能源清洁利用国家重点实验室（浙江大学）的人员构成

王树荣，男，1972年9月出生于浙江绍兴。博士研究生学位，浙江大学能源工程学系教授教授。1993年本科毕业于浙江大学热能与动力工程专业并留校任教，1995年开始直接攻读浙江大学工程热物理专业博士学位，于1999年提前获得工学博士学位并被授予2000届浙江省优秀毕业生称号。1999年起留校任教，2001年任职副教授，2006年晋升为教授，2008年增列为博士生导师。曾于2006~2007年期间受国家留学基金委和浙江大学“新星”计划资助赴瑞典皇家工学院进行合作访问交流。在浙江大学任职期间先后获得过浙江大学优秀研究生德育导师、浙江大学先进工作者和浙江大学优秀本科生班主任等荣誉称号。目前学术兼职于中国可再生能源学会生物质能专委会委员和中国生物质能技术开发中心理事会理事等学术工作。

先后负责承担了可再生能源研究领域的3项国家自然科学基金，1项国际科技合作与交流项目、1项国家“863”课题、1项国家“973” 子课题和1项教育部高等学校博士学科点专项科研基金的研究工作，另外还主持了煤清洁利用领域的1项国家科技支撑计划子课题，3项国家“863”子课题和1项国家“973”子课题等多个重要国家级项目的研究工作。曾以第二获奖人身份获得浙江省科技进步一等奖一项，并以主要参加人身份获得省部级奖3项。自2004年以来，以第一、二作者或者通讯作者先后在国内外期刊或会议上发表SCI收录论文15篇，EI收录论文31篇，一级期刊论文12篇。其中单篇论文被SCI正面他引30余次，单篇论文影响因子最高达8.25。以第一、二发明人授权或申请9项发明专利。

1清华大学（Tsinghua University）：自强不息，厚德载物

（清华学堂）

清华大学是“清华大学—剑桥大学—麻省理工学院低碳能源大学联盟”成员。其核能与新能源技术研究院不仅有核能研究的硬实力，在太阳能、风能、电池、海水淡化和新材料等方面也很强。院内设有20多个实验室，包括生物质能研究室、新材料研究室等。清华材料学院的研究方向也包括新能源材料与器件。

2华北电力大学：电力行业的根正苗红

由教育部与国家电网等七家电力央企和中国电力企业联合会、华北电力大学等九家单位组成的华北电力大学理事会共建的全国重点大学。学校积极响应国家能源发展战略规划，2007年7月成立了国内首家“可再生能源学院”，整合各新能源学科力量，逐步形成并深化了“以优势学科为基础，以新兴能源学科为重点，以文理学科为支撑”的“大电力”学科特色办学体系，其中四个基地被列入教育局和国家外国专家局联合实施的“高等学校学科创新引智计划”（“111计划”）。

3西安交通大学（Xi’an Jiao Tong University）：英俊济跄，经营四方

西安交大与香港科技大学共同成立了可持续发展学院，学院里设有可再生能源系，研究涵盖可再生能源生产和转换，混合动力和系统技术。此外，学校设有陕西省重点实验室可再生能源工程技术研究中心。学校材料物理与化学系研究领域涵盖能源材料、纳米功能材料等。

4上海交通大学（Shanghai Jiao Tong University，SJTU）：相聚在东海之滨，汲取知识的甘泉

（上海交通大学徐汇校区）

上海交通大学能源研究院包括7个研究所、6个研究中心，研究领域包括太阳能、建筑节能、生物质能、风电及其控制系统、氢能与燃料电池、清洁燃料生产与生物化工转换等。相关研究中心包括与挪威科大联合建立的可持续能源联合研究中心，新能源工程技术研究中心。

5天津大学（Tianjin University，TJU）：花堤蔼蔼，北运滔滔，巍巍学府北洋高

（天津大学敬业湖夜景）

天津大学建筑工程学院下设水利与风能工程研究院、道达海上风电研究院。化工学院下设有多晶硅材料制备技术国家工程实验室、绿色合成与转化教育部重点实验室，曾成功举办“太阳能电池材料国际研讨会”。此外，学校还设有可持续能源研究中心。

6浙江大学（Zhejiang University）：大不自多，海纳江河，惟学无际，际于天地

（浙江大学紫金港校区）

浙江大学材料科学与工程学院设有硅材料国家重点实验室，研究方向包括半导体硅材料、半导体薄膜材料、复合半导体材料、微纳结构与材料物理，注重硅材料在光伏电池上的应用。能源工程学院设有能源清洁利用国家重点实验室，除化石能源的清洁利用研究，还涵盖废弃物高效清洁能源化利用研究、新能源及先进能源系统、生物质液化研究等。

新能源科学与工程专业为2011年教育部批准设置的本科专业，2012年将原有的风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一改为“新能源科学与工程”。下面是我给大家带来的新能源与科学工程专业怎么样、学什么、前景好吗，供大家参考!

1、新能源与科学工程专业简介

新能源科学与工程专业为2011年教育部批准设置的本科专业，2012年将原有的风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一改为“新能源科学与工程”。主要学习新能源的种类和特点、利用的方式和方法、应用的现状和未来的发展趋势。具体内容涉及风能、太阳能、生物质能、核电能等等。各开设高校根据自己学校的学科设置和专业特点不同，导致在具体的学科方向上不同。

2、新能源与科学工程专业主要课程

理论部分：在基础教育系列中重点强调基础性与综合性相结合的原则。包括高等数学、大学物理等工程技术基础课群大学外语、马克思主义原理等社会科学课群。在专业教育系列中重点遵循厚基础、宽口径的原则。包括工程热力学、流体力学、传热学、能源系统工程、可再生能源及其利用、光伏科学与工程、风力发电原理、生物质能工程、核能利用基础等专业平台课群光伏材料与太阳能电池、风力发电场等专业选修课群等。

3、新能源与科学工程专业培养目标

培养目标

新能源科学与工程专业面向新能源产业，立足于国家十二五发展规划，根据能源领域的发展趋势和国民经济发展需要，培养在风能、太阳能、地热、生物质能等新能源领域从事相关工程技术领域的开发研究、工程设计、优化运行及生产管理工作的跨学科复合型高级工程技术人才，和具有较强工程实践和创新能力的专门人才，以满足国家战略性新兴产业发展对新能源领域教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的专业人才需求。

培养要求

本专业学生主要学习新能源科学与工程的基础理论和基本技能，受到新能源科学与工程方面的基本训练，具有独立思考能力、动手能力和工程实践能力。

　 　4、新能源与科学工程专业就业方向与就业前景

毕业生就业前景广阔，可在风能、太阳能、生物质能等新能源和节能减排领域的企事业单位、高等院校和政府部门从事技术研发、工程设计、新能源科学教育与研究、新能源管理等相关工作。

5、新能源与科学工程专业比较不错的大学推荐，排名不分先后

1. 浙江大学 A++

2. 上海交通大学 A+

3. 河海大学 A+

4. 西安交通大学 A+

5. 福建师范大学 A+

6. 北京信息科技大学 A+

7. 中南大学 A+

8. 新余学院 A

6、从事行业：

毕业后主要在新能源、汽车及零配件、专业服务等行业工作，大致如下：

1、新能源

2、汽车及零配件

3、专业服务(咨询、人力资源、财会)

4、机械/设备/重工

5、仪器仪表/工业自动化

6、学术/科研

7、电子技术/半导体/集成电路

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文，欢迎阅读!

论新能源发电技术

摘要：本文从全球能源的现状，介绍了中国能源发电技术的应用情况，发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置，它能量转化效率高，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词：新能源风能燃料电池发电技术

中图分类号： F206 文献标识码： A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈，如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划：到2020 年，可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月，美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA)，从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外，从环境的角度来看，为了保护人们赖以生存的地球，开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年，我国新能源发电继续保持快速发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。截至2011年底，我国新能源安装容量达到7000万kW，居世界首位，并网新能源装机容量达到5409万kW，同比增长47.4%，约占全部发电装机容量的5.1%。其中，风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。

2011年，我国新能源发电量约为1016亿kW?h，同比增长29.9%，约占全部发电量的2.2%。其中，风电发电量约占新能源发电总量的72.0%太阳能光伏发电约占0.9%生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算，相当于节约3241万tce，减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基，无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来，我国风力发电产业取得了长足发展，这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示，陆地上离地面10米高度处，我国风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，离地面50米，估计可能增大一倍近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦，50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说，到2006 年底，我国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率为105%。根据国家中长期规划，2015年风能发电要达到1500万千瓦，2020年要达到3000万千瓦。但是，与风电发达国家相比，我国的发展规模还很小，发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面，风电机组的制造水平较低，风电机组性能测试设备和技术也相对落后，并缺少相应的认证机构制度方面，风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距，缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力，风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以，风电场的大规模接入将会带来波动功率，从而加重电网负担，影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟，这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响：风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动，由于发电机组转子惯性，调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化，造成功率不平衡，使发电机转速变化，系统频率也将改变。此外，风电还会对电压产生影响：并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动，而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz)，因此又会造成电压闪变，最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网，风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后，发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功，导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时，甚至数天、数月，这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期，风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大，大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电，被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质，称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年，法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池，当接收到太阳光照射时电压升高，他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下，其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年，美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年，韦克尔发现砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站，是目前全国最大的薄膜光伏电站，年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结，以形成在平衡状态时具有的内建电场，在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子，从而形成外部电压。在光照条件下，半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带，形成电子———空穴对，成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg，使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流，其光电转换率已达 24. 7%基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ～ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗，因此具有很好的发展前景。应该指出，光伏电池在光电转换过程中，光伏材料既不发生任何化学变化，也不产生任何机械磨损，因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年，我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件，再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列，并与储能、测量、控制装置相配套，构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性，不仅可以用其建设零星规格的电站，而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响，离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用，比如柴油发电机组以及蓄电池组，从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带，向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站，总投资 290 万元，1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电，并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压，由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电，经逆变器将直流电变换成三相交流电，再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时，为不造成蓄电池组的过渡放电，直流控制柜将自动切除其输出电路，使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源，必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电，或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电，为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时，还可与电网相联，即所谓的并网型光伏电站。这时，如果本地负荷不足，则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时，则由电网向用户提供电能。因此，并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置，减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济，提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性，是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发，分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题，进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池，还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上，新能源将取代化石燃料，扮演重要的角色。

参考文献：

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

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所谓新能源，就是各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能。相对于传统能源，新能源具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭问题具有重要意义。而船舶所消耗的燃油占燃油消耗的百分百正逐年上升，导致燃油占船舶运输成本越来越大的情况下，如何进一步做好船舶的节能工作，从而有效降低运输成本已迫在眉睫。

为了适应这一新形势的需要,绿色船舶成为其中最重要的解决渠道和未来船舶发展的方向，其中新型能源在船舶上的应用是最具有革新性和代表性的技术。下面，我讲借此机会，对我所了解的新能源在船舶上的应用进行浅谈。

随着科学技术的不断进步,以风能、太阳能、核能、生物质能和潮汐能等为典型代表的新能源在节能减排方面所具有的独特优势和所能产生的效益已经越来越显著,其在船舶交通运输行业的应用和推广已呈潮涌之势。

源于地球表面大量空气流动所产生的动能——风能,是一种无污染且无限可再生资源。人类对风能的利用历史可以追述到公元前,随着科学技术水平的不断进步,工业社会对于风能的利用有着丰富的经验,配套产业和基础设施也较为成熟。但是,风能利用存在着间歇性、噪音大、受地形影响和干扰雷达信号等难以彻底消除的缺点。当前,风能利用主要以风能作动力(风帆助航)和风力发电两种形式为主,在船舶上的应用形式偏重于作为航行的主动力或辅助动力,只在少数船舶上应用风力发电技术。

其实早在20世纪80、90年代,日本在风帆助航的研究和利用方面有了新的突破。1980年日本建造了第一艘装有普通翼帆的新爱德丸油轮,新爱德丸号装有两个高12.15m、宽8m的风帆。之后又建造了扇蓉丸、日产丸等机动风帆货船,1984年又设计和建造了2600t的臼杵先锋丸和另一艘31000t的现代风帆助航远洋货轮。而在2007年12月15日全球第一艘用风筝拉动的货轮白鲸天帆号由德国汉堡市起航。

太阳能的利用主要有两个方面的技术,即光热技术和光伏技术。光热技术是利用太阳光的热辐射,其应用最为成功的领域是太阳能热水器。该项技术的进一步延伸是太阳能热发电,即利用集热器把太阳辐射热能集中起来给水加热产生蒸汽,再通过汽轮机、发电机来发电。考虑到船舶运行过程中对于热水的需求量不高,进行热电转换在有限的船舶空间内难以实施,故而光热利用的可行性不是很高。但是应用光热技术代替常用的蒸汽盘管和电加热盘管对船舶所使用的重油进行预加热,是一个值得关注的方向。光伏技术是对太阳光中的短波辐射能照射于硅质半导体上所产生的电能进行调制后加以利用,亦称为光生伏打效应。随着太阳能光伏技术的不断深入发展,其效率、可靠性和稳定性均有了很大的提升,因而从最初的单纯技术研究逐渐转向实际应用领域。太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶发展的一个重要方向。从最开始1997年,瑞士在日内瓦湖上从洛桑到圣叙尔皮斯区投入使用了两艘太阳能驱动客运船可有效承载60名乘客。到2010年2月25日,世界最大的全太阳能动力船“星球太阳”号,在德国基尔下水。太阳能在船舶上的运用已经日臻完善。

生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。其分为生物燃料、生物柴油、生物质油三种。生物燃料是指利用大自然的动、植物资源而得到的高效、污染少的能源,其典型代表就是生物柴油和生物质油。生物柴油是以动、植物油脂及餐饮废弃油脂为原料制成的液体燃料,是优质的石化柴油代用品。生物质油是指生物质通过热解技术裂解而得到的液化产物。但是船舶属于一个相对独立且空间区域较为有限的结构体。机舱内电、气、热设备和系统高度集成,考虑在船舶内附加安装生物质能转换装置有着不可避免的局限性,故而可行性不高。就船舶现有设备条件出发,直接或间接使用由生物质能转换而成的替代燃料(例如生物柴油等)是主要的应用模式。面前，最成功的生物燃料船，为2008年6月27日完成环球航程,使用生物质能的新西兰地球竞赛号高速环保机动船。

核能作为一种能源,特别是一种动力能源,其优越性相当明显它具有体积小，能量巨大、运输与储存较方便，安全性高、较低的污染性、强大的放射性和杀伤性、技术和管理要求高等特点。用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。过程：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。核动力反应堆可以用来发电、供热和推动船舰。在作为船舶动力源方面,核动力装置首先是被应用于潜艇和航空母舰等军用舰艇,而后建造核动力舰艇的一些国家也将船用核动力堆用于推动民用水面船舶,如核动力客船、散货船和破冰船,等。纵观世界船舶发展历史，发展民用核动力船舶,已经有若干国家在此方面迈出了第一步。比如美国的核动力船“萨娃娜号”于1962年建成。与德国矿石运输船“奥托汉号”于1968年月12月建成。还有俄罗斯共建成了9艘核动力破冰船,目前正在服役的有8艘,计划建造的破冰船有2艘。

上述都是现在较为成熟，也较为有技术基础的一些新能源利用，随着人类不断的追求进取与探索发现，