成为体现风能与动力工程专业培养目标的有机整体。

考虑到风力发电控制技术发展十分迅速,教材应反映风力发电技术发展的最新成果,不断以成熟的新知识、新技术、新理论和新方法替代陈旧和过时的内容。

2.优化课程教材内容,注重教材先进实用

在编写《风力机组控制技术》时,充分考虑了以下几个方面:

(1)基础性。风能与动力工程专业是一个崭新的专业,相应的专业课程教材体系还有待完善,风力机组控制技术方面的参考教材还很少,所以在编写《风力机组控制技术》教材时应注意教材基本内容要合理、由浅入深、重点突出,并经过有教学经验的老教师及专家严格把关。

第5篇

第四桶金:交通运输

交通运输类专业

重点大学推荐:上海交大、西安交大、北京交大、西南交大、同济大学、清华大学、华中科技大学、天津大学、大连理工大学、华南理工大学、东南大学、武汉理工大学、河海大学、长安大学等。

二本院校推荐:重庆交通大学、河南理工大学、辽宁工业大学、山东建筑大学、石家庄铁道大学、山东理工大学、西安建筑科技大学、上海海事大学等。

打开谷歌地球。在我国辽阔的版图上依稀可见无数公路、铁路及航海线路的痕迹,它们贯穿于每座城市之间,是连接你我、沟通彼此的桥梁与纽带。“十二五”规划纲要指出,到2015年末。基本建成国家快速铁路网和国家高速公路网,完善环渤海、长江三角洲、东南沿海、珠江三角洲和西南沿海港口群布局,加快内河航道网、民用机场、油气管道和城市交通设施建设,推进综合交通枢纽发展,形成以“五纵五横”为主骨架的综合交通运输网络,总里程达489万公里,不愧是大手笔。

如果让你列举几种交通运输工具,相信每个人都能毫不费力地说出N多种,汽车、火车、飞机、轮船等都是信口拈来。确实,近年来我国交通运输事业就像坐上了“和谐号”动车组一样――日行千里,现已初步形成了以铁路、公路、水运、空运和管道五种形式有序结合的交通运输系统,交通运输业正以“神八”速度向前奔跑着,这也给交通运输类专业带来了千载难逢的发展机遇。

【金牌专业】交通运输类

谈及交通运输,旗下“艺人”不仅众多,且星光璀璨,不乏交通工程、交通运输这些每年都炙手可热的“大牌”专业,也有航海技术、轮机工程、物流工程、飞行技术、交通设备与控制工程、救助与打捞工程等深藏不漏的实力派专业。交通运输类专业口径宽、内容涵盖广等。也就是说。无论是天上飞的、地上跑的,还是海里游的,统统都在它的麾下。

“大牌”最有范儿,先说“大牌”吧。交通运输专业是一门研究旅客货物运输线路、站港土木建筑及相关技术设备组成,交通运输发生、构成和运动规律的理论及其应用的综合性学科。在课程设置上,各个学校略有不同,但一般都会开设交通运筹学、交通工程学、交通管理与控制、路基路面工程、交通工程设施设计、交通环境污染与控制、交通运输组织学等主干课程。打住,别嫌累,之所以这么做,为的就是同学们将来到交通运输管理部门、交通运输企事业单位等从事交通运输工作时能够游刃有余,挣足面子。

“大牌”固然耀眼,“小牌”也可圈可点。随着我国经济一体化和计算机通讯技术的迅猛发展,极大地促进了物流业的发展,使物流业迅速成为拥有巨大市场潜力和发展空间的新兴产业。物流工程专业每年的报考热度也跟着水涨船高,该专业以物流系统为研究对象,研究物流系统的规划设计与资源优化配置、物流运作过程的计划与控制以及经营管理的工程领域。它与交通工程、管理科学与工程、工业工程、计算机技术、机械工程、环境工程、建筑与土木工程等领域关系密切。现代物流被企业界称之为“尚未开发的新大陆”和“促进经济增长的加速器”,有“第三利润源泉”之说。目前,该类专业人才已被列为我国12类紧缺人才之一。特别是物流规划咨询、物流外向型国际、物流科研这三种人才在业内最为缺乏。可以预见,随着“十二五”时期物流相关产业发展逐步进入快车道,该专业的毕业生们一定会“钱”途远大的。

【金刊提示】

交通运输类对学生有着严格的要求,如数学、物理成绩要好,处理繁琐的计算、复杂的图纸时要有足够的耐心,还要具备一定的绘画基础及较强的形象思维能力和图形表达能力等。同学们选择院校时应注意,行业院校如石家庄铁道大学、大连海事大学等主要面向行业内就业,就业很有优势;综合通大学和理工科院校,由于学校的历史背景不同,培养方向和就业定位有一定的行业取向,报考时要注意区分。

第五桶金:能源产业

能源类专业

重点院校推荐:清华大学、北京科技大学、北京交通大学、北京理工大学、北京航空航天大学、中国农业大学等。

二本院校推荐:天津理工大学、天津商学院、天津城市建设学院、北京工业大学、河北工业大学、沈阳航空工业学院、大连水产学院、辽宁科技大学、河北工业大学、沈阳工业大学、哈尔滨理工大学、佳木斯大学、西安理工大学、兰州交通大学等。

“非化石能源占一次能源消费比重达到11.4%”作为一项约束性指标已被列入国家“十二五”规划,这表明未来几年国家将更加重视资源节约和环境保护,在清洁能源产业方面定会加大力度。新能源研发之路其修远兮,高校们并没有“袖手旁观”,在今年新增专业中,能源类专业成为一大亮点,浙江大学、西安交通大学、东北大学、河海大学、重庆大学、江苏大学等高校纷纷开设了新能源科学与工程专业,“节能”“新能源”等俨然成了时下的“热词”。在国际油价持续上涨的大背景下,太阳能、风能、生物质能等新能源的横空出世正引领世人进入一个崭新而辉煌的时代,冲破能源枯竭的桎梏,能源动力类、核工程类专业毕业生的金光大道已经悄然铺就。

【金牌专业】能源动力类、核工程类

动画片《怪物电力公司》讲述了一个变收集人类世界小孩的惊叫声来为怪物世界提供能源,化解能源危机的有趣故事。事实上,人类也正经历着与怪物世界同样的能源变革,而为这场变革提供人才支撑的正是能源动力类旗下的能源与动力工程、风能与动力工程、新能源科学与工程等专业,以及核工程类旗下的核工程与核技术、核安全工程、工程物理、核化工与核燃料工程等专业。

先侃侃能源与动力工程这个专业吧,它最早是由动力机械衍生而来的,目前拥有热能工程、流体工程、低温与制冷工程、热动力工程、汽车工程、热能动力及控制工程等多个研究方向,大学阶段主要接受热能工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等方面课程的学习。对于这个专业可能有些人存在不少误解,以前有个讽刺的说法是说能源系培养出来的毕业生都是烧锅炉的,又脏又累。事实上能源与动力工程专业有一个重要的研究方向确实是锅炉,但这个方向的真正目的是设计、制造出更加完美的锅炉。这些锅炉主要用于大型炼钢厂炼钢或者作为大型核电站的核燃料发生器。

提起核能,可能很多人谈“核”色变,会立刻联想到前苏联切尔诺贝利核电站、日本福岛核电站发生核泄漏所造成的灾难性后果。其实,核并没有人们想象中的那般恐怖,人类完全可以安全有效地利用核能,为人类造福。当然,前提必须是

“有艺在身”,核工程与核技术就是这样一门由基础学科、技术科学及工程科学组成的综合性学科,它涵盖的知识面宽、知识密集、技术超前,自动化程度也比较高。选择该专业的同学除了需要具备扎实的物理、数学基础以外,还要有敏锐的逻辑思维能力。此外,计算机作为现代科学的一门辅工具,也是必须掌握的。大学期间,同学们不仅要学习核工程、核技术的理论知识,还要具备工程实践的技能和本领。据不完全统计,当今世界几乎16%的电能是由441座核反应堆生产的,而其中有9个国家的40%多的能源生产来自核能。可以说,在当今能源稀缺的情况下,作为一种清洁无污染的高效能源,核能是人类最具希望的未来能源。

【金刊提示】

能源与动力工程、核工程与核技术等都属于工学类专业,录取时有的院校会参考考生的物理和数学成绩。

第六桶金:海洋经济

海洋类专业

重点院校推荐:中国海洋大学、厦门大学、河海大学、大连海事大学、同济大学、南京大学、海南大学、上海海洋大学等。

二本院校推荐:青岛海洋大学、河北工业大学、淮海工学院、盐城工学院、浙江海洋学院、广东海洋大学、天津科技大学等。

21世纪是海洋的世纪。海洋占全球总面积的71%,实施海洋战略是强国的必由之路。国家“十二五”规划提出:要制定和实施海洋发展战略,提高海洋开发、控制、综合管理能力。从辽宁的“五点一线”沿海经济带、天津滨海新区、山东半岛蓝色经济区,到江苏的沿海开发战略、浙江的海洋经济发展示范区,再到福建的海西经济区、广西的北部湾经济区,沿海省份虚位以待,它们或借海洋经济实现转型,或发展科技进行产业升级,在保护海洋生态的同时实现经济增长,共同拼接海洋经济的蓝色版图。

海洋经济因海而生,目前主要包括海洋运输业、海洋工程装备制造业、海洋造船业、海洋新材料业、海洋石油化工业、海水综合利用业、海洋矿业、海洋生物医药业、海洋渔业、海水养殖与农业、滨海旅游业、海洋服务业等产业。中肯地说,海洋经济蓬勃发展正当时,不断拓展的经济发展空间正日渐成为国家新的经济增长极。

【金牌专业】海洋工程类、海洋科学类

瓦良格号航母的改造点燃了中国的航母梦,加之,近来愈炒愈热的,相信很多同学心中都有一个梦,那就是强我国防,壮我国威,而海洋工程类专业,特别是船舶与海洋工程专业将是你实现梦想的阶梯。船舶与海洋工程专业侧重于船舶与海洋结构物的设计,强调制图和建造。大学期间,要学习物理、数学、力学、船舶及海洋工程原理的知识,掌握船舶与海洋结构物的设计及船体制图方法,熟知船舶与海洋结构物的建造法规。开设该专业的高校大多位于沿海、沿江地区,为学生们提供了较为便利的实践机会。

海洋科学类专业主要包括海洋科学、海洋技术、海洋管理、军事海洋学等专业。这些专业主要研究海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及如何开发利用海洋。研究主要分为对海洋中的物理、化学、生物和地质过程的基础研究,海洋资源的开发利用以及海上军事活动等应用研究。现代海洋科学的研究体系大体可分为基础性学科研究和应用性技术研究两部分。四个基础分支学科有海洋物理学、海洋化学、海洋地质学、海洋生物学。应用性的学科有海洋工程、海洋水文气象预报、航海海洋学、渔场海洋学、军事海洋学等。近年来,随着海洋事业的发展,海洋科学类专业的毕业生就业状况较好。报考此类专业的同学除了数学、物理基础知识需要较扎实外,还要有良好的身体素质。

毋庸置疑,海洋是国家发展战略中不可忽略的重要资源,是国家“十二五”时期的一个重要命题。海洋经济发展之船已经抛锚起航,唯缺舵手远航,亲爱的同学们,你们愿意成为一名肩负光荣与使命的神圣舵手吗?

第6篇

关键词:风机翼型 数值模拟 锅炉仿真

1.热能动力工程的研究方向

热动主要研究热能与动力方面,是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。目前我国有120多所院校开设有该专业,它由旧本科的九个相关专业合并而成,包括了原来的热力发动机(080311)、热能工程(080501)、流体机械及流体工程(080313)、热能工程与动力机械(080319W)、制冷与低温技术(080502)、能源工程(080506W)、工程热物理(080507W)、水利水电动力工程(080903)、冷冻冷藏工程(081409)专业。

热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。专业通过理论力学、材料力学、工程制图、机械设计、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、热工测试技术以及专业方向课程的学习,使我们具备工程热力学、流体力学、传热学和热工测试技术等热能与动力工程领域的基础理论、实验技能和基本专业知识,掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。在此基础上,它是一个宽口径的专业,拓展空间很大,就业方向很广,有电厂热能工程及其自动化方向、工程热物理过程及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向等。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代动力工程的基础。

2.热能工程技术在能源方面需要解决的问题

能源问题在当今社会举足轻重,热能与动力工程专业在国民经济中的地位可想而知。

能源动力工业是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业,同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业,在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。

风机是一种装有多个叶片的通过轴旋转推动气流的机械。叶片将施加于轴上旋转的机械能,转变为推动气体流动的压力,从而实现气体的流动。风机广泛应用于发电厂、锅炉和工业炉窑的通风和引风,矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却等[1]。尤其是在电站,随着机组向大容量、高转速、高效率、自动化方向的发展,电站也对风机的安全可靠性提出了越来越高的要求,锅炉风机在运行中常发生烧坏电机、窜轴、叶轮飞车、轴承损坏等事故,严重危害设备、人身安全,也给电厂造成巨大的经济损失[2]。此外,风机一直是电站的耗电大户,电站配备的送风机、引风机和冷烟风机是锅炉的重要辅机,降低其耗电率是节能的一项重要措施。

3.热能专业中工业炉的发展

工业炉是在工业生产中,利用燃料燃烧或电能转化的热量,将物料或工件加热的热工设备。

中国在商代出现了较为完善的炼铜炉,在春秋战国时期,人们在熔铜炉的基础上进一步掌握了提高炉温的技术,从而生产出了铸铁。1794年,世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。后到1864年,法国人马丁运用英国人西门子的蓄热式炉原理,建造了用气体燃料加热的第一台炼钢平炉。随着现代化管理水平的提高,计算机控制系统的不断完善,现代连续加热炉也应运而生. 现代连续加热炉炉型可以归入两大类:推钢式炉和步进式炉。两类炉型的根本区别,仅在于炉内的输料方式。

4.炉内燃烧控制技术

其燃烧控制是步进炉的核心技术之一,手动控制已被自动控制方式所取代。目前大规格钢锭推钢式加热炉可选用的燃烧自控方式通常有:

(1)空燃比例连续控制系统,该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC与其设定值进行比较,偏差值按比例积分、微分运算输出4-20 mA的电信号分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节,从而达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。

(2)双交叉限幅控制系统,该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是:通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号,该信号表示测量点的实际温度,该测量点的温度期望给定值是由预存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的。根据这两个温度值偏差的大小,PLC自动校准燃气/空气流量阀的开度。该阀通过电动执行机构定位。空气/燃料比控制,借助于孔板和差压变送器来测量空气流量,燃气的流量是借助于一台安装在燃气支管上的质量流量计来测量,使精确的温度控制得以实现。

5.软件仿真锅炉风机翼型叶片

由于锅炉叶轮机械内部流场非常复杂,并带有强烈的非定常特征,进行细致的实验测量非常困难,目前尚没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象,这就迫切需要可靠详细的流动实验和数值模拟工作来了解机械内部流动本质。将利用软件对锅炉风机翼型叶片进行二维的数值模拟,研究空气以不同的方向流入翼型叶片入口所造成的流动分离。根据数值模拟的一般步骤:创建二维模型,进行网格划分,设定边界条件和区域,输出网格,再利用求解器求解,对不同空气来流攻角角下的流动进行二维数值模拟。在得到模拟结果后,对不同攻角下模拟所得到的速度矢量图进行比较分析,得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。(作者单位:辽宁工程技术大学)

参考文献:

[1] 安连锁.泵与风机[M].北京:中国电力出版社,2001.

[2] 袁春杭.锅炉引风机事故的预防[J].中国锅炉压力容器安全,2005,14(6):38-39.

第7篇

(三峡大学机械与动力学院,湖北 宜昌 443002)

【摘 要】为了满足现代社会对能源领域应用型人才的需求,并提高学生在就业择业过程中的竞争力,三峡大学结合该校培养“高素质、强能力、应用型”人才的办学方针,对学校新建的能源与动力工程专业进行了改革,提出“弱化专业方向,提炼专业共性,增厚专业基础”的人才培养改革思路,并以此为指导制定专业人才培养方案和建立校内外实验/实践基地。实践表明,本次改革取得了较好的效果。

关键词 能源动力;人才培养;改革

基金项目:三峡大学(高等)教育科学研究项目(1307,1345);三峡大学教学研究项目(J2013008)。

作者简介:陈从平(1976—),男,湖北荆州人,三峡大学机械与动力学院,副教授。

能源是国民经济的命脉,是国家可持续发展的重要物质基础和根本保证。能源与动力工程类专业正是致力于培养能从事能源开发与利用的技术与管理人才。目前,全国有200余所高校开设了能动相关本科专业,其中大部分已经建设较为成熟,部分985和211高校的能动专业在国内已具备一定的影响力且具备鲜明特色[1]。而三峡大学的能动专业于2011年才开始立项建设,并同年开始招生。作为地方高校新开设的能动专业,在人才培养方面必须适应社会和行业需求,符合我校 “高素质、强能力、应用型”的人才培养的目标,因而,在专业建设伊始,就不能完全照搬其他高校能动专业人才培养模式,需要结合实际情况,大胆改革和创新,才能在国内同类专业中快速占领一席之地,并以高起点快速稳健发展。

1 国内外研究现状

欧洲和美国的大学将能动类专业设置在机械工程系中,且不以专业来单列,而只是机械类的一个方向,称为热流科学(Thermal and Fluid science)或能量系统(Energy system),而核工程与核技术则一般单独设立,或者设在化工系中,例如美国麻省理工学院、佛罗里达大学等,机械工程的教学与研究范围覆盖了目前国内本科生专业目录中的机械类、能源动力类的范围,这样就大大扩展了能动专业的学科基础和专业领域,以此来适应“应用型”人才培养的需求,使学生获得坚实的专业理论和宽广的专业知识。

我国能源动力类专业形成于20世纪50年代[2],当时在苏联教育体制的影响下的分为10个三级专业,经1993、1998、2012年三次修订最终合并为1个专业:能源与动力工程,使得专业覆盖面被大幅度拓展,要求本专业学生主要学习动力工程及工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术,受到现代动力工程师的基本训练;具有进行动力机械与热工设备设计、运行、实验研究的基本能力。要实现以上人才培养目标,关键在于如何紧跟行业需求并结合高校自身情况,制定科学的人才培养方案并认真执行。然而,经前期大量调研结果表明,目前国内高校尤其是地方院校在能动专业人才培养上存在以下特点或不足:

(1)专业划分过细,口径太窄。大部分高校在能动专业中设置了多个专业方向,如水力发电、火力发电、清洁燃烧、供暖、制冷等,并将专业课分方向模块进行教学,这极大地限制了学生的选择空间,不利于学生专业知识拓展,使学生在择业时被固定在某个方向上,缺乏竞争力。

(2)人才定位不尽合理。经前期广泛调研发现,随着我国现阶段加快能源建设的力度,国内目前需要更多的是能源动力行业运行、维护与管理方面的技术人才[3],对于高端人才如设计研究类人才虽然稀缺,但由于能动专业实践性强的特性,一般难以由高校直接培养此类人才,即高端技术人才亦需要从工程实践中磨砺而出。所以作为地方院校,尤其新开设能动专业的地方高校,不能一味照搬985、211高校以及部分经过几十年专业建设已经具备自己鲜明特色和专业实力的高校的人才培养模式,必须紧跟行业需求,以培养应用型人才为主线,并充分利用和发挥高校自身的特色和优势。

2 三峡大学能动专业人才培养模式改革

三峡大学的能动专业于2010年底才开始立项建设,并于当年从我校2010级机械设计制造及其自动化专业中分流出53位学生按照能源与动力专业人才进行培养,2011年开始以能源与动力工程专业独立招生,故截至目前实际上已有一届学生毕业(2010级),且2015年度即将毕业的学生目前绝大部分已经签订了就业协议。近五年来,学校在专业本专业建设过程中积极探索,对兄弟高校及能动相关的企事业单位进行了广泛调研,并紧密结合我校能动专业“新开设、新起点”的现实情况,培养和提炼自己的专业特色,并对本专业的人才定位和培养进行了以下改革:

(1)在人才培养与定位方面,以培养“高素质、强能力、应用型”人才为指导,制定了专业人才培养方案,着重提炼专业所覆盖知识体系的共性,拓宽专业口径、增厚专业基础、突出方向共性、弱化专业方向、提升就业能力,扩大就业口径。具体为:1)以流体机械动力学为基础,设置适用于水力发电、热力发电、风力发电中能量转换动力装备的动力学相关系列必修基础课程,突出水力发电专业课,并辅以风力发电等专业课程;2)以热-力转换原理为基础,设置适用于火力发电、生物质能发电、核电等热动力学、热交换、热传输相关的系列必修基础课程,专业课设置方面突出火电、核电,辅以生物质能相关课程。即将动力工程专业分为流体机械和热力机械两个方向,但在培养过程中,大大拓宽了专业基础必修课的范围,增加学生后续就业时行业选择的范围。

(2)在实验/时间教学方面,以厚基础、宽口径、应用型人才培养为指导,建设和整合实验、实践教学条件。取消零散的课程实验/实践,开设系列综合实验/实践课程,使实验/实践教学具有层次性、连贯性、交叉性、系统性和良好的可操作性。避免以课程为单位开设实验时的连续性差、重复度高、综合性不强、效果差的缺点,同时在一定程度上降低建设成本。此外,学校还积极开发校外实践基地,挖掘学校所在地区及周边区域广泛的能源动力行业/企业资源,作为本专业有效的实践基地。

(3)以校外实践基地建设为抓手,开发专业初期就业资源。任何一个高校新专业就业时其情况都或多或少存在不确定性,其原因主要在于社会和行业对于特定高校新专业的认识度不高。因而打开就业工作局面难度大,故无论从短期还是长远来看,都需要充分利用所建立的校外实践基地作为就业渠道,使基地发挥更大作用,这需要在基地建设过程中同时做好基地管理制度建设,以协议的形式为本新专业向基地输送人才提供保证。

3 改革效果

近五年来,学校在建设能动专业过程中不断探索,最终形成以上建设意见和改革措施,并取得了显著成效:

(1)制定了科学合理的能动专业人才培养方案,确定以掌握能源转换装备运行及转换机理为基础,在传统的专业基础课程中,将《流体机械原理》、《水轮机及调节器》、《汽轮机》等增设为专业公共基础课,在专业拓展模块课程中按水电、热电、流体机械、新能源发电等设置小学分模块供学生选修,但不限制选择模块数量。目前学生就业反馈情况表明,在弱化专业方向、增厚专业基础课程后,学生在择业过程中即使不在个人专业方向上就业,只要未跨出能动行业,就能很快适应新领域的工作。

(2)整合实验/实践教学计划和条件。如将以往随理论课程开设的《流体机械原理》、《流体力学》、《液压传动与控制》、《泵站工程》、《水轮机及调节器》等的课程实验进行专门设计,整合成32学时的《流体综合实验》课程;将《热力学》、《传热学》、《汽轮机》、《热电厂动力工程》、《锅炉原理》等课程的实验内容整合成32学时的《热工综合实验》;将《测试技术》、《控制工程》、《电厂自动化》等课程实验整合成16学时的《测控综合实验》等,并根据相关理论课开设时间将综合实验课内容分为两个学期开设。这样学生能够得到更为系统的、连贯的实践训练,相比随理论课程开设的零散实验,综合实验教学效果更好随

(3)目前已在学校所在地区及周边能动企业建立本专业的实践/实习基地,且已经有效运行,如安能(宜昌)热电(生物质能发电)、长江电力(葛洲坝)、安能(襄阳)火电、三峡电厂、清江的隔河岩电站、高坝洲电站、向家坝电站、黄龙滩(十堰)电站、湖北宜化集团、宜昌安琪酵母、黑旋风工程机械等20多家能源企业和流体机械设计制造企业,可完全满足学生毕业实习、生产实习及其他培训的接待需求,极大地缓解了专业实践条件建设需要大投入的困难。

(4)专业就业情况良好,第一届毕业生(2010级,共53人)就业率达100%,其中除4人继续攻读硕士研究生外,15人进入水力发电厂,17人进入火电、生物质能电厂,6人进入电力部门事业单位,11人进入与流体机械及能源装备设计、制造相关企业。其中17人(32.1%)在本专业校外实践基地相关企业就职。截止2015年3月中旬,第二届毕业生(2011级,共81人)已签就业协议的达72人,已确定攻读硕士研究生5人。学校以专业调研、毕业生就业企业回访等多种形式,进一步拓宽和加深了与行业内相关企事业单位的联系,并就用人单位对我校毕业生在生产实践过程中的综合素质和表现进行跟踪回访,结果表明学生的综合能力水平总体较高。

4 结语

能源动力类专业是实践性、技术性很强的专业,且专业覆盖的技术领域非常广泛,针对具体的应用领域其技术专业性又较强,而高校在该专业人才培养的过程中一方面不可能面面俱到,设置过多的专业方向,另一方面又不能过于集中,而使得学生的专业知识领域过窄,导致就业方向没有选择余地。因而,在人才培养过程中要更多地考虑专业领域的共性,增厚专业基础,拓宽专业口径,使学生获得尽量宽广的专业综合知识,才能具备一定的竞争力,以适应现代能源动力领域对专业人才的需求。

参考文献

[1]徐翔,余万,陈从平,方子帆,李响,赵美云.三峡大学“能源与动力工程”专业培养方案的制订与完善[J].科教文汇:上旬刊,2014(6):60-61.

[2]刘会猛,黄荣华,王兆文,成晓北,叶晓明.强化工程素养着力能力培养——能源动力类专业教学模式改革初探[J].科教文汇:上旬刊,2012(5):63-64.

第8篇

[关键词]人才培养;实践教学;模式研究

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)02-0037-02

国民经济的发展和市场经济的推进,对大学生的培养质量提出了更高的要求,其中进一步提高大学生的实践能力和创新能力已成为多方的共识。能源与动力工程专业应用性很强,切实加强实践教学体系的建设,努力提高实践环节的教学质量,对提升大学生综合能力、毕业后尽快适应工作环境尤为重要。

一、实践教学现状与原因分析

实践教学包含多方面内容,如实验课与课程实验、生产实习、毕业设计等,影响因素也很多,目前存在一些问题,需要解决和改进。

(一)实验课与课程实验

实验课与课程实验面临的问题主要是场地、设备、人员还不能很好地适应相关需要。究其原因,涉及学校经费投入、实践教学管理、新教师实践能力培养与锻炼等方面。

(二)生产实习

生产实习是重要的实践教学环节,但现状不容乐观,主要问题是:学生人数多,实习单位联系难,实习经费少,实习深度不够,业绩考核难等。

实习人数多,组织管理难度加大,需分次进行;从经济、安全的角度,单位对实习比较谨慎,对参观实习更欢迎;实习经费少,直接影响实习单位的联系和实习的深度;目前生产实习以参观为主,深度不够,其预期效果受影响;实习业绩考核也是影响生产实习的重要因素。

(三)毕业设计

毕业设计是实践教学环节的重要组成部分。目前主要问题是,学生不够重视、选题盲目性大、毕业设计有效时间短、管理考核不严等。

毕业设计阶段,学生很看重求职面试、考研复试、企业岗前实习,再加上部分学生“能过则行”的思想,导致不够重视;学生选题,有些讲究简单省事,有些学生从众心理重;去掉端午节、五一节,再有学生外出实习、个人事务多、思想不重视等影响,因而毕业设计有效时间不足;怕影响学生毕业,学校管理考核偏松。

二、实践教学模式研究

从学生的发展出发,结合本科培养方案修订,我校能源与动力工程专业构建了比较完善的实践教学环节,采取了集中实践为主,分散实践为辅的新模式。

(一)形成有特色的实践教学体系

实践教学环节包括实践教育平台(学分39)及创新拓展平台(学分6),占总学分的26.5%,比例进一步提高,实践教学环节组成见表1。

表1 实践教学环节组成

在集中实践环节,调整优化了实践内容,如名称调整、学分优化,增加了“热力发电厂/暖通空调工程预算”课程设计等,强化了专业实践能力训练。

(二)实践教学模式研究与探索

前几年,我们把分散在课程中的部分实验组合成“能源工程基础实验”及“能源工程专业实验”,专门编写了实验课指导书,效果较好,后面将充实、调整实验内容,强化学生的动手能力。

结合学生、学校情况,在生产实习方面,针对问题,进行了多元化生产实习模式的探索与改革,收到了良好效果;根据形势发展,将总结经验,进一步研究多元化生产实习模式,加大应用比例。

工程训练针对大三学生,时间从2周改为4周,意在让学生更多地接触企业技术和管理,受到工程熏陶。毕业实习针对大四W生,通过技术讲座、工程图和生产流程图阅读,以增强实际工作能力。

毕业设计更强调应用性和实用性,加强选题的双选交流,将平时指导、督促与答辩考核相结合,防止走过场。

经过调研,我们已初步拟定本专业卓越工程师培养方案。考虑学生人数、学校经费情况,设想选拔10~15人,采用“卓越计划”,最后1年全部实行实践环节,包括企业实践、毕业实习、毕业设计。

三、多元化生产实习模式的进一步研究

最近几年,我校能源与动力工程专业努力推行多元化生产实习模式,取得了一定的经验和较好效果。

(一)建立稳定的集中实习基地

集中实习有专业人员指导、讲解,管理方便,是一种较好的实习形式。为了提高效果,我们精心挑选实习单位,并与部分企业建立了稳定的实习基地关系。参观前,师生要提前了解企业概况;参观中,学生要分组,老师要随行,企业人员、教师互相配合,把产品、设备等的有关知识讲解到位;参观后,学生要互相讨论,撰写实习报告。

(二)校内集中实习

学校有制冷机房、锅炉房、空调机房等设施,与本专业关系密切,充分挖掘校内实习资源,也是一项很好的实习选择。学生通过企业集中参观实习后,对产品构造有所了解,再通过校内实习可以加强学生对产品应用方面的知识的掌握。通过这几年的观察,校内实习省时省钱,学到的知识容易与专业课联系起来,学生可以近距离接触产品,效果很好。

(三)分散模式及其延伸

2010年,我校能源与动力工程专业暖通空调分方向在小范围内进行了分散实习试验,学生反应良好。

延伸分散实习,即学生利用暑假,继续在实习单位实习或重新找单位实习,以学生自找为主,老师联系为辅。

(四)其他模式补充

利用仿真、教学多媒体资源,拓展学生视野;组织学生观摩新产品会、新能源展会,增加学生对企业、专业发展动态的了解,多角度促进就业。

四、教学过程提高学生实践能力的研究

可利用各种教学手段来提高课堂教学效果,也可以充分利用教学过程来提高学生的实践能力。

(一)“锅炉”课程提高学生实践能力的探索

能源与动力工程专业设有“锅炉与锅炉房设备”(简称锅炉)课程,在教学计划之外,我们抽出2节课,带领学生参观燃煤、燃油工业锅炉模型及电厂锅炉模型,从一般提高教学效果的角度,让学生了解有关锅炉基本结构就可以实现预期目标。我们在此基础上还有拓展,比如对照锅炉模型,师生讨论从锅炉制造、安装、运行方面如何保证锅炉的安全性与经济性;讨论锅炉本体、附件、仪器仪表配置与安全的关系;翻阅教材,结合锅炉模型,探究锅炉有关系统的功能及工作流程的路径等。

(二)“专业导论”课程提高学生实践能力的探索

本专业第1学期有“能源动力工程导论”(简称专业导论)课程,主要目的是了解、科普专业知识,激发学习兴趣,指导学生选课。例如我们围绕“核电是否可以逐步取代火电”组织班级辩论赛,再结合点评,锻炼并提高新生能力。同时,让学生模拟选课并说明理由,教师适当指导评阅。从反馈情况看,新生升至大二、大三,选课盲目性下降,选课更合理规范,效果明显。

(三)“太阳能利用”课程提高学生实践能力的探索

能源与动力工程高年级学生设有“太阳能利用”必修课,任课教师在教学过程中还指导部分学生进行太阳能产品概念设计与制作,有效激发学习兴趣,大大提高了学生综合实践能力。如太阳能凉帽,即遮阳帽、太阳能电池、小风扇组合在一起;太阳能盆栽,即盆景加太阳能电池、彩灯,白天花卉晒太阳,同时充电,晚上彩灯齐开,与盆景组合成新景等。

(四)其他课程提高学生实践能力的设想

在“锅炉房设计”课程,让学生制作纸质锅炉房内部模型,包括锅炉本体、水处理设备、泵与风机、分气缸等;在“空气调节”课程,在实验室准备相关物品,一组学生安装管道、风机盘管等,另一组学生负责拆开;在“生物质现代利用技术”课程,购买或定制小型手摇成型装置,让W生动手加工生物质燃料块。

五、结束语

南京林业大学能源与动力工程专业针对实践教学进行了研究和探索,在此分享一些体会和经验。新形势对大学生的能力尤其实践能力提出了更高要求,各高校应开拓思路,加强研究,积极探索,扩大交流,这对于提高大学生的实践能力和创新能力是非常重要的。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 吴卫兵,刘晨,张昊.大学生校外生产实习模式的探索与实践[J].铜陵学院学报,2012(5).

[2] 王志和等.能源与动力工程专业(2014版)本科人才培养方案[J].南京林业大学,2014(3).

第9篇

关键词:新能源;工程;机械

1 前言

新能源建设近些年在我国取得了飞速的发展,但是仍然存在着一些问题和不足需要改进,在建设社会主义和谐社会的新时期下,对能源建设特点进行分析,总结对我国的经济建设有着重要的意义。

2 新能源机械设备应用现状分析

(1)国内外现状国外一些发达国家对新能源工程机械设备十分重视,其政府在科研经费投入、示范区建设及基础设施等方面给予政策优惠,为推动新能源工程机械设备的广泛应用创造了良好条件的同时还实现了大批量的产业化。日本小松早在2004年就研制出了世界上第一台混合动力的液压挖掘机,HB205、HB215等型号的混合动力挖掘机目前不仅在其国内进行大批量生产销售,也已经面向中国等国家进行生产和销售,沃尔沃L220F混合动力装载机也同样进行批量销售。美国政府对购买新能源工程机械实施减税优惠,企业购买使用公司所生产的混合动力高空作业车时,能享受联邦税的减免优惠;日本则对生产低排放、低噪音的环保型新能源工程机械设备生产企业提供税收、融资和售价等多方面的政策优惠,这在一定程度上鼓励并推动了新能源工程机械设备的发展。

目前我国的新能源机械有纯天然气机械、电驱动机械、混合动力机械等,我国在新能源工程机械领域已逐步在发展,并且取得了一定的进展,体现在以下几个方面:新能源工程机械研发和技术理念已初步形成;部分新能源工程机械已经实现小批量销售且在向产业化发展。例如三一、中联、徐工、柳工、厦工、山河智能等国内大型工程机械企业都或多或少推出了自己的新能源机械。由于我国的新能源工程机械研究与推广起步较晚,多方面的因素也制约了新能源机械的发展,例如:政府与企业不够重视、投入不足,致使我国新能源工程机械依然处于发展的初步阶段,与国际大企业存在一定差距;此外,我国相对缺少鼓励新能源工程机械发展的有关政策与方针,新能源工程机械行业缺乏统一的标准,国家相关部门与行业协会应通过组织建立新能源工程机械的工艺、性能测试、质量控制、关键技术等标准来规范整个行业,进而推动发展。

不管是国外还是国内的工程机械行业,都在逐渐重视新能源机械的发展,由此可见,推广新能源工程机械是一种发展趋势,是工程机械进行可持续发展的必经之路。

(2)施工企业现状目前施工企业设备种类多且繁杂,尤其像装载机、挖掘机、起重机、搅拌车等通用机械每个项目每个工地都会需要,不管使用率还是数量都占比较大,此类通用设备能耗高、污染大,由于使用频率高,且工地作业环境恶劣,机械易老化,故障多,企业更新设备慢,即使新能源机械发展迅速,种类繁多,部分新能源机械技术日趋成熟,但是施工企业对环境保护意识不强,对新能源机械认识不深,只重视设备的初始购置成本,容易忽略后期使用中带来的经济效益,因此对于新能源机械的投入比较谨慎,仍处在观望、试探的阶段,更多的还是倾向于传统石化燃料的机械。

3 新能源机械设备的应用前景

新能源工程机械多种多样,不同的种类适用不同的工作环境,以大功率电动马达来代替发动机驱动的电驱动工程机械,例如山重建机的JCM921D(电动)挖掘机就是以电网电能作为动力源,通过电动机而非传统的柴油机来对外输出功率,具有高节能、小噪声以及零排放的显著优势,可适用于隧道、港口和城市建设等有电源的场所。

对于外接电源不够方便的情况下,可使用双动力工程机械。如英国LUCAS公司的折叠式双动力随车起重机以及国内的双动力挖掘机,其通过发动机驱动行走,到达作业区后接入交流电供车载电动机驱动机械进行作业,不仅节能,还能降低施工费用、减小噪音。

而天然气机械的推广普及则与加气站的设立密度息息相关,目前在市区或市郊的拌合站,由于周边天然气站较多,适合使用天然气机械,例如天然气装载机、天然气搅拌车、天然气泵车等,而一些偏远地区则受加气站数量和工地运输、加气设备的限制,则不太适合使用,但是由于天然气设备在节能减排方面有很大的优势,以天然气为主要能源的新型工程机械设备是社会及行业的必然发展趋势。

4 新能源机械设备的制约因素分析

(1)能源补给站相对较少每个新能源的推行都是一个漫长的过程,由于新能源的普及性还无法与传统能源相提并论,导致新能源的补给站也相对较少,这就使得新能源工程机械在使用过程中因加气等能源补给困难而影响其正常运行使用,进而给施工企业造成损失。再者,天然气只能通过加气站和槽车进行加气,国内天然气配套设施不完备,无法进行长期保存,并且对储存环境要求较高,一般天然气要储存于-163℃的环境中,气瓶无法保证绝对隔热,一旦环境温度升高,气瓶温度就会随之升高,其中储存的天然气就会逐渐气化并升压,到达一定压力就会产生泄漏,不仅浪费天然气,还存在一定的安全隐患。

(2)持续作业时间短电驱动工程机械设备虽然具备不耗油、排气无污染、较小震动噪声和维护简单优势,但由于蓄电池容量的局限性使电动机的功率受限,并且其储电量不能维持长时间或者连续作业,受工作场地制约较大,而电驱动(使用电网电源)机械设备只能在有电源的场所中作业,这就使得电驱动机械设备在工程施工中受到了一定限制,目前无法得到广泛应用。

5 结束语

在我国加强经济建设的同时,新能源的建设也开始被逐渐的重视起来,通过对新能源工程机械的认识分析奠定了我国新能源技术的施工基础,对新能源建设有着重大的作用。

参考文献:

[1]卢秀龙.经济可持续发展与能源供求矛盾[J].福建金融管理干部学院学报,2011(03).

[2]刘峰.孙建业.积极推进我国新能源的开发和利用[J].石油规划设计,2013(01).

第10篇

关键词:新能源;可再生能源;教学

社会发展需要资源与能源的支持,但经过多年来开采与发掘,许多传统能源已经陷入紧缺的境况,加之传统能源的污染性,人居环境日渐恶劣,新能源与可再生能源的开发迫在眉睫。我国目前能源发展已经步入稳定上升时期,高校新能源与可再生能源课程的重要性越来越大,然而这一课程的设置却仍然存在许多问题,落后于其他国家的人才培养模式和不明确的课程内容设置阻碍了课程教学的进步,加之对该课程的科研实践与理论探究结合较弱,新能源与可再生能源课程教学的现状不容乐观,因此,教师应当明确该课程的重要性,用发展和探究的眼光看待,从而找到针对性的改革方法,提高课程的有效性。

一、新能源与可再生能源课程教学的现状

1.人才培养模式较为落后

就目前新能源与可再生能源课程教学的情况来看,我国的人才培养模式仍然较为落后,近年来虽然许多高校增开了新能源与可再生能源的专业,但主要以核能相关专业为主,如核物理、核工程与核技术等,不仅如此,一些高校虽然增开新能源与可再生能源课程,但这些课程大多是基于原本能源基础课程之上的选修课,作为新能源课程的补充教学,缺乏针对性,使得课程内容的设置缺少科学性,专业性也不够强,与国家对这一方面人才的需求不匹配。

2.课程内容设置仍不明确

新能源与可再生能源课程的设置应紧密结合人才的培养目标,在着重介绍新能源和可再生能源基础理论知识的同时增开生物质能相关内容,而当前我国高校的新能源和可再生能源课程内容相对来说比较片面,重点普遍都放在对传统能源的升级改造方面,对基础理论知识的讲解也比较片面,缺乏时代性和前瞻性,我国正处于高速发展的新时期,对能源的需求量会越来越大,但这种缺乏专业性特点的新能源与可再生能源课程内容设置一定程度上阻碍了新能源专业人才的进步。

3.理论与实践结合程度低

理论指导实践,实践验证理论的有效性,对于新能源与可再生能源课程来说这一点尤为重要。在世界范围内新能源的研究有条不紊,但新能源的教育教学方面却还跟不上时代进程,我国高校新能源与可再生能源课程的教学仍然以理论为主要讲解内容,非常缺乏与实践的结合,使得学生常常熟知理论知识却难以进入今后工作的实际应用,对该课程的有效性和未来发展十分不利。

4.新能源与可再生能源课程教学开展优势及其发展趋势

众所周知,当前能源消耗是世界所面临的问题,如果依靠现有不可再生资源,在未来的几十年乃至几百年可能会造成资源干枯,人类也将面临巨大的灾难,因此,为了避免这个问题,需要不断地研发新能源和可再生能源,而学生作为国家未来的人才,应积极开展新能源与可再生能源课程,引起学生对能源的重视。另外,系能源与可再生能源课程教学开展,可以通过系能源代替原有的能源,如,太阳能、风能等新能源的使用,而且这些事取之不尽用之不竭的能源。其中太阳能产品如:太阳能热水器,不仅节省了大量的电力能源,而且相比于电热水器,具有较高的安全性。在未来的发展中,太阳能、风能等新能源与可再生能源在未来工业、农业、电力等多个行业发展中势必会起到至关重要的效果。

二、针对新能源与可再生能源课程教学现状的改革方法

1.创新人才培养模式

针对人才培养模式落后的问题,首先就是要进行创新,不仅要创新培养模式,还要创新培养目标,设定更符合国家发展战略需要的目标,提高学生的科学探究精神,在这一方面,新能源与可再生能源课程教学应当加强对学生的人文素养培养,提高学生对这方面知识的实际应用能力,避免片面而短期的课程设置,对于一些专业水平较强的高校及专业来说,新能源课程不应局限于选修课,而是要增开到必修课当中,让学生充分而具体的学习,掌握新能源与可再生能源与传统能源之间的过渡,培养创新型、应用型的专业性人才。

2.明确课程专业特点

少数高校开设了风能、动力工程、太阳能、光伏等相关专业,这些新能源技术已经趋于成熟,但仍然不完善,有关生物质能的专业也少之又少,能够招收新能源专业学生的院校也较为匮乏,针对这一问题,教师在进行新能源与可再生能源课程教学时应当明确这些专业的课程特点,采用具有针对性的教学策略,例如,对动力工程专业学生教学时,着重讲解新能源与可再生能源的开发,紧密结合培养目标,这一专业的学生毕业后通常会从事技术研发工作,因此,学生对这一课程的知识体系构建才是该专业的核心教学课程内容。例如,可以根据学校课程实际发展情况,适当开展如半导体物理、物理化学、生物学等比较基础的一些课程,并要求学生必须完成基础课程之后,才能继续进行“新能源、可再生能源”专业课程的学习,这样保证学生在掌握基础原理的基础上,对新能源以及可再生能源的理解更加深入,易于学生对新型能源、可再生能源的创新。

3.加强科研实践结合

实践是检验理论的重要标准,新能源与可再生能源课程教学的过程中,应当加强科研实践与理论知识的结合,加入与节能环保有关的工程实践,并在实践的环节中导入新能源与可再生能源的全新的科研成果,让学生根据科研成果深入探究该课程的内涵,掌握新能源与可再生能源的产生与转化过程,全力探寻提高新能源与可再生能源转化效率提升的有效方式,在提高学生学习能力的基础上提升学生的创新能力,使学生能够在今后的学习、工作与生活中逐渐形成解决实际问题的能力,从而提高课程教学的效率。

三、结语

新能源与可再生能源课程是顺应我国发展需要而增设的高校课程,能够为国家输送这一领域的高素质人才,而这一课程的教学目前还存在许多问题,高校与教师应当协同合作,完善人才培养模式,提高课程的专业针对性,进一步加强科研实践与基础理论的结合程度,保证该课程开设的有效性,提高学生的综合素质。

参考文献:

[1] 张巧杰,白连平.“新能源导论与创新实践”教学体会与实践[J]. 中国电力教育. 2013(27).

[2] 康重庆,杜尔顺,张宁,陈启鑫,黄瀚,伍声宇.可再生能源参与电力市场:综述与展望[J]. 南方电网技术. 2016(03).

第11篇

生物质能不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的大规模开发将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,它们必将成为今后替代能源主流。

风力发电

目前,我国已超过美国,成为全球风电装机容量最大的国家,同时也成为风能设备最大的生产国。随着国内风电产业链日臻完善、研究规模不断扩大,成本下降非常显著,竞争力也逐渐增强,但是在产业链最上游的新型材料及半导体器件(控制芯片、电力电子器件等)研究方面仍较落后,主要研究工作集中在中下游的风电整机制造、关键零部件配套(发电机、电控、传动系统等)以及并网技术领域。

沈阳工业大学在风电整机制造方面具有很强的实力,是我国最早从事风力发电技术研究的少数高校之一,设置有风能技术研究所,师资力量完善,先后承担过多项大型横、纵向课题,成果显著。其设计的具有自主知识产权的1.5MW风电机组实现了产业化,占据一定的市场地位,产学研结合能力很强。

华北电力大学作为教育部直属高校中唯一的以电力为学科特色的大学,成立了国内首家“可再生能源学院”,下设风能与动力工程专业,未来还将筹备生物质发电和太阳能利用专业。研究内容以大容量风力发电接入,对电力系统安全、稳定运行的影响为主,主要研究包括:风电场建模与仿真、风能资源测量与评估、风力发电机组状态监测与故障诊断、风力发电机组只能控制与优化运行、低速风能利用策略与先进风力发电理论,充分发挥了其在电力系统方面的优势。

重庆大学机械传动国家重点实验室,借助其在机械传动领域的优势,在风电机组齿轮箱设计、动态特性研究、工作模态测量及制造工艺方面有深入的研究,并且产学研结合。

汕头大学新能源研究所在大型风电机组空气动力学、结构强度及结构动力学研究方面颇有作为,自行开发了大型风力机优化设计系列软件。

浙江大学流体传动及控制国家重点实验室对风力发电系统中的液压技术有深入研究,包括风机制动系统、定桨距控制和变桨距控制等。

同济大学机械工程学院在风电机组叶片动力学分析、结构优化设计、刚柔耦合系统模型分析方面经验丰富。

东南大学在风力发电机研究、设计方面走在前列。近期又集合学校优势学科,建立了风力发电研究中心,致力于以风力发电为核心的可再生能源发电及应用技术的基础研究。

电控方面,清华大学、北京交通大学、中科院电工所都有很强的实力。清华大学电机工程与应用电子技术系原名电机工程系,历史悠悠,师资力量雄厚,在风电接入对电力系统影响、风电机组建模仿真、风电变流器设计及控制等方面有深入研究。北京交通大学电气工程学院早期隶属于铁道部,主要服务于我国轨道交通电传动装备产业,在大功率电力电子技术领域积累了丰富经验,研究实力在国内高校处于领先地位。新能源研究所成立后从事大功率风电机组(直驱或双馈)并网变流器、中大功率光伏发电逆变器、风电机组仿真及主控系统、微网技术研究,产学研结合能力很强。中科院电工所新能源发电技术研究组是国内最早研究风力发电、太阳光伏发电的单位之一,其大型并网风电机组控制及变流技术、变桨距控制技术以及风电场集中和远程监控技术等较成熟,还有一些特色研究工作包括:风/光互补、风/柴系统及其控制逆变技术、控制逆变技术等。

光伏发电

光伏发电具有系统简单以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电。太阳能发电主要分为并网电源系统和离网电源系统,目前大规模使用的主要是并网系统,一般包括光伏电池组件、光伏逆变器、配电柜、监控系统等。其中光伏电池组件将太阳能转化成电能,光伏逆变器与风能变流器类似,可以将光伏电池组件产生的不稳定电能变成稳定的电能并入电网。

我国光伏业正处在爆发式增长期,中国大陆和台湾的光伏电池厂商占全球总电池产量59%的份额。与风电产业链类似,除了最上游的化合物、硅片提纯、加工外,我国已形成了较完整的光伏产业链,包括晶体硅、薄膜电池片及组件加工、光伏逆变器、系统集成、能源投资商等。

国内高校对于光伏系统研究主要集中于工程应用方面,合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心是我国迄今为止唯一的专门从事光伏系统技术研究的国家重要的科学研究基地,挂靠合肥工业大学电气与自动化工程学院,主要从事光伏组件建模及仿真、光伏逆变器设计及控制、工程化应用等研究工作,产学研结合较好,承担多个大型光伏电站设计工作。

海外院校

由于新能源行业涉及领域多、范围广,以及我国新能源行业开始起步,人才的缺乏已经成为极为突出的问题,国家、社会、高校、企业都在积极努力培养这方面的人才,学生的择校就业也因此变得十分灵活。同时,也因为刚刚起步,目前面临的多是工程应用技术类问题,因此我们的相关研究工作主要分布在中下游,从前面的介绍也可以看出,在新能源上游高端领域,由于技术壁垒很高,国内的研究工作相对较少,但是可以选择留学欧美高校,得到更进一步的提高。

澳大利亚新南威尔士大学光伏研究中心,由有着“太阳能之父”之称的马丁·格林教授领导,专注光伏电池的研究,自上世纪80年代起,30年间毕业于新南威尔士大学光伏中心的中国留学生已经撑起了中国光伏产业的半壁江山。如今,在屈指可数的几大领头光伏企业中——尚德、中电光伏、英利、赛维LDK都有新南威尔士大学毕业生的身影,其科研实力可见一斑。

在欧洲,各国都十分重视新能源的开发利用。作为生态村理念的首创国,丹麦是能源问题解决得最好的国家之一。早在2006年,我国就与丹麦签署了“可再生能源”合作项目,国内许多高校分别与丹麦高校开展联系。丹麦奥尔堡大学能源技术学院在风力发电、分布式发电、电力系统、电力电子及控制技术等领域有深入研究经验,并且与许多国家和组织开展合作,产学研实力很强。特别是在风力发电领域优势突出,核心研究领域包括:风力发电机组及风电场的控制与监测、仿真、设计、优化。

随着新能源技术发展以及各项政策效应的逐步显现,开发利用新能源的成本将明显下降,为人类清洁能源利用和产业结构升级带来历史性机遇,新能源终将成为今后世界上的主要能源之一。

Tips:新能源材料与器件专业优势院校

文/南京航空航天大学 郭栋梁

该专业重点是研究与开发新一代高性能绿色能源材料、技术和器件(如通讯、汽车、医疗领域的动力电源),发展“新能源材料”(新型锂离子电池材料、新型燃料电池材料和新型太阳能电池材料)的学术研究方向。

新能源材料与器件专业设置,主要依托化学化工学院,跨能源科学、材料科学、化学等多个学科,拟培养能掌握新能源材料专业基本理论、基本知识和工程技术技能,掌握新能源材料组成、结构、性能的测试技术与分析方法,了解新能源材料科学的发展方向,具备开发新能源材料、研究新工艺、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料专门人才。毕业生可在化学能源、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺设计等方面工作,也可继续攻读新能源材料及相关学科高层次专业学位。

新能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一,新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。新能源材料与器件本科专业是适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展需要而设立的,是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉,以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴专业。

高校特色:

华东理工大学

以半导体材料技术、化学电源技术、太阳电池技术等为特色。未来就业集中在光伏太阳能、新能源开发和利用以及半导体材料器件的设计、化学电池开发等。

东南大学

依托电子科学与技术大类专业背景,专业内容侧重光电子材料及其应用方面,主要针对太阳能材料制备、检测和应用,可以拓展到生物能等其他新能源。

四川大学

光电功能材料与器件方向,在新型能源材料与技术、化合物半导体晶体材料与制备技术、介电功能材料与制备技术、固体波谱学等方面的研究取得了国内外同行公认的成就。光电信息功能晶体碘化汞和硒镓银的研制两项成果分别获得(1992年度和2000年度)国家发明二等奖和两项部省级科技进步二等奖;铁电薄膜研究获得一项四川省科技进步一等奖,还获得两项部省级科技进步二等奖;薄膜太阳电池研究获得一项中国高校发明二等奖。每年发表在国内外著名学术刊物和学术会议上的为《SCI》、《EI》所收录的高水平论文40余篇次。

第12篇

一、我国新能源科学与工程专业开设状况

2008年世界金融危机之后,为了推进我国产业结构的转型,总理提出了发展战略性新兴产业的构想。2010年国务院通过了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,提出要培育和发展包括新能源产业在内的七大战略性新兴产业。随后教育部发文鼓励有条件的高校申办战略性新兴产业相关专业,并于2010年首次批准浙江大学、华北电力大学等11所大学开设“新能源科学与工程”专业,2011年和2012年又先后批准了23所大学开办该专业。截至2012年,教育部共批准国内34所大学开设了新能源科学与工程专业,详见表1。

从表1可以看出,开设新能源科学与工程专业的大学中“985工程”大学有7所,“211工程”大学13所,还有3所农业院校。这些大学分布在全国的17个省市,其中,江苏最多有10所,占总数的近三分之一;其次是北京和辽宁,各3所;河南、山东、福建、江西和湖北各2所;吉林、黑龙江、广东、河北、陕西、浙江、上海和重庆各1所。从地域分布状况看,开设新能源科学与工程的高校主要集中在中东部省份,西部省份开设该专业的高校只有2所。

二、新能源科学与工程专业人才培养方案对比

作者对各所大学网上公开的人才培养方案进行了收集整理,并进行了对比分析。从收集到的资料看,各所大学关于新能源科学与工程专业的人才培养模式大体可以分为两类:一类在课程体系的设置上充分体现本科人才培养的“宽口径”原则,课程内容涵盖各种新能源,包括风能、太阳能、生物质能、地热能、氢能、核能等;另一类在课程体系的设置上更多地体现了“专业化”要求,设有专业方向,侧重于太阳能、风能和生物质能中的某一类。基于上述第一种思想进行的课程设置,体现了新能源的综合性和交叉性,但存在的问题是难以兼顾风能、生物质能和太阳能等不同的新能源对专业基础知识要求的不同。风能的专业基础侧重于机械和电气,生物质能的专业基础主要有热能、化学和生物学,而太阳能的专业基础是物理、化学和材料科学。因此,由于缺乏相关专业基础知识做支撑,这样的课程设置对每种新能源专业知识的讲解会存在内容深度方面的局限。基于第二种思路所开展的课程设置强调了专业的方向性,其不足在于削弱了对学生新能源综合知识的培养。表2是国内部分高校新能源科学与工程专业主要课程设置情况。

通过对表2的分析,可以得出以下几点结论:

(1)即使是同一类型的培养方案,各个高校之间在课程设置上也存在着较大差别。比如同属于“宽口径”型培养方案的西安交通大学与重庆大学和浙江大学的课程设置均存在较大差异。从课程所涉及的专业内容看,西安交通大学的培养方案涵盖了风能、太阳能、生物质能、水能、地热能、氢能,以及储能和节能等专业内容。而浙江大学的课程内容除了涉及太阳能、风能、生物质能和氢能外,还有三门与环境相关的课程,分别是能源与环境技术进展、能源与环境系统工程概论和低碳能源技术。

(2)上述人才培养方案课程体系的共性在于大部分培养方案体现了能源动力类专业的学科基础,这些课程包括工程热力学、传热学、流体力学等。这与教育部新修订的《普通高等学校本科专业目录(2010)》将新能源科学与工程专业设为能源动力类特设专业的要求是一致的。

(3)分析测试能力的培养受到重视。作为应用性很强的专业,培养学生具备从事现代能源技术与装备研究及应用的能力十分重要,因此一些学校开设了相关课程,比如,西安交通大学开设了《新能源过程、状态与材料性能测试与分析技术》,华北电力大学开设了《生物燃料分析与测试》、《太阳电池材料测试与分析》等课程,上海理工大学开设了《动力工程测控技术》等。

(4)课程设置充分体现了创新性。许多高校的课程设置都充分体现了方案设计者的创新意识,比如浙江大学设置的《低碳能源技术》、《能源与环境系统工程》等课程考虑了能源与环境的关系,这些课程可以起到拓宽学生知识视野的作用。再比如一些学校设置的《储能技术原理》则符合新能源这种分布式能源产业化发展的重大需求。享有国际声誉的社会批评家杰里米·里夫金在其新作《第三次工业革命》中提出,组成第三次工业革命五大技术支柱中“储能技术”是其中一项。

三、国外高校新能源专业开设及人才培养方案的设置情况

美国的一些高校已开办相关专业来培养新能源方面的人才。2005年,俄勒冈州技术学院开设了美国第一个可再生能源工程本科专业,之后,伊利诺斯州州立大学和约翰布朗大学开设了可再生能源专业,埃弗格来兹大学开设了替代能源与可再生能源管理专业,威斯康辛大学普莱维尔分校开设了可持续与可再生能源系统专业,纽约州立大学坎顿技术学院开设了可再生能源专业。在欧洲,德国历史最悠久的国立农业大学、欧洲农业大学综合科研实力排名第一的霍恩海姆大学开设了生物基产品与生物能源专业;挪威阿格德尔大学和挪威生命科学大学开设了可再生能源专业。此外,美国的一些高校开设有新能源相关的辅修专业,比如,科罗拉多矿业大学开设了能源辅修专业,学生可以在可再生能源和传统能源之间选择一个方向进行学习,托莱多大学设置了可再生能源辅修专业。表3是国外部分开设新能源专业大学的课程设置情况。(表中主要课程为笔者翻译,原英文课程名可登陆相应学校网站查询)

从表3所列几所大学的情况可以看出,国外大学的新能源类专业人才培养方案与国内大学在两个方面具有较大的相似性。一是国外新能源专业人才培养方向也存在“宽”与“专”两种类型,前者如约翰布朗大学、埃弗格来兹大学等,这些学校的专业培养方向涵盖了太阳能、生物质能等多种可再生能源;而霍恩海姆大学则属于后者,其专业名称即是生物基材料和生物能源。二是不同大学之间的课程设置同样存在着较大差别,充分体现了每所大学自身的特色。

国外一些大学虽然也有分专业方向的做法,但是这些做法与我们国内的设计有不同之处,国外是按照在共同的基础课程之上,通过专业课的不同来划分方向,这与国内完全根据专业方向对应设置基础课的做法明显不同。比如,纽约州立大学坎顿技术学院设置了10门涵盖风能、太阳能、生物质能、地热能的专业课程模块,但只要求学生从中选修4门,这其实是为了便于学生自主选择专业方向所进行的一种设计。威斯康辛大学普莱维尔分校的培养则从另外一个角度划分了专业方向,分为设计与分析方向、开发与管理方向,一个方向侧重于培养学生的设计研究能力,另一个方向侧重于培养学生从事新能源开发和管理的能力,每个方向单独设有相对应的课程模块。

国外大学在课程设置方面普遍比较重视经济及管理类课程的开设,并将这些课列为必修课。比如Principles of Management(管理学原理),Principles of Supervision(监督原理),Project Management(项目管理),Project Management for Renewable Energy(可再生能源项目管理),Economics of Biobased Energy Production(生物能源生产经济学),Managing an Alternative Energy Project(替代能源项目管理)等。国内大学对这类课程的重视程度不如国外大学。

美国的大学对高年级学生开设有Capstone Course(国内翻译为顶峰体验课程),比如Alternative and Renewable Energy Management Capstone Course(替代能源与可再生能源管理顶峰体验课程),Renewable Energy Capstone(可再生能源顶峰体验课程),Capstone Project(顶峰体验项目)等。这是一门将所学知识应用于特定主题、问题或设计的课程,过程包含资料(文献)收集、量化分析、产品设计、小组讨论与合作等,类似于我们的毕业设计。但是二者之间也存在较大区别,毕业设计是一个必修的、学分较多的项目研究课程,而顶峰体验课程表现出了紧凑多样的课程形式、多层次的课程目标、人性化的选修制度,具有团队合作、学术整合和产学融合的特点,被许多国家的高等教育引进。

四、结论与建议

通过对我国新能源人才培养的现状进行分析整理,可见:

(1)我国已初步构建了新能源人才培养的专业体系,在各所大学所制定的新能源科学与工程专业人才培养方案中,既有面向培养具备新能源综合知识与能力人才的方案,又有侧重于培养系统和深入掌握某类新能源专门知识人才的方案。不同的培养模式可以为新能源技术和产业的发展提供不同类型的专门人才。

(2)新能源种类多样且处在快速发展的过程中,加之不同种类的新能源对专业基础知识的要求存在差别,这些因素加大了专业课程体系构建的难度,在“专”与“宽”之间如何平衡和取舍还需要各个大学在现有人才培养方案的基础上,开展广泛深入研究,以便对人才培养方案进一步完善和改进,使其更符合新能源产业发展需求。

(3)我国新能源科学与工程专业与欧美等发达国家的新能源专业的人才培养方案和课程体系,无论是在设计理念,还是在具体内容方面都有很强的相似性,在体系先进性方面与国外处在同一水平上。但同时,我们也应积极学习和借鉴国外大学优秀的教学改革成果,比如美国大学顶峰体验课程的设置。

基于以上结论,笔者就我国的新能源人才培养提出以下几点建议:

(1)作为一个新兴专业,很多课程没有现成的教材可供选用。如果按目前的培养方案,大多数课程都需要各学校单独来编写,而要完成如此多新教材的编写,无疑是一项非常繁重的工作,而且也难以在较短的时间内完成。因此,从新能源科学与工程专业的长远和健康发展角度考虑,应该分类构建面向全国的专业基础课和专业课课程体系,在此基础上各大学可再根据各自的特点设置体现自身特色的课程。只有这样才能为全国性专业教材的编写奠定必要的基础。