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關鍵詞:海洋可再生能源;產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀;解決策略
一、引言
海洋資源以其可再生性、環(huán)保性、總量大等特點相比其他不可再生資源更具有發(fā)展?jié)摿Γ覈蟛糠趾Q罂稍偕茉捶植荚跂|部沿海地區(qū),長期以來其經(jīng)濟增長有很大一部分是以高投入、高消耗和高污染的以犧牲生態(tài)的粗放型的方式實現(xiàn)的,這樣的經(jīng)濟增長方式勢必存在巨大風險,發(fā)展海洋可再生能源有助于改變這種經(jīng)濟發(fā)展模式,向環(huán)境友好型的集約經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)變。
二、我國海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
海洋可再生能源具有儲量大、種類豐富、可再生等優(yōu)勢,我國海洋可再生能源儲量比較豐富,大大有助于我國當前改善能源結(jié)構(gòu)和能源開發(fā)。下文將重點介紹我國部分海洋能源的發(fā)展現(xiàn)狀。
(一)潮汐能
潮汐能是海洋可再生能源利用率最高的一項能源,中國潮汐能資源(不含臺灣)總蘊藏量約190GW,可開發(fā)裝機容量200KW以上,潮汐能源的總裝機量為21.8GW左右。我國共建成潮汐發(fā)電站76座,但只剩浙江溫嶺的江廈站、浙江玉環(huán)海山站和山東乳山白沙口站3座,其中浙江溫嶺的江廈站成為世界第三大潮汐電站。雖然在潮汐能的開發(fā)利用上,我國相對比較先進,較為成熟,但目前我國潮汐能開發(fā)資源占比非常低,還不足1%,屬于新能源尚未開發(fā)的領域,開發(fā)力度遠遠不夠。
(二)波浪能
波浪能是海洋可再生能源中發(fā)展第二快的能源。我國對波浪能的開發(fā)利用已初步實現(xiàn)商業(yè)化,可以說開發(fā)潛力巨大,國家也在積極啟動相關項目,準備研建裝機容量在500KW以上的多功能互補獨立示范電站,以實現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)的電力供應。
(三)溫差能
溫差能,是由于海水的溫差而產(chǎn)生的能量。我國南海和東海的部分海域,能達到20攝氏度以上的溫差,所以其蘊含能量十分可觀。雖然我國在掌握海洋溫差發(fā)電技術的時間要落后于美國和日本,但在技術上卻并不落后,甚至趕超,美國朗肯循環(huán)的發(fā)電效率為3%,日本上原循環(huán)發(fā)電效率為4.9%,而我國研究的國海循環(huán)發(fā)電效率為5.1%,但仍需進一步發(fā)展。
(四)鹽差能
目前國際上對鹽差能的利用技術還處于探索發(fā)展階段,實用性的鹽差能發(fā)電站還未真正建立和應用。由于鹽差能發(fā)電相關技術效率較低,成本高昂,并且我國鹽差能資源地理分布不均,受季節(jié)變化和年際變化影響較大,所以鹽差能的利用還仍處于探索發(fā)展階段。
(五)潮流能
我國在定海摘箬山島建了一座長25米,寬20米,吃水深度1.2米的海流能發(fā)電實驗平臺,是目前國內(nèi)累計發(fā)電量最大,也是唯一長時間高效發(fā)電的海流能機組,且不需要建壩,大大縮短了建設周期,不會產(chǎn)生建壩所帶來的淤泥影響魚類洄游等問題,屬于生態(tài)友好型發(fā)電。
綜上,我國的海洋可再生資源開發(fā)技術已經(jīng)取得了一定成果,雖然技術水平總體比較低,效率也有待提升,但相信海洋可再生能源必然能為我國的能源短缺和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展之間的協(xié)調(diào)開辟新道路。
三、我國海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)存在問題
由于我國海洋可再生能源開發(fā)起步晚,法律法規(guī)不健全,技術研發(fā)人員匱乏,加之我國海洋能自身的一些特點,我國的海洋能產(chǎn)業(yè)至今未形成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。具體而言,我國海洋可再生資源的發(fā)展主要存在以下障礙:
(一)體制障礙
我國現(xiàn)行的經(jīng)濟體制仍存在繁雜的審批工作,既易產(chǎn)生腐敗,出現(xiàn)尋租,使資源難以實現(xiàn)最優(yōu)化配置;又存在時滯,降低經(jīng)濟活動的效率。而我國的海洋能存在多頭管理、跨部門監(jiān)管,對海洋能的研發(fā)管理、項目審批、電價制定等分屬于不同的職能部門,這種分散式的管理勢必會引來權責不明、政監(jiān)混淆等后果。
(二)技術障礙
我國對海洋能的研發(fā)力量非常單一,主要集中在少數(shù)幾所高等院校,且相對分散,創(chuàng)新性不足,且由于海洋能自身特點而形成并網(wǎng)障礙。我國海洋能資源分布相對分散,且由于技術不成熟等各方面原因,使大規(guī)模發(fā)電并網(wǎng)非常困難。
(三)融資障礙
海洋可再生能源的開發(fā)復雜且投資周期達到10年甚至15年,長期投資加上風險較大導致海洋能產(chǎn)業(yè)吸引風投資金融資困難。再者,海洋可再生能源開發(fā)和利用屬高新的技術產(chǎn)業(yè),在技術人才資源的培養(yǎng)上的投入資金也不足。
(四)市場障礙
海洋能的市場障礙主要在于價格偏高,使其與其他常規(guī)能源相比競爭力較差。我國火力發(fā)電和水力發(fā)電成本一般在0.3―0.5元每千瓦時,但波浪能發(fā)電平準化電力成本0.28―1.04美元每千瓦時,潮汐能發(fā)電平準化電力成本0.26―0.84美元每千瓦時,且就目前來看,除了潮汐能利用技術基本成熟能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化之外,波浪能、潮流能還處于小型示范的起步階段,溫差能還在試驗探究階段,都未真正實現(xiàn)商業(yè)化。
(五)地域發(fā)展不平衡
我國海洋能地域差異非常大,潮汐能福建和浙江兩省的分布占全國總儲量的80%以上;潮流能資源主要分布在浙江,占全國的70%以上;波浪能主要分布在浙江、福建、海南;鹽差能主要分布在上海、廣東、福建。從空間上來看,我國的海洋能資源主要分布在南部沿海地區(qū),而在北部沿海不論是在海洋能的儲量上還是開發(fā)利用程度上都要低于南部地區(qū),在地區(qū)分布上存在不平衡性。
四、解決對策
在海洋可再生能源綱要(2013――2016年)中政府明確提出了海洋能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本原則和發(fā)展目標以及整體規(guī)劃,可以說為海洋能產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展指明了方向。
(一)制定科學合理的整體戰(zhàn)略規(guī)劃,協(xié)調(diào)管理
海洋能涉及部門眾多,存在交叉管理,立足于本國國情,應建立垂直管理機構(gòu),且應該對該機構(gòu)的行政管理有所傾斜,以消除政策障礙,此外,要減少行政審批,提高辦事效率,縮小權利尋租,為跨越式發(fā)展提供體制保障。
(二)建立海洋創(chuàng)新體系,加快人才培養(yǎng)步伐
我國海洋能產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新需要政府部門、科研機構(gòu)以及新能源企業(yè)共同作用相互配合??山梃b英國的經(jīng)驗,建立科研機構(gòu)、企業(yè)、高校三位一體聯(lián)合開發(fā)體制,科研機構(gòu)負責研發(fā),企業(yè)確保投入,加速商業(yè)化,高校負責人才培養(yǎng),政府則進行協(xié)調(diào)和監(jiān)督。
(三)拓寬融資渠道,多元融資
由于海洋能產(chǎn)業(yè)自身的一些特點,融資渠道一般是通過銀行與非銀行金融機構(gòu)的間接融資、融資租賃以及上市融資等。此外,還有PPP籌資、政府擔保等新型融資方式,也可通過資源互換、入股、優(yōu)惠政策等吸引國外資金注入我國海洋能產(chǎn)業(yè)中。
(四)完善市場,深化電力體制改革
我國應積極借鑒英國經(jīng)驗,促進財力雄厚的大企業(yè)與創(chuàng)新型小企業(yè)的優(yōu)勢合作,同時也重視與其他國家和地區(qū)的多邊合作,促進海洋能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、創(chuàng)新和成熟的同時有利于競爭性能源市場的建設。除完善市場,建設合理的市場結(jié)構(gòu)外,要深化電力體制改革,比如實行配額制和強制上網(wǎng)電價政策,且海洋能的配額制可以和綠色證書交易系統(tǒng)結(jié)合。
(五)統(tǒng)籌發(fā)展,健全公眾參與機制
對跨區(qū)域的能源實行垂直管理,并制定和我國海洋能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃,高度重視空間布局,避免重復投資、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相同造成的惡性競爭、浪費資源或破壞環(huán)境等后果,才能使海洋能的開發(fā)和利用有序和有效進行,才能既開發(fā)了資源又不破壞生態(tài)。
盡管海洋能產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢無可比擬,但我們不能因為發(fā)展而不惜向生態(tài)借貸,不能忽視其對海洋環(huán)境產(chǎn)生的影響。我們必須重視海洋能開發(fā)的生態(tài)影響,對項目的審批必須經(jīng)過嚴格的審查,增加透明度,讓技術學者、沿海居民以及社會公眾共同參與。(作者單位:天津財經(jīng)大學)
參考文獻:
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【關鍵詞】海洋能;海洋能發(fā)電;可再生能源
Abstract:This paper presents the elements and the characteristic of the Ocean Energy Generation Technology,and recommend the actuality of the Ocean Energy Generation Equipment.
Key word:Ocean Energy;Ocean Energy Generation Technology;reproducible Energy
1.引言
2008年全球一次能源消費量為143851TWh,其中81.2%來自化石燃料。隨著礦物燃料的日趨枯竭,世界主要海洋國家紛紛將目標轉(zhuǎn)向蘊藏豐富能源的海洋,不斷加大科技和資金投入,以期在海洋可再生能源開發(fā)利用的“爭奪戰(zhàn)”中搶得先機。海洋能主要指波浪能、潮流能(海流能)、潮汐能、溫差能和鹽差能等可再生能源。海洋能總量是巨大的,據(jù)估計與全球一次能源消費能源的50%相當,其中,全球海浪發(fā)電的理論儲量為29500TWh/年左右,全球潮汐(含潮流)發(fā)電的理論儲量為7800TWh/年左右,全球海洋熱發(fā)電轉(zhuǎn)換的理論儲量為44000TWh/年左右,全球鹽差能的理論儲量估計為1650TWh/年左右。雖然海洋能源分布不均勻,但在每一個海岸,往往不止一種形式可以供應當?shù)氐碾娏π枨?。我國重視海洋可再生能源的開發(fā)利用,將包括海洋能在內(nèi)的新能源產(chǎn)業(yè)視為引領我國未來經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的七大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。近年來,我國先后設立了“908專項(我國近海海洋可再生能源調(diào)查與研究項目)”和“海洋可再生能源專項資金”支持計劃等,支持海洋能的海島獨立發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)示范工程、關鍵技術產(chǎn)業(yè)化、新技術研究試驗以及公共支撐服務體系建設等,并擬在海洋能資源豐富地區(qū)建設海洋能示范電站,開展萬千瓦級潮汐電站建設工作。
2.國外海洋能發(fā)電技術現(xiàn)狀
2.1 波浪能發(fā)電技術
現(xiàn)階段,波浪能發(fā)電技術的基本原理是:利用物體在波浪作用下的升沉和搖擺運動將波浪能轉(zhuǎn)換為機械能,或利用波浪的爬升將波浪能轉(zhuǎn)換成水的勢能。波浪能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一般包括三級能量轉(zhuǎn)換機構(gòu):一級能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)將波浪能轉(zhuǎn)換成某個載體的機械能;二級能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)將一級能量轉(zhuǎn)換所得到的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機械的機械能;三級能量轉(zhuǎn)換通過發(fā)電機將旋轉(zhuǎn)機械的機械能轉(zhuǎn)換成電能。根據(jù)一級能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的原理,波能發(fā)電技術可分為振蕩水柱技術、筏式技術、收縮波道技術、點吸收(振蕩浮子)技術和鴨式技術等。振蕩水柱技術是利用空氣作為轉(zhuǎn)換介質(zhì)的,其優(yōu)點是轉(zhuǎn)動機構(gòu)不與海水接觸,防腐性能好,安全可靠,維護方便;其缺點是二級能量轉(zhuǎn)換效率較低。目前,國外建成的振蕩水柱發(fā)電裝置有英國的LIMPET電站(500kW固定式)、葡萄牙的400kW固定式電站和澳大利亞的500kW漂浮式裝置。應用筏式技術的發(fā)電裝置主要由鉸接的筏體和液壓系統(tǒng)組成,其優(yōu)點是設備抗浪性能較好,缺點是設備成本高。目前,國外建成的筏式發(fā)電裝置有英國Cork大學和女王大學研究的McCabe波浪泵波力裝置和蘇格蘭Ocean Power Delivery公司的Pelamis(海蛇)波能裝置。
應用收縮波道技術的發(fā)電裝置主要由收縮波道、高位水庫、水輪機和發(fā)電機組成,其優(yōu)點是一級轉(zhuǎn)換沒有活動部件,可靠性好,維護費用低,在大浪時系統(tǒng)出力穩(wěn)定;不足之處是小浪下的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率低。目前,國外建成的收縮波道發(fā)電裝置有挪威350kW的固定式收縮波道裝置以及丹麥的WaveDragon。
應用點吸收技術的發(fā)電裝置主要由相對運動的浮體、錨鏈、液壓或發(fā)電裝置組成,其主要特點是點吸收式發(fā)電裝置的尺度與波浪尺度相比很小。目前建成的點吸收式發(fā)電裝置有英國的AquaBuOY裝置、阿基米德波浪擺、PowerBuoy以及波浪騎士裝置。
應用鴨式發(fā)電技術的發(fā)電裝置的橫截面成鴨蛋形,發(fā)電效率很高,在短波時的一級轉(zhuǎn)換效率接近于100%,但抗風浪能力有待提高。
2.2 潮流能(海流能)發(fā)電技術
潮汐是一種周期性海水自然漲落現(xiàn)象。在太陽和月球引力作用下,海水作周期性的運動,它包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流動。垂直升降部分為潮汐的位能,被稱為潮差能;水平流動部分為潮汐的動能,被稱為潮流能。潮流能的主要特點是:
①較強的規(guī)律性和可預測性;
②功率密度大,能量穩(wěn)定;
③潮流能的利用形式通常是開放式的,不會對海洋環(huán)境造成大的影響。
一般說來,最大流速在2m/s以上的水道,其潮流能均有實際開發(fā)的價值。
新型潮流能發(fā)電裝置作為一種開放式的海洋能量捕獲裝置,無需巨額的前期投資;利用該裝置發(fā)電時,由于葉輪轉(zhuǎn)速慢,不產(chǎn)生大的噪聲,不影響人們的視覺環(huán)境,各種海洋生物仍可以在葉輪附近流動,因此可保持良好的地域生態(tài)環(huán)境。潮流能發(fā)電裝置根據(jù)其透平機械的軸線與水流方向的空間關系可分成水平軸式和垂直軸式2種結(jié)構(gòu)。垂直軸式發(fā)電裝置研究起步較早,目前國外主要的設備樣機有加拿大Blue Energy公司的Davis四葉片垂直軸渦輪機、意大利Ponte di Archimede International SpA公司和Naples大學航空工程系合作研發(fā)的Kobold渦輪垂直軸水輪機(130kW)、美國GCK Technology公司的螺旋形葉片的垂直軸水輪機和日本Nihon大學的垂直軸式Darrieus型水輪機。水平軸式發(fā)電裝置是近10多年才興起的,與垂直軸式結(jié)構(gòu)相比,水平軸式潮流能發(fā)電裝置具有效率高、自啟動性能好的特點。目前國外主要的設備樣機有英國Marine Current Turbine公司的1.2MW雙葉輪結(jié)構(gòu)的“Seagen”樣機、挪威Hammerfest Strom公司的300 kW并網(wǎng)型潮流能發(fā)電原型樣機。
2.3 潮汐能發(fā)電技術
潮汐能發(fā)電與水力發(fā)電的原理、組成基本相同,也是利用水的能量使水輪發(fā)電機發(fā)電。潮汐能發(fā)電技術研究始于歐洲,早期的潮汐能電站有德國(1912年)的布蘇姆潮汐電站和法國(1966年)的朗斯河口潮汐電站,其中朗斯電站的建成及其近40年的成功運行證實了潮汐電站技術的可行性,它使潮汐電站進入了實用階段。目前,在英、加、俄、印、韓等13個國家運行、在建及擬建的潮汐電站達139座,進行規(guī)劃設計的10余座潮汐電站均為100MW~1000MW級。據(jù)資料顯示,韓國正在建設世界上最大的潮汐電站――Shihwa湖大型潮汐電站。
2.4 溫差能發(fā)電技術
熱帶海洋表層與千米深處存在著基本恒定的20℃~25℃的溫差,這就提供了一個量大且穩(wěn)定的能源。海洋溫差能是利用海洋表面的溫海水(26℃~28℃)加熱某工作介質(zhì)并使之汽化,驅(qū)動汽輪機獲取動力;同時,利用從海底提取的冷海水(4℃~6℃)將做功后的乏氣冷凝,使之重新變?yōu)橐后w。按照工作介質(zhì)及流程的不同可分為開式循環(huán)、閉式循環(huán)、混合式循環(huán)。開式循環(huán)的工作介質(zhì)是表層溫海水,其優(yōu)點在于產(chǎn)生電力的同時可進行海水淡化,缺點是設備尺寸大,機械能損耗高,單位功率的材料占用大,施工困難。閉式循環(huán)的工作介質(zhì)是氨等低沸點物質(zhì),其優(yōu)點是設備尺寸小、機械耗能低、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率高,缺點是不能進行海水淡化?;旌鲜窖h(huán)同時包括開式循環(huán)和閉式循環(huán),其特點是效率高、設備造價低,且可實現(xiàn)海水淡化。目前,溫差能發(fā)電技術和裝備尚處于示范試驗階段,國外主要有美國奎爾哈公司的開式循環(huán)OTEC溫差能電站、印度海洋技術國家研究所的陸基溫差能電站和日本佐賀大學的混合溫差能電站。
3.國內(nèi)海洋能發(fā)電技術現(xiàn)狀
3.1 波浪能發(fā)電技術
我國波浪能發(fā)電技術研究已有30多年的歷史,先后研建了100千瓦振蕩水柱式和30千瓦擺式波浪能發(fā)電試驗電站,利用波浪能發(fā)電原理研制的海上導航燈標已商業(yè)化并出口。目前,國內(nèi)處于試驗階段的設備主要有:國家海洋技術中心開發(fā)的浮力擺波浪能發(fā)電系統(tǒng)、廣州能源研究所開發(fā)的鴨式波浪能發(fā)電裝置(10kW)和點吸收式波浪能發(fā)電裝置(10kW)、華南理工大學開發(fā)的擺式振蕩浮子式波浪能發(fā)電系統(tǒng)和七一研究所開發(fā)的筏式波浪能發(fā)電系統(tǒng)。
3.2 潮流能(海流能)發(fā)電技術
“八五”和“九五”期間,我國研建了70千瓦和40千瓦的潮流實驗電站。在 “十一五”科技支撐計劃和海洋能專項資金支持下,我國啟動了一項百千瓦級垂直軸潮流能示范試驗電站、一項小型水平軸潮流能示范電站和多項潮流能示范工程建設。
目前,國內(nèi)處于試驗階段的設備主要有:浙江大學的25kW水平軸潮流發(fā)電裝置、哈爾濱工程大學的萬向系列垂直軸潮流發(fā)電裝置(70kW和40kW)和東北師范大學的5kW模塊化潮流能發(fā)電裝置。
3.3 潮汐能發(fā)電技術
我國大陸海岸線長(達18000km),海灣、河口多(近200個),可開發(fā)潮汐能年總發(fā)電量大(約60TW?h),裝機總?cè)萘靠蛇_20GW。近五十年來,中國在有關潮汐電站的研究、開發(fā)方案及設計方面做了許多工作,但建成投運的潮汐電站數(shù)量很少,目前正常運行或具備恢復運行條件的電站有8座,總裝機容量不及可開發(fā)總量的1%,開發(fā)潛力巨大。
3.4 溫差能發(fā)電技術
2004~2005年,天津大學完成了對混合式海洋溫差能利用系統(tǒng)的理論研究課題,并就小型化試驗用200 W氨飽和蒸汽透平進行了研究開發(fā)。在“十一五”科技支撐計劃支持下,國家海洋局第一研究所和華電青島發(fā)電有限公司正開展15千瓦閉式溫差能電站研建工作。
4.結(jié)束語
海洋溫能作為一種清潔、可再生的能源,具有很好的發(fā)展前景。其開發(fā)、利用對我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的提高具有重要的現(xiàn)實意義。對海洋能發(fā)電技術及其裝備的研究,是一項可持續(xù)能源需求的高技術投資項目,關系國家能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施,經(jīng)濟前景廣闊,現(xiàn)實意義重大。
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英文名稱:Acta Energiae Solaris Sinica
主管單位:中國科協(xié)
主辦單位:中國太陽能學會
出版周期:月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:0254-0096
國內(nèi)刊號:11-2082/TK
郵發(fā)代號:2-165
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1980
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CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
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[關鍵詞]暖通空調(diào);可再生能源;應用;環(huán)保節(jié)能
中圖分類號:P754 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)24-0398-02
引言
伴隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,環(huán)境污染、能源緊張問題日益突出,開始影響人們正常的生活和工作,嚴重制約了國家經(jīng)濟發(fā)展和進步。在這種背景下,可再生能源得到廣泛的推廣和應用。作為一種清潔型能源,對環(huán)境的污染小,資源可再生,可以說是真正意義上的取之不竭用之不盡,如:太陽能、風能等,對于緩解當前能源緊張具有十分重要的意義??照{(diào)是一種耗能嚴重的設備,特別是一些老舊的空調(diào)耗能更嚴重,面對日益緊張的能源問題,在暖通空調(diào)中加強節(jié)能技術的應用研究,將可再生能源應用與暖通空調(diào)中,緩解了社會能源緊張問題,對于建設可持續(xù)發(fā)展社會和經(jīng)濟、環(huán)保、綠色、健康、和諧的社會都具有十分重要的意義。
一、可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應用形式
(一)太陽能的應用
太陽能在暖風空調(diào)系統(tǒng)應用中技能采暖又能制冷。
第一,太陽能采暖系統(tǒng)形式多樣,利用太陽能集熱器,實現(xiàn)主動性太陽能采暖系統(tǒng)的利用,具有工作溫度高、承壓能力大等有點。
第二,太陽能制冷。太陽能制冷又分為太陽能壓縮式制冷、太陽能吸收式制冷和太陽能吸附式制冷。
1、太陽能壓縮式制冷,主要方式是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,再由電能去驅(qū)動壓縮式制冷系統(tǒng)。但太陽能壓縮式制冷,成本高,不適應現(xiàn)在市場化的需要。
2、太陽能吸收式制冷。利用太陽能熱能,驅(qū)動溴化鋰―水溶液或氨―水溶液的吸收式制冷系統(tǒng)。操作簡單,工藝要求低,應用范圍廣。
3、太陽能吸附式制冷。具有地熱流密度、易波動等特點,是太陽能在制冷方面,應用情景最為廣闊的一種。
(二)自然風的應用
風是可再生能源應用最為廣泛的一種能源之一,在暖風空調(diào)制冷應用中自然風作為其重要的組成部分,發(fā)揮著重要的作用。在室外溫度低于室內(nèi)溫度的條件下時,能夠利用室外風滿足空調(diào)的負荷需要。風作為一種清潔型資源,不僅能夠有效的節(jié)約資源,減少對環(huán)境的污染,同時能夠有效的提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。
(三)地下水的應用
水資源本身就是溫度低的一種資源,特別是地下水資源,受氣溫的影響小,能夠直接作為一種冷源應用在暖風空調(diào)中,同樣它也是熱泵良好的地位熱源。但是地下水的利用要根據(jù)實際情況,因為它不是一種絕對的可再生資源,如果使用量超負荷,將會造成地下水枯竭,給地區(qū)生態(tài)環(huán)境造成巨大的影響。
(四)土壤能的應用
土壤能只要是指地熱能。利用地下淺層地熱資源作為冷熱源進行能量轉(zhuǎn)換,應用在暖風空調(diào)中。我國的地熱能起步晚,但是在技術和設備上仍然取得了很大的成效,應用范圍也在不斷的拓展,滿足對可再生能源的需求。
(五)海洋能的應用
海洋蘊藏著巨大的資源,包括一些清潔型、可再生資源如:潮汐能、海流能、溫差能、鹽差能等和一些不可再生資源,如:石油、煤、天然氣等,是一個巨大的資源寶庫。海洋能可再生能源利用的主體是利用海洋能發(fā)電。海洋以其獨特的優(yōu)勢,作為一個天然容量巨大的地位冷熱源,為人類制冷供熱提供了條件。海水熱泵技術應用不斷深入,技術日趨完善。
二、暖通空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能途徑
(一)提高人們的節(jié)能意識
提高人們的節(jié)能意識,不僅是提高廣大人民群眾的節(jié)能意識,同時要提高暖通空調(diào)設計人員的節(jié)能意識,使他們在設計過程中能夠有效的將節(jié)能意識應用在設計理念中,對暖風空調(diào)各個部分的設計都要符合標準,了解各個空調(diào)的使用規(guī)模和使用用途等一些列相關的情況,具體的考慮各自的空調(diào)系統(tǒng),如:對于個別的使用時間與整體其它房間使用時間不同時,可以設立自帶冷漠空調(diào)機等。避免因為個別情況造成整體上能源的消耗。
(二)暖風空調(diào)系統(tǒng)中的部分負荷運作
暖風空調(diào)系統(tǒng)大部分的時間內(nèi)都在負荷運作的情況下,在制冷選擇時,在多臺冰機組中,可以選擇一臺冷冰機組將其設置為變頻機組,以用于系統(tǒng)在部分負荷運行是,調(diào)節(jié)空調(diào)負荷,從而降低能源損耗,達到節(jié)能的目的。
(三)采用節(jié)能型的圍護結(jié)構(gòu)
在設計中要體現(xiàn)出節(jié)能意識,將節(jié)能環(huán)保意識具體的貫徹落實到實際操作中,采用節(jié)能型的圍護結(jié)構(gòu),從節(jié)能的角度降低能源消耗,減低空調(diào)系統(tǒng)的負荷,從而減少建筑本身冷熱量對空調(diào)耗能造成影響。暖風空調(diào)系統(tǒng)設計者要將自己的節(jié)能設計理念與建筑設計師的設計目標相結(jié)合,采取合理的設計構(gòu)造,盡可能的降低能源的消耗。
(四)利用可再生能源
冷熱源能耗是整個空調(diào)系統(tǒng)能耗最多的一個部門,提高空調(diào)的節(jié)能性,關鍵就是在冷熱源的選擇上。暖風空調(diào)的冷熱源的選擇要結(jié)合地區(qū)實際情況,開發(fā)新的能源資源,如:在水資源豐富的地方,利用水資源;在潮汐能豐富的地區(qū),利用潮汐能等。合理的利用能源,降低空調(diào)的能源消耗量。
三、暖風空調(diào)節(jié)能方面存在的主要問題
(一)施工管理不嚴格
暖風空調(diào)設計、施工、管理各個部門之間沒有有效的聯(lián)系在一起,在管理上更是缺少統(tǒng)一的認識,不能全面的落實和貫徹暖風空調(diào)節(jié)能性。對節(jié)能意識不夠重視,片面的依靠以往的操作經(jīng)驗,造成空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)不合理的地方,影響空調(diào)系統(tǒng)正常的運行和管理,更談不上節(jié)能的應用。
(二)后期使用管理存在漏洞
暖風空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能工作并不是一步就成的,而是需要不斷的完善和改進,加強高新技術的不斷應用和推廣,但是在實際中,對于暖風空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能只體現(xiàn)在前期的設計和施工中,后期管理缺少有效的應用。存在著一些不合理的地方。
(三)缺乏對節(jié)能方面的科學評判方法
高科技的進步,帶動了經(jīng)濟的發(fā)展,同時也促進了節(jié)能技術和手段的提高,但是伴隨著不同的節(jié)能方案的出現(xiàn),暖風空調(diào)設計人員在節(jié)能方案的選擇上,缺少專業(yè)性的認識和科學的節(jié)能評判方法,使節(jié)能方案的選擇具有盲目性,影響暖風空調(diào)人員的節(jié)能設計和方案的應用。
四、暖風空調(diào)的節(jié)能技術
(一)排風余熱回收技術
利用交換器,將室內(nèi)溫度與室外溫度分別通過各自的通道流通,熱回收裝置對室外的新風和室內(nèi)的排風進行交換處理,從而降低室外的新風,減少空調(diào)使用過程中的負荷,排風余熱回收技術有效的降低了空調(diào)能源的消耗,并且通過室內(nèi)外空氣的交換,凈化了室內(nèi)空氣,提高了空氣的質(zhì)量。
(二)使用熱泵技術
熱泵技術主要是利用資源中的熱源,通過壓縮機操作,將熱源提煉吸取其中的熱能,然后將稍微提高的熱能傳遞給高溫熱源。如:地熱能、太陽能、海洋能等自然資源和環(huán)境。有效的降低了能源的損耗,科學、合理的利用可再生資源,應用范圍廣泛,所使用的能源資源豐富,為熱泵技術的發(fā)展和壯大提高了基本。
(三)建筑的熱電冷三聯(lián)供技術
這種技術主要是加強能源的循環(huán)利用,利用天然氣進行發(fā)電,再利用發(fā)電過程中產(chǎn)生的余熱進行供熱和制冷,提高能源的使用率,加大能源的回收利用和循環(huán)使用,節(jié)能效果明顯。
(四)蓄能空調(diào)技術
在我國能源利用和發(fā)展過程中,蓄電技術是應用最為廣泛和發(fā)展時間最長的一種技術之一,蓄能空調(diào)技術并不是直接進行節(jié)能的,而是通過能源的協(xié)調(diào)分配,配合好各個時段的使用情況,如:將高峰電負荷進行轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移到低谷,提高能源的使用率,降低能源浪費。
結(jié)語
伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步,環(huán)境污染和能源緊張問題以成為了影響社會發(fā)展和進步的一個重要的因素,近年來,為了有效的緩解資源緊張壓力,建設節(jié)能、可持續(xù)化發(fā)展的新型社會,在能源的使用上,積極的開發(fā)研制新型的可再生資源,提高能源使用的節(jié)能性和清潔性。在暖通空調(diào)系統(tǒng)中,引入可再生能源暖通空調(diào)新技術和技能技術,改變以往空調(diào)高消耗現(xiàn)象,減少能源的消耗,提高能源的使用效益。既節(jié)能又環(huán)保,對于社會經(jīng)濟的提高和能源資源的合理使用,實現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展具有十分重要的意義。
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關鍵詞:海島建設 太陽能 風能 潮汐能
前言
我國將加快海島的開發(fā)建設和保護管理工作,在10年內(nèi)將使海島地區(qū)的交通、水電等基礎設施得到明顯改善,垃圾及污水處理得到妥善處理,同時全面改善和提高海島生活、生產(chǎn)及投資環(huán)境。海島是潛力巨大的資源寶庫,也是支撐未來發(fā)展的戰(zhàn)略空間。我國海域遼闊,海洋資源豐富,開發(fā)潛力巨大。經(jīng)過多年發(fā)展,我國海洋經(jīng)濟取得顯著成就,對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展發(fā)揮了積極帶動作用。大力發(fā)展海洋經(jīng)濟,進一步提高海洋經(jīng)濟的質(zhì)量和效益,對于提高國民經(jīng)濟綜合競爭力,加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式,全面建設小康社會具有重大戰(zhàn)略意義。
一、太陽能、風能、潮汐能一體化發(fā)電系統(tǒng)
將太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合,太陽能、風能、潮汐能一體化綜合發(fā)電系統(tǒng)是一個高效率、低成本、節(jié)能、環(huán)保、極具商業(yè)價值的綜合發(fā)電系統(tǒng)。
利用三種能源的周期性,互補不足,綜合利用,有效融合,達到能源的穩(wěn)定利用,對促進新能源的利用和發(fā)展,緩解我國能源資源短缺以及實現(xiàn)經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實意義,也符合科學發(fā)展觀的基本要求,對于建設資源節(jié)約型,環(huán)境友好型社會的意義也十分深遠。
1、太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合
在我國的海島,太陽能、風能、潮汐能三類能源豐富,單獨利用技術日趨成熟,但成本較高,三者能源綜合利用的設備還不多。為此,我們將太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合,以帶動相關產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,促進新能源的利用和發(fā)展,緩解我國能源資源短缺以及實現(xiàn)經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展為目的,采用跟蹤聚光裝置兩次反射多面鏡太陽能聚光發(fā)電和塞內(nèi)加爾式風力機達到以下創(chuàng)新點:1.太陽能、風能、潮汐能三者一體化綜合利用,降低成本;2.跟蹤聚光裝置兩次反射多面鏡太陽能聚光發(fā)電,低成本、高效、快速、簡便利用太陽能;3.塞內(nèi)加爾式風力機低風速啟動運轉(zhuǎn)、高效率持續(xù)發(fā)電、低噪音;4.解決了潮汐能利用中嚴格受到地理位置限制的問題;5.聚光架采用三角形桁架結(jié)構(gòu),在確保其剛性和穩(wěn)定性的前提下,最大限度節(jié)省鋼材使用量;6.蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)提高傳動比和承載能力,易于維修及改造升級用于省力手動裝置推廣使用。技術指標有:1.風光互補矩陣發(fā)電峰值功率為25.116kW;2.聚光器的理論聚光比>6.5,實際聚光比>5.0;3.自動跟蹤太陽裝置的跟蹤誤差
太陽能、風能、潮汐能一體化綜合發(fā)電系統(tǒng),光電轉(zhuǎn)換部分采用自動跟蹤聚光光伏發(fā)電,將數(shù)倍的太陽光聚集到太陽能電池板上,通過提高單位面積電池板的日照強度,使得產(chǎn)生同樣電能所需要的半導體材料大大減少,相當于用普通材料代替昂貴的半導體材料,因此能夠大幅度地降低光伏發(fā)電的成本,具有商業(yè)運行的經(jīng)驗(1.2×10 kWh),潛在的運行溫度可達500°C(商業(yè)化運行的溫度已達到400°C),商業(yè)化的年凈效率為14 %,有最低的材料要求,可以模塊化或聯(lián)合運行,可以采用蓄熱降低成本。風能發(fā)電部分采用塞內(nèi)加爾式風力機產(chǎn)生電能。潮汐能利用部分利用蓄水箱收集海水,把海水的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能。三者綜合一體利用,節(jié)約單獨利用的成本,大大提高經(jīng)濟效益、實現(xiàn)低成本和高性價比的新能源綜合利用。
縱觀世界范圍內(nèi),風-光互補新能源利用設備的研究已經(jīng)非常普遍,太陽能、風能、潮汐能單獨利用技術日趨成熟,相關研究也非常普遍,但是太陽能、風能、潮汐能三者綜合利用的設備還不多,相關研究也還有很大的空間。
2、海島上風力發(fā)電將成為重要的能源形式
海島上有豐富的風能資源和廣闊平坦的區(qū)域,使得近海風力發(fā)電技術成為近來研究和應用的熱點。兆瓦級風力發(fā)電機組在近海風力發(fā)電廠的商業(yè)化運行是國內(nèi)外風能利用的新趨勢。隨著風力發(fā)電的發(fā)展,陸地上的風機總數(shù)將趨于飽和,海上風力發(fā)電場將成為未來發(fā)展的重點。海上發(fā)電也是近年來國際風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領域,是“方向中的方向”。中國海上風能資源儲量遠大于陸地風能,儲量10m高度可利用的風能資源超過7億kW,而且距離電力負荷中心很近。海上風力發(fā)電項目的建設,加快了海島的建設與發(fā)展。
3、海島潮汐發(fā)電的發(fā)展前景
在探索發(fā)展能源新路上,潮汐能和其他新能源一樣,已受到很大重視。目前制約潮汐發(fā)電的因素主要是成本因素,到目前為止,由于常規(guī)電站廉價電價的競爭,建成投產(chǎn)的商用潮汐電站并不多。然而,由于潮汐能蘊藏量巨大及其發(fā)電的許多優(yōu)點,人們還是非常重視對潮汐發(fā)電的實驗和研究。潮汐發(fā)電是一項潛力巨大的事業(yè),經(jīng)過多年來的實踐,在工作原理和總體構(gòu)造上基本成型,可以進入大規(guī)模開發(fā)利用階段,隨著科技的不斷進步和能源資源的日趨緊缺,潮汐發(fā)電在不遠的將來將有飛速的發(fā)展,其前景是非常廣闊的。
要使潮汐能資源開發(fā)規(guī)模躍上一個臺階,主要應在以下方面做出努力:
(1)在經(jīng)營和技術改革上,要做好規(guī)劃方案,提高電站建設的質(zhì)量及經(jīng)營管理水平等主觀因素。
(2)要多借鑒國外已有潮汐能發(fā)電技術的研究以及開發(fā)的對潮汐能利用的新技術。我們可以積極借鑒英國、瑞典等潮汐能發(fā)電技術相對成熟國家的新技術,例如新型的潮汐發(fā)電裝置、水下潮汐電站等,并且應自主研發(fā)出該方面的新技術,發(fā)展我國的潮汐能發(fā)電事業(yè)。
(3)政府也應加大給予潮汐能利用的開發(fā)優(yōu)惠條件,制定相應的扶持政策加稅收減免和電價補貼等優(yōu)惠政策來吸收投資者,并制定和完善相應的電力競爭,使投資者更注重技術和管理的改革,使得潮汐發(fā)電有充足的資金投人和積極的技術開發(fā),從而實現(xiàn)更快更好地發(fā)展。
二、海島清潔能源的利用對海島的開發(fā)價值
風能和潮汐能都是可再生資源,取之不盡、用之不竭的無污染可再生新能源,具有誘人的發(fā)展前景,風力發(fā)電由于其具有效益和環(huán)保上的一系列優(yōu)勢,將首先成為可以與常規(guī)能源發(fā)電相競爭的新能源發(fā)電方式。潮汐發(fā)電近年來也獲得了很快的發(fā)展,技術上不斷進步,加之蘊藏量巨大,開發(fā)優(yōu)勢明顯,未來的發(fā)展空間也不可估量。21世紀注定是一個開發(fā)利用新能源的時代,而由于發(fā)展早,技術進步大,風能和潮汐能的利用注定將在我國的發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用,風力發(fā)電和潮汐發(fā)電必將對我國的傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)形成強勢的沖擊,一個大規(guī)模開發(fā)風能和潮汐能的時代即將來臨!
1、海上風電。優(yōu)化開局,扶持與農(nóng)漁業(yè)兼容發(fā)展的潮間帶風電建設,積極發(fā)展離岸風電項目,提高產(chǎn)業(yè)集中度,有序推進海上風電基地建設。加強海上風電輸電規(guī)劃,完善配套基礎設施,提高氣象保障能力,加強電網(wǎng)并網(wǎng)技術研究。
2、海洋潮汐能。加強海洋能資源勘查,科學選劃海洋能利用空間。改變傳統(tǒng)的“填海造島”、“填海造地”的開發(fā)方式,充分利用潮汐帶,建立蓄能發(fā)電系統(tǒng),其上部可以結(jié)合旅游、地產(chǎn)或其他產(chǎn)業(yè)進行聯(lián)合開發(fā)建設。建設近岸萬千瓦級潮汐能電站、近岸兆瓦級潮流能電站、海島多能互補獨立電力系統(tǒng)等示范工程,積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。
積極開發(fā)利用潮汐能、波浪能、海上風能等清潔能源,鼓勵資源節(jié)約型和環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設。在濱海濕地、三角洲和海島等典型生態(tài)區(qū),鼓勵發(fā)展生態(tài)漁業(yè)、生態(tài)旅游和海洋清潔能源,充分發(fā)揮其藍色碳匯功能,實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益的有機統(tǒng)一。
加快發(fā)展海洋產(chǎn)業(yè)節(jié)能環(huán)保技術。增強涉海企業(yè)節(jié)能減排意識,建立以企業(yè)為主體的節(jié)能技術創(chuàng)新體系。推廣先進節(jié)能技術和產(chǎn)品,積極發(fā)展海洋環(huán)保裝備及環(huán)保材料,加快淘汰高耗能老舊漁船和裝備,著力解決海上溢油、重金屬、有機污染物、放射性物質(zhì)等主要海洋污染物的防治問題。加快制定涉海行業(yè)節(jié)能減排標準。
三、對我國海島建設的發(fā)展及前景展望
我國海島資源豐富,區(qū)位特殊,是我國海洋經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要依托。但是海島一般遠離大陸,交通不便,而且淡水資源短缺。近年來,在對海島的開發(fā)利用中出現(xiàn)了一些問題,首先是海島開發(fā)普遍缺少規(guī)劃,隨意炸山采石、傾倒垃圾等已造成海島生態(tài)大規(guī)模退化和破壞,工程項目大規(guī)模圍填造成許多珍貴海島整體滅失。特別是一些特殊海島保護不力,危害到國家利益和權益,在我國已經(jīng)公布的77個領?;c中,位于海島上的就有75個,有些海島還是重力點、天文點、水準點、全球衛(wèi)星定位控制點,而目前這些島嶼普遍存在著安全隱患。據(jù)悉,國家海洋局目前已全面啟動海島規(guī)劃、立法、政策研究和特別保護區(qū)建設工作。預計在1-2年內(nèi),《國家海島保護與開發(fā)規(guī)劃》、《海島開發(fā)與保護管理辦法》等,建立和完善海島保護和開發(fā)法律制度體系,加強海島生態(tài)和環(huán)境管理。今后對海島的開發(fā)利用將堅持保護為主、適度開發(fā)的原則,保護海島資源和生態(tài)環(huán)境,維護國家海洋權益和國防安全。同時調(diào)整海島開發(fā)秩序,發(fā)展海島港口、旅游、漁業(yè)及海洋能源等資源優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。
海島作為國防的前沿和海洋資源和環(huán)境的核心點,有著很高的權益、安全、資源和環(huán)境價值。由于歷史原因,有的經(jīng)濟建設相對落后,是我國東部的"西部區(qū)域"。因此,從事海島管理工作必須要有明確的思路,我認為最主要的是把握好以下幾條:
一是要堅持開發(fā)與保護并重,堅持在開發(fā)中保護,在保護中開發(fā)的方針,堅定不移地走可持續(xù)發(fā)展的道路。二是要堅持以經(jīng)濟建設為中心。發(fā)展是硬道理,海島工作必須圍繞經(jīng)濟建設這個中心,使海島經(jīng)濟成為國民經(jīng)濟新的增長點。三是要堅持因島制宜,打好"特色牌"。每個海島都有自己的特點,一定要從自身的實際出發(fā),揚長避短,在充分發(fā)揮優(yōu)勢上做足文章,切不可照搬別人的經(jīng)驗。21世紀是海洋世紀。發(fā)展海洋事業(yè),是中國走向現(xiàn)代化的必由之路。
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【關鍵詞】波浪能 綜合開發(fā)利用 海島及沿海地區(qū)
1 海洋波浪能開發(fā)前景
中國是一個人口眾多的發(fā)展中國家,在改革開放政策的推動下,中國經(jīng)濟取得了令人矚目的快速發(fā)展。在經(jīng)濟快速發(fā)展的背后是能源的巨大消耗,中國已經(jīng)成為繼美國、日本之后的第三大能源進口國,發(fā)展無污染的清潔能源成為迫切需求。
目前我國近海島嶼的經(jīng)濟來源主要在海產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋旅游兩方面,由于電力、淡水資源缺乏的原因,近海島嶼的經(jīng)濟發(fā)展受到很大的影響,而海洋可再生能源開發(fā)利用技術是一種改善島嶼供電、供水情況的有效途徑??梢灶A見,隨著示范工程的運行,海島生活環(huán)境將會得到改善,制約旅游業(yè)發(fā)展的瓶頸問題將會得到一定程度解決,這勢必會促進海島旅游經(jīng)濟的發(fā)展。
利用海島自身所具備的自然資源來解決海島用電問題,可以從根本上改善島嶼居民用電、用水情況,提高居民生活條件,降低海島對大陸輸入能源的依賴度;既能解決居民用電問題,又無環(huán)境污染。
(1)伴隨常規(guī)能源的日益緊張以及節(jié)能減排的迫切要求,新能源技術獲得了長足的進步,大力發(fā)展海島可再生能源可以減少海島對傳統(tǒng)能源的依賴度。
(2)海島的資源有限,生態(tài)環(huán)境十分脆弱,有效地利用海島可再生能源可以最大限度地降低人為污染和破壞,保護海島當?shù)丨h(huán)境。
(3)相比較于海底電纜輸電的高成本和柴油發(fā)電的高噪聲、高污染,有效地利用和開發(fā)海島可再生能源,可以節(jié)約成本、改善環(huán)境。
(4)大力發(fā)展大陸近海海島獨立能源系統(tǒng)的建設,形成海島可再生能源設備的規(guī)?;瘧酶窬郑瑤酉嚓P產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(5)遠離大陸的西沙、南沙群島、深海鉆井平臺的深入開發(fā)需要有充足的能源供給,海島可再生能源發(fā)電可以為其提供完善的解決方案。
2 波浪能開發(fā)利用現(xiàn)狀
國內(nèi)外對波浪能利用的研究已有相當長時間,經(jīng)歷了不少艱難和曲折,英國、日本、挪威等國從20世紀70年代就開始了波浪能發(fā)電的研究。目前國內(nèi)外波浪能發(fā)電裝置主要分為沿岸固定式裝置和離岸漂浮式裝置兩大類,而從目前波浪能所采用的轉(zhuǎn)換原理上看大致可分為聚波蓄能式(水庫式)、振蕩水(浮子)柱式、擺式和筏式等。雖然世界上對波浪能發(fā)電裝置的研究開發(fā)歷史不短,也研制了不少試驗發(fā)電裝置(電站),有的容量還相當大,但是目前整個行業(yè)尚未達到高度商業(yè)化的階段。
3.1 國外現(xiàn)狀
在國外,波能轉(zhuǎn)換技術始于20世紀60年代中期,日本的益田善雄首先開發(fā)成功航標燈用微型波力發(fā)電裝置。在世界石油危機的沖擊下,許多沿海工業(yè)化國家陸續(xù)開始波浪能開發(fā)研究,各類波浪發(fā)電裝置波浪能轉(zhuǎn)換裝置的設計實驗層出不窮,以英、日、挪為代表的各國專家在對眾多波能轉(zhuǎn)換裝置進行了大量的實驗室研究后,篩選出幾種有前途的轉(zhuǎn)換方案,各國相繼建成了約20個波浪能轉(zhuǎn)換裝置或電站,逐步形成了小規(guī)模、商業(yè)化的運用開發(fā)。本世紀初以來,開發(fā)發(fā)電成本低、生存能力強的商業(yè)化波浪發(fā)電裝置,成為當前海洋波浪能發(fā)電技術的發(fā)展方向。其中,最成功的當屬愛丁堡的Pelamis Wave Powe公司研制的“Pelamis”波浪發(fā)電機。目前,在葡萄牙、蘇格蘭等地分別有該裝置的試驗基地,其中,在葡萄牙建成了世界上第一座“Pelamis”商用海浪發(fā)電站。
3.2 國內(nèi)現(xiàn)狀
中國是世界上主要的波能研究開發(fā)國家之一,波浪發(fā)電技術研究始于70年代,從80年代初開始主要對固定式和漂浮式振蕩水柱波能裝置以及擺式波能裝置等進行研究,且獲得較快發(fā)展,微型波浪發(fā)電技術已經(jīng)成熟,小型岸式波浪發(fā)電技術已進入世界先進行列。但我國波浪能開發(fā)的規(guī)模遠小于挪威和英國,小型波浪發(fā)電距實用化尚有一定的距離。
總結(jié)來講,國內(nèi)現(xiàn)有的波能轉(zhuǎn)換裝置通常采用岸線式或近岸式布置方式,它們對裝置使用地點的要求十分苛刻,既要求該地區(qū)的近岸波浪能足夠大,又要求沿岸地形適合相關土木工程建設,另外,此類裝置多為固定式裝置,存在抗惡劣天氣能力差的缺點。這些因素也是導致我國波浪能轉(zhuǎn)換裝置從上世紀80年展至今,但仍未實現(xiàn)規(guī)?;?、商業(yè)化應用的主要原因之一。綜合來看,我國的波能轉(zhuǎn)換裝置的研制水平與國外先進水平相差較大,尚未形成可規(guī)?;?、商業(yè)化應用的產(chǎn)品。
4 波浪能綜合開發(fā)利用思路
多元化和綜合利用是目前波能開發(fā)利用發(fā)展的新動向。在海岸工程領域.關于波浪能開發(fā)利用的研究和探索正在逐漸成為備受關注的課題,結(jié)合防波堤等海工和港工設施建造波力電站,可為波能利用開創(chuàng)了新途徑,是目前波浪發(fā)電行業(yè)研究的熱點之一。由于電站的土建可以結(jié)合工程進行,波浪發(fā)電的成本大為降低。電站的吸收波浪能的作用,還可減輕作用在海工建筑上的波浪沖擊載荷,提高建設費效比,增加工程可靠性。對于重點發(fā)展旅游業(yè),需要建設客滾船和游艇碼頭的沿海島嶼,為保護??看У陌踩?,必須建設防波設施,研究比較把防波堤建設與組合波浪能發(fā)電系統(tǒng)建設,綜合性策劃、設計,結(jié)合起來建設,可以功能互補、減少重復、節(jié)約成本,具有多方面的重要意義。
無論是海島的開發(fā)建設,還是海島居民的日常生活,都需要穩(wěn)定可靠的能源動力作為保障,因此,解決能源問題對于開發(fā)與發(fā)展海島至關重要。由于其孤立的地理位置,海洋島嶼無法實現(xiàn)電網(wǎng)覆蓋,島上軍民的用電緊張問題較為突出。目前,我國海島能源利用方式以大陸供給常規(guī)能源為主,具體分為海底電纜鋪設直接供電及柴油發(fā)電兩種方式。
海底電纜鋪設直接供電普遍應用于距離大陸較近的海島。離大陸較遠的海島無法鋪設電纜,同時海底鋪設電纜還會對海底植被和生態(tài)造成一定破壞,而且建設和維護成本較高。
柴油發(fā)電適用于具有一定電力條件(輸變電設備等),因距離較遠等因素無法通過電纜直接供電的海島,需要用電只好采用柴油發(fā)電的方式,但是柴油發(fā)電存在運行維護成本高、燃料運輸困難、噪聲和尾氣排放影響當?shù)剀娒裆畹膯栴}。當內(nèi)燃機出現(xiàn)故障時,往往得不到及時維修,給當?shù)鼐用裆a(chǎn)、生活帶來了極大的不便。
由于地理、氣候、成本、技術等多方面因素,常規(guī)能源得不到持續(xù)供應,全國多數(shù)海島仍處于缺電、缺水的境況,尤其是在臺風頻發(fā)的東南沿海。近年來,隨著國家對海洋資源開發(fā)以及可再生能源利用的重視,相關學者提出了采用可再生能源作為解決海島能源問題的方案。利用波浪能解決海島、沿海的部分能源問題具有很強的社會和經(jīng)濟效益:
(1)伴隨常規(guī)能源的日益緊張以及節(jié)能減排的迫切要求,新能源技術獲得了長足的進步,大力發(fā)展海島可再生能源可以減少對遠程網(wǎng)電和海島柴油發(fā)電對傳統(tǒng)能源的依賴度。
海島的資源有限,生態(tài)環(huán)境十分脆弱,有效地利用海島可再生能源可以最大限度地降低人為污染和破壞,保護海島當?shù)丨h(huán)境。
(2)相比較于海底電纜輸電的高成本和柴油發(fā)電的高噪聲、高污染,有效地利用和開發(fā)海島可再生能源,可以節(jié)約成本、改善環(huán)境。
(3)大力發(fā)展大陸近海海島獨立自然能源系統(tǒng)的建設,形成海島可再生能源設備的規(guī)?;瘧酶窬?,帶動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(4)遠離大陸的西沙、南沙群島的深入開發(fā)需要有充足的能源供給,海島從可再生能源發(fā)電、海水淡化、植物培植等入手,形成獨立的自然循環(huán)經(jīng)濟結(jié)構(gòu),可以為海島人類生存、長期生活、支撐發(fā)展、維護權益提供完善的解決方案。
在經(jīng)濟效益上,目前近海島嶼的經(jīng)濟來源主要在海產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋旅游兩方面,由于電力、淡水資源缺乏的原因,近海島嶼的經(jīng)濟發(fā)展受到很大的影響,而海洋波浪能開發(fā)利用技術是一種改善島嶼供電、供水情況的有效途徑??梢灶A見,隨著示范工程的運行,海島生活環(huán)境將會得到改善,制約旅游業(yè)發(fā)展的瓶頸問題將會得到一定程度解決,這勢必會促進海島旅游經(jīng)濟的發(fā)展。同時將這部分能源開發(fā)與海水淡化、海洋資源開發(fā)、海洋養(yǎng)殖、海島建設、海上旅游結(jié)合起來具有重要意義。
在社會效益上,利用海島自身所具備的自然資源來解決海島用電問題,可以從根本上改善島嶼居民用電、用水情況,提高居民生活條件,提高當?shù)厝藲?,降低海島對大陸輸入能源的依賴度;既能解決居民用電問題,又無環(huán)境污染;示范工程將為解決近海島嶼供電、供水問題提供大量的實驗數(shù)據(jù),積累豐富的管理經(jīng)驗,為進一步推動海洋可再生能源開發(fā)利用技術的發(fā)展及其大范圍推廣打下堅實的基礎。
參考文獻:
論文關鍵詞:涉海企業(yè);工程類專業(yè);人才;互動平臺
一、國內(nèi)外海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況
海洋產(chǎn)業(yè)是人類利用海洋資源和空間所進行的種類生產(chǎn)和服務活動。按三次產(chǎn)業(yè)法分類,海洋產(chǎn)業(yè)分為海洋第一產(chǎn)業(yè)(海洋農(nóng)、林、漁業(yè))、海洋第二產(chǎn)業(yè)(海洋油氣業(yè)、海濱礦砂業(yè)、海洋鹽業(yè)、水產(chǎn)加工業(yè)、海洋化工業(yè)、海洋生物醫(yī)藥業(yè)、海洋電力和海水利用業(yè)、海洋船舶工業(yè)、海洋工程建筑業(yè)等)和海洋第三產(chǎn)業(yè)(海洋交通運輸業(yè)、濱海旅游業(yè)、海洋科學研究、教育、社會服務業(yè)等)?!吧婧F髽I(yè)中的工程類專業(yè)”一般指海洋船舶工業(yè)、海洋工程建筑業(yè)、海洋油氣業(yè)等行業(yè)。
1.國外海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速
美國海洋經(jīng)濟與海岸經(jīng)濟息息相關。海洋經(jīng)濟和海岸經(jīng)濟并不是完全一樣的,海洋經(jīng)濟是整個國家經(jīng)濟的一個小部分,但是它是一個非常重要的基礎。而海岸經(jīng)濟則是更為人們所認知的一個領域。美國的經(jīng)濟中,80%的GDP受到了海岸地區(qū)的驅(qū)動,40%以上的GDP受到了海岸線的驅(qū)動,只有8%來自于陸地領域的驅(qū)動。海岸經(jīng)濟和海洋經(jīng)濟對于美國整體經(jīng)濟來說都是非常重要的,分別占到就業(yè)率的75%和GDP的51%。
1998年,加拿大海洋產(chǎn)業(yè)增加值達到104億美元,占加拿大國民生產(chǎn)總值1.4%,為社會提供了12萬個就業(yè)機會。
近年日本海洋經(jīng)濟跨入新的成長期。其發(fā)展有三個主要特點:第一,海洋經(jīng)濟區(qū)域業(yè)已形成。所謂海洋經(jīng)濟區(qū)域,是指以沿海陸地為依托,向海洋延伸的陸海部分,它是以沿海港口城市為經(jīng)濟中心,以廣闊海域為重要經(jīng)濟腹地的經(jīng)濟區(qū)域。第二,海洋開發(fā)縱深發(fā)展。海洋開發(fā)一般應包括兩個方面:一是海洋經(jīng)濟開發(fā);二是海洋技術開發(fā)。通常所說的海洋開發(fā)多指對海洋能源和海洋空間資源等自然資源的開發(fā)利用。近年日本的海洋開發(fā)正在向經(jīng)濟社會的各領域全方位推進,已形成近20種海洋產(chǎn)業(yè),構(gòu)筑起新型的海洋產(chǎn)業(yè)體系。如沿海旅游業(yè)、港口及運輸業(yè)、海洋漁業(yè)、海洋油氣業(yè),這四種海洋產(chǎn)業(yè)已占日本海洋經(jīng)濟總產(chǎn)值的70%左右。第三,海洋相關經(jīng)濟活動急劇擴大。近年日本隨著海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,海洋相關經(jīng)濟活動也在急劇擴大,正在形成包括科技、教育、環(huán)保、公共服務等的海洋經(jīng)濟發(fā)展支撐體系。
2.國內(nèi)海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展也很快
2009年中國海洋生產(chǎn)總值31964億元。海洋生產(chǎn)總值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重為9.53%,占沿海地區(qū)生產(chǎn)總值的比重為15.5%。海洋產(chǎn)業(yè)增加值18742億元,海洋相關產(chǎn)業(yè)增加值13222億元。海洋第一產(chǎn)業(yè)增加值1879億元,海洋第二產(chǎn)業(yè)增加值15062億元,海洋第三產(chǎn)業(yè)增加值15023億元。2009年全國涉海就業(yè)人員3270萬人,其中新增就業(yè)52萬人。
浙江省是海洋大省,海域面積26萬平方公里,是陸地面積的2.5倍:海岸線長達6486公里,占全國總長度的20.3%,居全國第1位;面積500平方米以上的海島3061個,占全國海島總數(shù)的2/5;全省11個地級以上城市有7個連接海洋,沿?;蚝u縣(市、區(qū))有37個。浙江省發(fā)展海洋經(jīng)濟具有得天獨厚的“漁、港、景、油、涂”資源組合優(yōu)勢與經(jīng)濟區(qū)位優(yōu)勢。到2005年止,浙江海洋經(jīng)濟的狀況是:海洋經(jīng)濟增加值占GDP比重上升,效益高于全省平均水平,2005年浙江省海洋經(jīng)濟總產(chǎn)出為3123.34億元,占全社會總產(chǎn)出的6.8%;海洋漁業(yè)在結(jié)構(gòu)調(diào)整中穩(wěn)定發(fā)展;海洋經(jīng)濟第二產(chǎn)業(yè)穩(wěn)健發(fā)展,2005年全省海洋經(jīng)濟第二產(chǎn)業(yè)增加值為409.74億元,按當年價格計算,比上年增長15%,占全部海洋經(jīng)濟增加值的38%。
舟山市是全國唯一的海島市,海洋產(chǎn)業(yè)突飛猛進。全市臨港工業(yè)發(fā)展強勁,特別是依托舟山港口及區(qū)位優(yōu)勢迅速發(fā)展起來的船舶修造業(yè)發(fā)展亮點最為突出。2006年全市船舶工業(yè)總產(chǎn)值達到43.4億元,同比增長97.1%,發(fā)展速度為全市工業(yè)行業(yè)之最,高出全市平均72個百分點。在船舶修造業(yè)發(fā)展帶動下,海洋運輸業(yè)發(fā)展迅速,海運運力進一步增加,全市現(xiàn)有航運企業(yè)159家,運輸船舶1546艘,海運運力達到210.26萬載重噸,居浙江省第一位,海運大市地位進一步確立。在運力不斷擴大的同時,運力結(jié)構(gòu)也加快了調(diào)整步伐,船舶大型化、多樣化、專業(yè)化趨勢明顯。海洋經(jīng)濟發(fā)展保持旺盛勢頭,資源和區(qū)位優(yōu)勢進一步突出。2009年舟山市臨港工業(yè)總產(chǎn)值763.89億元,增長24.3%,對全市工業(yè)總產(chǎn)值增長的貢獻率達86.0%,占全部工業(yè)比重為75.9%,比上年提高2.1個百分點。
二、涉海企業(yè)需要具備什么素質(zhì)的人才
海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進專業(yè)人才的需求?!笆裁礃拥拇髮W生,最受涉海企業(yè)歡迎呢?”據(jù)浙海院機電學院學工辦日前對舟山40多家與海洋產(chǎn)業(yè)有關的國有企事業(yè)單位、民營及高新技術企業(yè)、三資企業(yè)人力資源部門的調(diào)查問卷顯示:70%的企業(yè)挑選大學生的首要條件是不求企業(yè)地域限制(涉海企業(yè)如船舶修造企業(yè)往往在島嶼上),具有吃苦耐勞精神,不苛求名校出身,對企業(yè)忠誠,有團隊歸屬感。其次才是有較好的專業(yè)技術能力、溝通能力和團隊協(xié)作能力。
三、涉海工程類專業(yè)人才培養(yǎng)中存在的問題
近年來隨著高等教育的快速發(fā)展,招生規(guī)模不斷擴大,教師的教學、科研任務越來越重,學生的素質(zhì)也有降低的趨勢,特別是工程類專業(yè)學生培養(yǎng)過程中尤為突出。
1.教師素質(zhì)有待提高
近年來隨著擴招學生人數(shù)的增加,教師的工作量增加,許多普通高校大量接收應屆碩士、博士研究生補充進入教師隊伍,一方面優(yōu)化了教師隊伍的年齡結(jié)構(gòu)和學歷結(jié)構(gòu),另一方面普遍存在著青年教師教學經(jīng)驗不足,特別是實踐經(jīng)驗不足的問題。這些碩士、博士大都是從學校到學校,沒有真正在企業(yè)生產(chǎn)一線鍛煉過或鍛煉時間少,分配到學校就馬上擔任繁重的教學任務,有的一學期教好幾門課,根本沒有時間接觸生產(chǎn)實際,缺乏足夠的實踐經(jīng)驗,所想的問題與實際有一定的差距。有的教師雖然從教多年,但由于教學任務繁重,根本沒時間經(jīng)常下基層、下車間,長期脫離生產(chǎn)實際,不能跟上科學技術日新月異的發(fā)展要求。筆者所在的學校是海洋類高等學校,具有明顯的海洋特色,由于師資缺乏,有些教師根本沒有海洋背景。
2.培養(yǎng)目標宣貫不力
有些學校重視招生,但不重視后期的教育,特別是始業(yè)教育,有相關調(diào)查表明,約有70%的同學在大一進校時對大學的學習、專業(yè)、生活都感到迷茫,不知怎么學,[4]學哪些知識,怎樣安排自己的大學生活,怎么鍛煉能力等等。學生缺乏對專業(yè)的了解及對就業(yè)情況的了解,只是按培養(yǎng)方案及課程教學大綱盲目學習,雖設置多個培養(yǎng)方向,但每個方向培養(yǎng)什么、提高哪些能力不清楚。筆者所在的學校是海洋類高等學校,具有明顯的海洋特色,近幾年大量引進師資,有些教師沒有海洋教育背景,對涉海企業(yè)的特點了解不夠,導致畢業(yè)生很難適應涉海企業(yè)的需求。
3.教學內(nèi)容與企業(yè)需求不符
工程類專業(yè)實踐性較強是區(qū)別于其他專業(yè)的一個顯著特點。涉海企業(yè)更具有自己的特點,但受擴招和購買設備經(jīng)費的限制,實踐教學時數(shù)的比例越來越少,教學的內(nèi)容脫離生產(chǎn)實際。另外,我國不少企業(yè)缺乏社會責任感,企業(yè)家缺乏戰(zhàn)略眼光和大局意識,企業(yè)對工學結(jié)合的需求動力不強,學生到企業(yè)去實習的操作能力比正式職工差,生產(chǎn)效率和所生產(chǎn)產(chǎn)品的合格率比較低,企業(yè)往往必須花費時間與金錢進行培訓,學生給企業(yè)迅速創(chuàng)造利潤的可能性很小,不愿意接受學生去企業(yè)實習,學生很少有機會參與具體工程的管理,動手能較差,解決實際問題的能力不足。 轉(zhuǎn)貼于 4.學生綜合素質(zhì)不高,定位不準
目前涉海工程類專業(yè)學生的學習時間越來越多地被其他類課程擠占,但人文素質(zhì)尤其是海洋人文素質(zhì)不高?,F(xiàn)在的大學畢業(yè)生都是“80后”、“90后”,對于新一代勞動者,由于受過高等教育,他們的擇業(yè)觀念除謀求獲得高薪外,更加注重對就業(yè)環(huán)境的選擇,許多涉海企業(yè)(如船舶修造企業(yè))普遍分布在懸水島嶼或偏僻地區(qū),交通不便、文化娛樂設施相對滯后,船舶企業(yè)普遍存在“招工難”、“留人難”的問題,跳槽人次與頻率越來越高,眼高手低,還缺乏人際交往和組織協(xié)調(diào)能力等。
5.與企業(yè)聯(lián)系不夠
在與企業(yè)聯(lián)系實習的過程中,學校是“主辦方”,企業(yè)是“協(xié)辦方”,學生去企業(yè)會增加企業(yè)的管理成本,降低企業(yè)的效益和利潤等,企業(yè)的積極性不高,甚至直接拒絕,高校教師也礙于面子,與企業(yè)聯(lián)系不夠,辦學效益較低,利用社會教育資源做得不夠,學生的視野不夠?qū)掗?,?chuàng)新能力不強。
四、互動平臺構(gòu)建
1.改革內(nèi)容
(1)理論教學體系改革。根據(jù)工程類專業(yè)應用型人才的能力結(jié)構(gòu)和要求,改革傳統(tǒng)的大眾化知識系統(tǒng)培養(yǎng)為目標的課程體系和教學內(nèi)容,以增強涉海專門知識為原則,確定富有海洋特色的工程類應用型人才培養(yǎng)的課程體系和教學內(nèi)容。
(2)實驗教學體系改革。在對涉海企業(yè)進行廣泛調(diào)研的基礎上,結(jié)合企業(yè)需求,改革以知識驗證為主的實驗教學體系,建立以綜合性、設計性實驗為主,以開放實驗為輔的圍繞學生能力培養(yǎng)的實驗教學體系。在此基礎上實現(xiàn)實踐教學由操作型向?qū)嵨镏谱餍娃D(zhuǎn)變。
(3)實踐教學體系改革。構(gòu)建有海洋特色的學生認識實習、課程設計與實踐、專業(yè)綜合實踐、課外科技活動、學科競賽、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計、專業(yè)技能認證等實踐教學體系,建立企業(yè)—高?;拥膶W生能力培養(yǎng)的實踐教學平臺,完善實踐教學的組織和過程管理,實現(xiàn)學科教學改革、創(chuàng)新精神培養(yǎng)、實踐能力訓練有機結(jié)合。
(4)校企合作體系改革。學生素質(zhì)提升的關鍵是要提升教師素質(zhì)。第一,定期選派青年教師到企業(yè)掛職鍛煉,提高青年教師的工程設計能力,加強雙師型教師的培養(yǎng)。第二,建立企業(yè)專家到學校講座或兼課制度,開闊學生的視野。第三,構(gòu)建企業(yè)—高校專家的研究型教學團隊,使教學與科研相互促進,取長補短。第四,成立由涉海企業(yè)為主、高校專家組成的教學改革委員會和教材編寫委員會,建立符合現(xiàn)代企業(yè)要求的教學體系與教材體系。
(5)教學方法和教學手段改革。改革以知識講授為主的課程教學模式,引入項目教學、案例教學、現(xiàn)場教學等教學方法,將封閉型的課堂教學引入企業(yè)中,實施現(xiàn)場教學,讓企業(yè)參與課堂教學,既讓學生熟悉企業(yè)又拓展課堂教學空間。
(6)畢業(yè)設計模式的改革。學生的畢業(yè)設計由單一的高校命題轉(zhuǎn)換為企業(yè)-高校聯(lián)合命題。根據(jù)企業(yè)需要,對于到企業(yè)實習的學生,為了盡快適應企業(yè)需要,學生的畢業(yè)設計題目主要由企業(yè)提供,解決企業(yè)的實際問題,高校監(jiān)督考核,有利于教學研究工作的開展和學生能力的系統(tǒng)化培養(yǎng)。
2.平臺構(gòu)建
(1)構(gòu)建主要由涉海企業(yè)—高校共同管理的實踐實訓互動平臺。[5]創(chuàng)建面向企業(yè)需求的人才培養(yǎng)模式互動機制。改革單一的實踐手段與實踐內(nèi)容,使實踐手段與實踐內(nèi)容緊緊與企業(yè)需求結(jié)合起來,提高人才應對企業(yè)發(fā)展需求的能力。
(2)成立主要由涉海企業(yè)—高校專家組成的教學改革委員會指導平臺。教學改革委員會負責工程類專業(yè)的專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程體系以及培養(yǎng)模式的研究,使改革調(diào)整后的課程體系符合現(xiàn)代企業(yè)特別是涉海企業(yè)的要求,使培養(yǎng)出來的工程類學生具有綜合素質(zhì)高、適應能力強、特色與優(yōu)勢明顯、很快能為企業(yè)創(chuàng)造效益的人才。
(3)成立由企業(yè)-高校專家組成的教材編寫委員會的教材平臺。工程類專業(yè)涉海課程的可選教材數(shù)量較少,版本陳舊,特色不明顯,無法滿足大量學生面向涉海企業(yè)發(fā)展的要求,但單純由高校教師編寫的教材往往存在理論性太強、缺乏實踐操作性等問題,成立由企業(yè)與高校專家組成的教材編寫與審定委員會是當務之急。
(4)構(gòu)建以企業(yè)為主體的畢業(yè)設計模式的平臺。加強與企業(yè)的聯(lián)系和溝通,學生在第七學期就與企業(yè)聯(lián)系,畢業(yè)設計由單一的高校命題轉(zhuǎn)換為企業(yè)-高校聯(lián)合命題,縮短企業(yè)培訓的時間,最后由企業(yè)決定要不要學生,企業(yè)只會得到利益。實踐證明,企業(yè)非常歡迎這樣的模式,學生的積極性也得到充分發(fā)揮。
五、實施方法
根據(jù)企業(yè)需求,確定涉海工程類人才專業(yè)工作能力要求。成立由企業(yè)-高校專家組成的教學改革委員會,建立符合現(xiàn)代企業(yè)要求的教學體系與教材體系。在基本培養(yǎng)計劃實施的基礎上,著重根據(jù)涉海企業(yè)特點及企業(yè)的要求,在涉海工程制圖能力、工程計算能力、工程設計能力、工藝和工裝設計能力以及在特定專業(yè)領域的實際工作能力(如船舶及配套產(chǎn)品設計與建造)等進行強化培訓。
構(gòu)建由企業(yè)-高校共同管理的人才培養(yǎng)互動機制。第一,根據(jù)企業(yè)需求,提出對涉海工程類專業(yè)的實習與實踐內(nèi)容,完善相關實踐手段,建立實驗、實習、實訓等實踐教學體系,延伸課堂教學空間,提升學生素質(zhì)。第二,定期選派青年教師到涉海企業(yè)掛職鍛煉,提高青年教師的海洋工程設計能力,教師、企業(yè)技術人員、學生共同參與企業(yè)技術攻關,進一步加強雙師型教師的培養(yǎng)。第三,建立企業(yè)專家到學校講座或兼課制度,開闊學生的視野。第四,構(gòu)建研究型教學團隊,使教學與科研相互促進,相互見長。
改革畢業(yè)設計方法,創(chuàng)新畢業(yè)設計模式。根據(jù)企業(yè)需要,在畢業(yè)實習階段,通過各種方式讓學生到企業(yè)特別是涉海類企業(yè)實習,為了盡快適應企業(yè)需要,這類學生的畢業(yè)設計題目由企業(yè)提供,高校監(jiān)督考核,實施雙導師制,有利于學生盡快適應工作崗位。這種方式能大大縮短學生適應企業(yè)的實習時間,企業(yè)也非常喜歡這種模式。
生物質(zhì)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(chǎn)國。隨著國內(nèi)風電產(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)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(shù)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(chǎn)權的1.5MW風電機組實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,占據(jù)一定的市場地位,產(chǎn)學研結(jié)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(nèi)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(zhì)發(fā)電和太陽能利用專業(yè)。研究內(nèi)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(chǎn)學研結(jié)合。
汕頭大學新能源研究所在大型風電機組空氣動力學、結(jié)構(gòu)強度及結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)優(yōu)化設計、剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)模型分析方面經(jīng)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(chǎn)業(yè),在大功率電力電子技術領域積累了豐富經(jīng)驗,研究實力在國內(nèi)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(qū)或雙饋)并網(wǎng)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(wǎng)技術研究,產(chǎn)學研結(jié)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(nèi)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(wǎng)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(xiàn)在全球裝機總?cè)萘恳呀?jīng)開始追趕傳統(tǒng)風力發(fā)電。太陽能發(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能轉(zhuǎn)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(chǎn)生的不穩(wěn)定電能變成穩(wěn)定的電能并入電網(wǎng)。
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(chǎn)量59%的份額。與風電產(chǎn)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(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。
國內(nèi)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(chǎn)學研結(jié)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(jīng)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(nèi)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(jīng)撐起了中國光伏產(chǎn)業(yè)的半壁江山。如今,在屈指可數(shù)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(nèi)許多高校分別與丹麥高校開展聯(lián)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(jīng)驗,并且與許多國家和組織開展合作,產(chǎn)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(xiàn),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(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)、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(jīng)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(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)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(nèi)容側(cè)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(nèi)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(nèi)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。