專業(yè)導(dǎo)論第一講20160913

1、第一講第一講 專業(yè)與風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀專業(yè)與風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀韓巧麗韓巧麗新能源科學(xué)與工程專業(yè)導(dǎo)論新能源科學(xué)與工程專業(yè)導(dǎo)論主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、專業(yè)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀一、專業(yè)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀二、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀二、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀三、專業(yè)培養(yǎng)方案及人才素質(zhì)要求三、專業(yè)培養(yǎng)方案及人才素質(zhì)要求四、專業(yè)教學(xué)安排和學(xué)習(xí)方法四、專業(yè)教學(xué)安排和學(xué)習(xí)方法一、專業(yè)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀一、專業(yè)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀20102010年教育部批準設(shè)置本科專業(yè)年教育部批準設(shè)置本科專業(yè)20122012年將風(fēng)能與動力工程和該專業(yè)統(tǒng)一合并年將風(fēng)能與動力工程和該專業(yè)統(tǒng)一合并專業(yè)號：專業(yè)號：080503T080503T特點：學(xué)科方向多特點：學(xué)科方向多20112011年

2、院校開設(shè)年院校開設(shè)1111所，所，20162016年年7878所，所，2626個省市，江蘇省，個省市，江蘇省，1515所所該專業(yè)的培養(yǎng)目標完全結(jié)合新能源該專業(yè)的培養(yǎng)目標完全結(jié)合新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)業(yè)發(fā)展的的需求，面向新能源產(chǎn)業(yè)，立足于國家需求，面向新能源產(chǎn)業(yè)，立足于國家戰(zhàn)略發(fā)展戰(zhàn)略發(fā)展需求，培養(yǎng)能在風(fēng)能、太陽能、地熱能、生物需求，培養(yǎng)能在風(fēng)能、太陽能、地熱能、生物質(zhì)能等新能源領(lǐng)域，從事相關(guān)工程技術(shù)研究、質(zhì)能等新能源領(lǐng)域，從事相關(guān)工程技術(shù)研究、工程設(shè)計、優(yōu)化運行及生產(chǎn)管理工作的工程設(shè)計、優(yōu)化運行及生產(chǎn)管理工作的交叉學(xué)交叉學(xué)科科復(fù)合型高級工程技術(shù)人才，和具有較強工程復(fù)合型高級工程技術(shù)人才，和具有較強工

3、程實踐和創(chuàng)新能力的專門人才。實踐和創(chuàng)新能力的專門人才。寬口徑：課程內(nèi)容涵蓋各種新能源寬口徑：課程內(nèi)容涵蓋各種新能源專業(yè)化（厚基礎(chǔ)）：側(cè)重于某類能源專業(yè)化（厚基礎(chǔ)）：側(cè)重于某類能源二、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀二、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1 1、背景、背景2 2、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀3 3、國內(nèi)外、國內(nèi)外MWMW級機組發(fā)展歷程級機組發(fā)展歷程4 4、今后風(fēng)電發(fā)展方向、今后風(fēng)電發(fā)展方向1 1、背景、背景能源與環(huán)境問題是當今人類社會面臨的二大主要能源與環(huán)境問題是當今人類社會面臨的二大主要難題，大力發(fā)展可再生能源是解決此問題的根本難題，大力發(fā)展可再生能源是解決此問題的根本措施；措施；天安門天安門1950195020

4、1420142 2、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀20082008年至年至20152015年我國新增加、總計裝機容量年我國新增加、總計裝機容量3 3、國內(nèi)外、國內(nèi)外MWMW級機組發(fā)展現(xiàn)狀級機組發(fā)展現(xiàn)狀自自19861986年建設(shè)年建設(shè)山東榮成山東榮成第一個示范風(fēng)電場至今，第一個示范風(fēng)電場至今，經(jīng)過近經(jīng)過近2222年的努力，風(fēng)電場裝機規(guī)模不斷擴大。年的努力，風(fēng)電場裝機規(guī)模不斷擴大。截止截止20072007年底，全國已建成年底，全國已建成158158個風(fēng)電場個風(fēng)電場，累計安，累計安裝風(fēng)電機組裝風(fēng)電機組64696469臺臺，裝機規(guī)模已達，裝機規(guī)模已達5,9065,906MWMW（590590萬萬kWkW）

5、。）。20072007年當年新增容量年當年新增容量3,3043,304MWMW（330330萬萬kWkW）中，中，內(nèi)內(nèi)資企業(yè)生產(chǎn)的風(fēng)電機組所占市場份額已達資企業(yè)生產(chǎn)的風(fēng)電機組所占市場份額已達56%56%，首首次超過了外資。但是累計容量內(nèi)資企業(yè)占次超過了外資。但是累計容量內(nèi)資企業(yè)占45%45%。20072007新增裝機容量：內(nèi)資企業(yè)占新增裝機容量：內(nèi)資企業(yè)占56%, 56%, 首次超過外資企業(yè)首次超過外資企業(yè)20072007累計裝機容量：內(nèi)資企業(yè)占累計裝機容量：內(nèi)資企業(yè)占45%45%國國名名額定額定功率功率kWkW額定額定風(fēng)速風(fēng)速m/sm/s葉輪葉輪直徑直徑m m葉輪葉輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速r/minr/m

6、in葉片葉片數(shù)數(shù)塔高塔高m m投運投運年份年份蘇蘇聯(lián)聯(lián) 100 10010.510.5303030303 3303019311931美美國國1250125013.513.553.353.326262 233.533.51941-1941-19451945英英國國 100 10015.215.25 515.315.31301303 3 19541954英英國國 100 10013.513.524.424.495.495.42 2303019551955丹丹麥麥 200 2001515242430303 3242419571957國際上1970年以前研制的100kW級及以上的風(fēng)力發(fā)電機組 國國名名

7、額定額定功率功率kWkW額定額定風(fēng)速風(fēng)速m/sm/s葉輪葉輪直徑直徑m m葉輪葉輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速r/minr/min葉片葉片數(shù)數(shù)塔高塔高m m投運年投運年份份西西德德 100 1008 8343442422 224241957-1957-19681968法法國國 132 13212.512.521.221.256563 3 19581958法法國國 800 80016.716.730.230.247.347.33 332.332.31958-1958-19621962英英國國 100 10018.518.515.215.275753 310.710.719591959法法國國100010001717

8、3535 3 3 19631963國際上1970年以前研制的100kW級及以上的風(fēng)力發(fā)電機組 2MW風(fēng)力發(fā)電機組（丹麥Vestas 公司） 。德國德國EnerconEnercon公公司首臺司首臺E-E-126/6MW126/6MW風(fēng)力發(fā)風(fēng)力發(fā)電機樣機于電機樣機于20072007年年1111月在德國的月在德國的埃姆登安裝完成。埃姆登安裝完成。 。德國Repower公司研制的5MW的風(fēng)電機組也已經(jīng)在試驗成功，目前已經(jīng)在愛爾蘭海上安裝運行Multibrid半直驅(qū)型（混合型） 5MW機組也已試運行丹麥哥本哈根海上風(fēng)電場4 4、今后風(fēng)電發(fā)展方向、今后風(fēng)電發(fā)展方向我國陸地風(fēng)功率密度我國陸地風(fēng)功率密度150

9、150200W/m200W/m2 2的地區(qū)占的地區(qū)占2626，風(fēng)能密度在風(fēng)能密度在5050150W/m150W/m2 2的地區(qū)占的地區(qū)占5050Large unit powers when going offshore?Large unit powers when going offshore?10-12MW?3-5MW6-8MW1 1、海上風(fēng)電、海上風(fēng)電23第一種方式：梯級更換長葉片第一種方式：梯級更換長葉片82 77 70（1）葉片加長需要：整機載荷校驗、基礎(chǔ)檢核、基礎(chǔ)加固、控制系統(tǒng)變更、需要：整機載荷校驗、基礎(chǔ)檢核、基礎(chǔ)加固、控制系統(tǒng)變更、效能分析效能分析),(213CpAvP 2 2、

10、陸上風(fēng)電、陸上風(fēng)電原理：原理：延長葉輪直徑，增大掃風(fēng)面積延長葉輪直徑，增大掃風(fēng)面積若采用上述兩種方式，部分風(fēng)場吊車進場及道路整若采用上述兩種方式，部分風(fēng)場吊車進場及道路整理費用較高。理費用較高。第二種方式：葉根使用延長節(jié)第三種方式：葉尖使用延長翼或翼稍小翼理論依據(jù)：不破壞翼型及強度的前提下，有效延長葉片長度1.5米，增大掃風(fēng)面積；1）葉尖延長翼2）翼稍小翼理論依據(jù)：理論依據(jù)：波音飛機采用翼稍小翼可以改善升阻波音飛機采用翼稍小翼可以改善升阻比，降低油耗。通過流場分析可以減少葉尖損失。比，降低油耗。通過流場分析可以減少葉尖損失。（2）、三種型式的增功組件渦流發(fā)生器渦流發(fā)生器氣流通常沿著翼型表面附著

11、流動，但也會在某些點發(fā)生分離，并且分離后的流動狀況很難預(yù)測。渦流發(fā)生器能夠使流體能量重新分布、抑制了流動分離。阻力板阻力板阻力板采用與葉片同材質(zhì)的復(fù)合材料制成。每支葉片安裝多塊擾流板，呈“一字型”固定在葉片壓力面根部位置，使葉片根部具有一定的吸氣效果。格尼襟翼格尼襟翼格尼襟翼采用與葉片同材質(zhì)的復(fù)合材料制成。每支葉片安裝多塊格尼襟翼，呈弧形一字排列在葉片尾緣處，用于提升升力。三、專業(yè)培養(yǎng)方案及人才素質(zhì)要求三、專業(yè)培養(yǎng)方案及人才素質(zhì)要求培養(yǎng)目標培養(yǎng)目標本專業(yè)培養(yǎng)掌握電氣工程、新能源科學(xué)等基礎(chǔ)本專業(yè)培養(yǎng)掌握電氣工程、新能源科學(xué)等基礎(chǔ)理論，具有在風(fēng)能及太陽能轉(zhuǎn)換發(fā)電設(shè)備的設(shè)理論，具有在風(fēng)能及太陽能轉(zhuǎn)換

12、發(fā)電設(shè)備的設(shè)計與制造、系統(tǒng)運行、維護及管理等基本能力，計與制造、系統(tǒng)運行、維護及管理等基本能力，能夠在新能源領(lǐng)域從事發(fā)電系統(tǒng)運行與維護、能夠在新能源領(lǐng)域從事發(fā)電系統(tǒng)運行與維護、項目規(guī)劃、設(shè)備設(shè)計與制造、生產(chǎn)管理等方面項目規(guī)劃、設(shè)備設(shè)計與制造、生產(chǎn)管理等方面工作的復(fù)合應(yīng)用型人才。工作的復(fù)合應(yīng)用型人才。培養(yǎng)要求培養(yǎng)要求本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)電氣工程、新能源科學(xué)等本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)電氣工程、新能源科學(xué)等方面的基本理論和基本知識，受到風(fēng)電機組和方面的基本理論和基本知識，受到風(fēng)電機組和光伏發(fā)電檢測、設(shè)備設(shè)計與制造等方面的基本光伏發(fā)電檢測、設(shè)備設(shè)計與制造等方面的基本訓(xùn)練，具有風(fēng)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)運行與維護、訓(xùn)練，具有風(fēng)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)運行與維護、設(shè)備設(shè)計與制造等基本能力。設(shè)備設(shè)計與制造等基本能力。四、專業(yè)教學(xué)安排和學(xué)習(xí)方法四、專業(yè)教學(xué)安排和學(xué)習(xí)方法核心課程：核心課程：理論力學(xué)、材料力學(xué)、空氣動力學(xué)基礎(chǔ)、電路、理論力學(xué)、材料力學(xué)、空氣動力學(xué)基礎(chǔ)、電路、工程熱力學(xué)、自動控制原理、風(fēng)力發(fā)電原理、工程熱力學(xué)、自動控制原理、風(fēng)力發(fā)電原理、太陽能原理與技術(shù)、太陽能應(yīng)用檢測與控制、太陽能原理與技術(shù)、太陽能應(yīng)用檢測與控制、風(fēng)電場電氣工程、風(fēng)電場運行與維護、風(fēng)電機風(fēng)電場電氣工程、風(fēng)電場運行與維護、風(fēng)電機組監(jiān)測與控制、風(fēng)電機