“捕風(fēng)捉影”

周飛

新能源(新型可再生能源)主要包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。我?guó)政府高度重視可再生能源的研究與開(kāi)發(fā)，“十二五”規(guī)劃和《中華人民共和國(guó)可再生能源法》中指出要重點(diǎn)發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能高效利用和地?zé)崮艿睦?。近年?lái)在國(guó)家的大力扶持下，我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能利用以及海洋能潮汐發(fā)電等領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。

生物質(zhì)能不但會(huì)搶奪人類(lèi)賴(lài)以生存的土地資源，更將會(huì)導(dǎo)致社會(huì)不健康發(fā)展；地?zé)崮艿拇笠?guī)模開(kāi)發(fā)將導(dǎo)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(fēng)能和太陽(yáng)能對(duì)于地球來(lái)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(fēng)力發(fā)電

目前，我國(guó)已超過(guò)美國(guó)，成為全球風(fēng)電裝機(jī)容量最大的國(guó)家，同時(shí)也成為風(fēng)能設(shè)備最大的生產(chǎn)國(guó)。隨著國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈日臻完善、研究規(guī)模不斷擴(kuò)大，成本下降非常顯著，競(jìng)爭(zhēng)力也逐漸增強(qiáng)，但是在產(chǎn)業(yè)鏈最上游的新型材料及半導(dǎo)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(fēng)電整機(jī)制造、關(guān)鍵零部件配套（發(fā)電機(jī)、電控、傳動(dòng)系統(tǒng)等）以及并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)在風(fēng)電整機(jī)制造方面具有很強(qiáng)的實(shí)力，是我國(guó)最早從事風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的少數(shù)高校之一，設(shè)置有風(fēng)能技術(shù)研究所，師資力量完善，先后承擔(dān)過(guò)多項(xiàng)大型橫、縱向課題，成果顯著。其設(shè)計(jì)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的1.5MW風(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，占據(jù)一定的市場(chǎng)地位，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合能力很強(qiáng)。

華北電力大學(xué)作為教育部直屬高校中唯一的以電力為學(xué)科特色的大學(xué)，成立了國(guó)內(nèi)首家“可再生能源學(xué)院”，下設(shè)風(fēng)能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)，未來(lái)還將籌備生物質(zhì)發(fā)電和太陽(yáng)能利用專(zhuān)業(yè)。研究?jī)?nèi)容以大容量風(fēng)力發(fā)電接入，對(duì)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的影響為主，主要研究包括：風(fēng)電場(chǎng)建模與仿真、風(fēng)能資源測(cè)量與評(píng)估、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組只能控制與優(yōu)化運(yùn)行、低速風(fēng)能利用策略與先進(jìn)風(fēng)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(shì)。

重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，借助其在機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，在風(fēng)電機(jī)組齒輪箱設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)特性研究、工作模態(tài)測(cè)量及制造工藝方面有深入的研究，并且產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。

汕頭大學(xué)新能源研究所在大型風(fēng)電機(jī)組空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究方面頗有作為，自行開(kāi)發(fā)了大型風(fēng)力機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)系列軟件。

浙江大學(xué)流體傳動(dòng)及控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的液壓技術(shù)有深入研究，包括風(fēng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)、定槳距控制和變槳距控制等。

同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院在風(fēng)電機(jī)組葉片動(dòng)力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)模型分析方面經(jīng)驗(yàn)豐富。

東南大學(xué)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)研究、設(shè)計(jì)方面走在前列。近期又集合學(xué)校優(yōu)勢(shì)學(xué)科，建立了風(fēng)力發(fā)電研究中心，致力于以風(fēng)力發(fā)電為核心的可再生能源發(fā)電及應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)研究。

電控方面，清華大學(xué)、北京交通大學(xué)、中科院電工所都有很強(qiáng)的實(shí)力。清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系原名電機(jī)工程系，歷史悠悠，師資力量雄厚，在風(fēng)電接入對(duì)電力系統(tǒng)影響、風(fēng)電機(jī)組建模仿真、風(fēng)電變流器設(shè)計(jì)及控制等方面有深入研究。北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院早期隸屬于鐵道部，主要服務(wù)于我國(guó)軌道交通電傳動(dòng)裝備產(chǎn)業(yè)，在大功率電力電子技術(shù)領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，研究實(shí)力在國(guó)內(nèi)高校處于領(lǐng)先地位。新能源研究所成立后從事大功率風(fēng)電機(jī)組（直驅(qū)或雙饋）并網(wǎng)變流器、中大功率光伏發(fā)電逆變器、風(fēng)電機(jī)組仿真及主控系統(tǒng)、微網(wǎng)技術(shù)研究，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合能力很強(qiáng)。中科院電工所新能源發(fā)電技術(shù)研究組是國(guó)內(nèi)最早研究風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)光伏發(fā)電的單位之一，其大型并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組控制及變流技術(shù)、變槳距控制技術(shù)以及風(fēng)電場(chǎng)集中和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等較成熟，還有一些特色研究工作包括：風(fēng)/光互補(bǔ)、風(fēng)/柴系統(tǒng)及其控制逆變技術(shù)、控制逆變技術(shù)等。

光伏發(fā)電

光伏發(fā)電具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單以及維護(hù)方便等特點(diǎn)，應(yīng)用面較廣，現(xiàn)在全球裝機(jī)總?cè)萘恳呀?jīng)開(kāi)始追趕傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電。太陽(yáng)能發(fā)電主要分為并網(wǎng)電源系統(tǒng)和離網(wǎng)電源系統(tǒng)，目前大規(guī)模使用的主要是并網(wǎng)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(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，光伏逆變器與風(fēng)能變流器類(lèi)似，可以將光伏電池組件產(chǎn)生的不穩(wěn)定電能變成穩(wěn)定的電能并入電網(wǎng)。

我國(guó)光伏業(yè)正處在爆發(fā)式增長(zhǎng)期，中國(guó)大陸和臺(tái)灣的光伏電池廠商占全球總電池產(chǎn)量59%的份額。與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈類(lèi)似，除了最上游的化合物、硅片提純、加工外，我國(guó)已形成了較完整的光伏產(chǎn)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(guó)內(nèi)高校對(duì)于光伏系統(tǒng)研究主要集中于工程應(yīng)用方面，合肥工業(yè)大學(xué)教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心是我國(guó)迄今為止唯一的專(zhuān)門(mén)從事光伏系統(tǒng)技術(shù)研究的國(guó)家重要的科學(xué)研究基地，掛靠合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，主要從事光伏組件建模及仿真、光伏逆變器設(shè)計(jì)及控制、工程化應(yīng)用等研究工作，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合較好，承擔(dān)多個(gè)大型光伏電站設(shè)計(jì)工作。

海外院校

由于新能源行業(yè)涉及領(lǐng)域多、范圍廣，以及我國(guó)新能源行業(yè)開(kāi)始起步，人才的缺乏已經(jīng)成為極為突出的問(wèn)題，國(guó)家、社會(huì)、高校、企業(yè)都在積極努力培養(yǎng)這方面的人才，學(xué)生的擇校就業(yè)也因此變得十分靈活。同時(shí)，也因?yàn)閯倓偲鸩剑壳懊媾R的多是工程應(yīng)用技術(shù)類(lèi)問(wèn)題，因此我們的相關(guān)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(lǐng)域，由于技術(shù)壁壘很高，國(guó)內(nèi)的研究工作相對(duì)較少，但是可以選擇留學(xué)歐美高校，得到更進(jìn)一步的提高。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)光伏研究中心，由有著“太陽(yáng)能之父”之稱(chēng)的馬丁·格林教授領(lǐng)導(dǎo)，專(zhuān)注光伏電池的研究，自上世紀(jì)80年代起，30年間畢業(yè)于新南威爾士大學(xué)光伏中心的中國(guó)留學(xué)生已經(jīng)撐起了中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的半壁江山。如今，在屈指可數(shù)的幾大領(lǐng)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(xué)畢業(yè)生的身影，其科研實(shí)力可見(jiàn)一斑。

在歐洲，各國(guó)都十分重視新能源的開(kāi)發(fā)利用。作為生態(tài)村理念的首創(chuàng)國(guó)，丹麥?zhǔn)悄茉磫?wèn)題解決得最好的國(guó)家之一。早在2006年，我國(guó)就與丹麥簽署了“可再生能源”合作項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)許多高校分別與丹麥高校開(kāi)展聯(lián)系。丹麥奧爾堡大學(xué)能源技術(shù)學(xué)院在風(fēng)力發(fā)電、分布式發(fā)電、電力系統(tǒng)、電力電子及控制技術(shù)等領(lǐng)域有深入研究經(jīng)驗(yàn)，并且與許多國(guó)家和組織開(kāi)展合作，產(chǎn)學(xué)研實(shí)力很強(qiáng)。特別是在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)突出，核心研究領(lǐng)域包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及風(fēng)電場(chǎng)的控制與監(jiān)測(cè)、仿真、設(shè)計(jì)、優(yōu)化。

隨著新能源技術(shù)發(fā)展以及各項(xiàng)政策效應(yīng)的逐步顯現(xiàn)，開(kāi)發(fā)利用新能源的成本將明顯下降，為人類(lèi)清潔能源利用和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)帶來(lái)歷史性機(jī)遇，新能源終將成為今后世界上的主要能源之一。

責(zé)任編輯：張婷

Tips：新能源材料與器件專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)院校

文/南京航空航天大學(xué) 郭棟梁

該專(zhuān)業(yè)重點(diǎn)是研究與開(kāi)發(fā)新一代高性能綠色能源材料、技術(shù)和器件（如通訊、汽車(chē)、醫(yī)療領(lǐng)域的動(dòng)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(yáng)能電池材料)的學(xué)術(shù)研究方向。

新能源材料與器件專(zhuān)業(yè)設(shè)置，主要依托化學(xué)化工學(xué)院，跨能源科學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科，擬培養(yǎng)能掌握新能源材料專(zhuān)業(yè)基本理論、基本知識(shí)和工程技術(shù)技能，掌握新能源材料組成、結(jié)構(gòu)、性能的測(cè)試技術(shù)與分析方法，了解新能源材料科學(xué)的發(fā)展方向，具備開(kāi)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(zhuān)門(mén)人才。畢業(yè)生可在化學(xué)能源、太陽(yáng)能及儲(chǔ)能材料等新能源材料領(lǐng)域從事科學(xué)研究與教學(xué)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、工藝設(shè)計(jì)等方面工作，也可繼續(xù)攻讀新能源材料及相關(guān)學(xué)科高層次專(zhuān)業(yè)學(xué)位。

新能源技術(shù)是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具有決定性影響的五個(gè)技術(shù)領(lǐng)域之一，新能源材料與器件是實(shí)現(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)的關(guān)鍵。新能源材料與器件本科專(zhuān)業(yè)是適應(yīng)我國(guó)新能源、新材料、新能源汽車(chē)、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造等國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要而設(shè)立的，是由材料、物理、化學(xué)、電子、機(jī)械等多學(xué)科交叉，以能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)材料及其器件設(shè)計(jì)、制備工程技術(shù)為培養(yǎng)特色的戰(zhàn)略性新興專(zhuān)業(yè)。

高校特色：

華東理工大學(xué)

以半導(dǎo)體材料技術(shù)、化學(xué)電源技術(shù)、太陽(yáng)電池技術(shù)等為特色。未來(lái)就業(yè)集中在光伏太陽(yáng)能、新能源開(kāi)發(fā)和利用以及半導(dǎo)體材料器件的設(shè)計(jì)、化學(xué)電池開(kāi)發(fā)等。

東南大學(xué)

依托電子科學(xué)與技術(shù)大類(lèi)專(zhuān)業(yè)背景，專(zhuān)業(yè)內(nèi)容側(cè)重光電子材料及其應(yīng)用方面，主要針對(duì)太陽(yáng)能材料制備、檢測(cè)和應(yīng)用，可以拓展到生物能等其他新能源。

四川大學(xué)

光電功能材料與器件方向，在新型能源材料與技術(shù)、化合物半導(dǎo)體晶體材料與制備技術(shù)、介電功能材料與制備技術(shù)、固體波譜學(xué)等方面的研究取得了國(guó)內(nèi)外同行公認(rèn)的成就。光電信息功能晶體碘化汞和硒鎵銀的研制兩項(xiàng)成果分別獲得（1992年度和2000年度）國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)和兩項(xiàng)部省級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；鐵電薄膜研究獲得一項(xiàng)四川省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，還獲得兩項(xiàng)部省級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；薄膜太陽(yáng)電池研究獲得一項(xiàng)中國(guó)高校發(fā)明二等獎(jiǎng)。每年發(fā)表在國(guó)內(nèi)外著名學(xué)術(shù)刊物和學(xué)術(shù)會(huì)議上的為《SCI》、《EI》所收錄的高水平論文40余篇次。

蘇州大學(xué)

新能源材料與器件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心目前已建成光伏技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、節(jié)能技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。學(xué)生可根據(jù)各自學(xué)科對(duì)新能源材料與器件實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要求和教學(xué)課時(shí)的不同，選擇不同平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)。