新能源科学与工程

 发布时间: 2020-04-02  

选考科目要求:物理 (1门科目,考生必须选考方可报考)


A-学科  新工科专业


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新能源科学与工程专业怎么样

新能源科学与工程专业的研究对象是“新能源”。与传统化石能源相比,新能源是指太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能等在内的清洁可再生能源,本专业主要研究新能源的“产”、“管”、“储”、“用”和相关的节能技术。

新能源科学与工程专业的研究方向围绕新能源的“产”、“管”、“储”、“用”和相关的节能技术展开,主要包括:

1)太阳能光热/光化学高效利用方向

开展多种可再生能源互补的海基分布式能源系统高效梯级利用技术,耦合聚光分频太阳全光谱光伏/光热利用、光热协同催化分解海水制氢。主要研究内容包括:①发展以能势匹配、梯级利用为指导原则的适用于近海地区的聚光分频式太阳能全光谱光伏/光热利用技术,可同时获得高光电转换效率、高品位热能以及氢气。②辐射致冷耦合海水源热泵和光热利用技术实现建筑近零耗电制冷和供热技术,夏天依靠辐射致冷技术并辅助海水源热泵可实现建筑物制冷的近零耗电量;冬天将海水中的低品位能收集起来并结合太阳能光热利用技术,借助压缩机系统,通过消耗少量光伏发电的电能给建筑物供热。

2)风力发电方向

针对近海风电,研究风力发电关键技术,实现高效利用海上风资源。主要研究内容包括:①研究海上包括盐雾、潮湿、台风等特殊复杂运行环境下的控制变流技术和故障穿越技术;②研究海上风电场内部多风电机间的协调优化控制技术;③研究海上风力发电多端直流输电技术;④风电场并网对电力系统的影响进行理论分析,提出风电场和电网应采取的对策,降低风电场并网对电力系统造成的不良影响。为风电并网规划、优化控制及安全运行提供理论依据和参考。

3)太阳能光伏利用方向

综合考虑光伏阵列、换流器的组合方式、并网拓扑和控制系统,开展建立大规模光伏发电系统精细化建模研究,深入研究光伏发电系统及微网与大电网相互作用的机理;为提高发电效率,改善光伏发电系统的精确度和动态响应的快速性,研究最大功率点跟踪技术方面;综合考虑大规模光伏谐波、电压波动等多方面的负面影响,开展光伏消纳的源网协调、精细化光伏预测和有功无功控制;光伏无人机自动充电机场、无人光伏电站运维技术、太阳能清洗与运维技术,太阳能跟踪技术等方向的研究平台,建设聚光太阳能产业化、海上漂浮电站,实现海洋、岛屿、陆地三方风电光伏互补发电微网系统,建立地面辐照大数据库。

4)海上风浪组合发电方向

基于海上风能和波浪能资源在时间和空间上存在互补特性,开展直驱式风浪组合发电系统集成与关键技术研究,主要研究内容包括:① 研究波浪能、风能收集装置及能量动力耦合装置的优化设计;②研究高效、高功率密度、高可靠性、低成本直驱式直线-旋转风浪发电机的优化设计;③研究发电机输出侧电能变换、储能控制系统以及风浪组合发电微网综合调度监控系统。为直驱式海上分布式风浪组合发电微网系统的推广应用提供理论依据及技术支持。

5)储能方向

对太阳能光热变换后的产热进行储存回收,对能量进行品位互补和梯级利用,进行高低品位能量的协同和高效储存研究。针对电化学储能应用的场景,以锂电池为主,对多种储能电池的结构、正负电极材料、电化学性能开展研究。结合材料技术创新,研究低成本的电池制造技术、安全延寿的修复技术和绿色环保的回收技术。开发不同容量型、功率型储能电池,满足不同储能应用需求。研究采用弃风、弃光等可再生能源进行电解水制氢,结合可再生能源发电的特点,优化电解水制氢的设备,降低制氢能耗。将电能转化为氢能进行储存,推进绿色制氢技术及燃料电池技术的发展与应用。

6)多能系统与微电网方向

研究内容包括:多能源互补阶梯利用的高效能量转化机理研究;多能源互补的方法与技术;动力与余热吸收式制冷/热泵技术;系统集成与关键技术研究;冷热电联供系统评价和分析方法的研究。能源互补的分布式能源供能系统协同优化与设计技术;能源互补发电及重要负荷独立供电技术;分布式能源系统的智能分层调控技术、微电网内和微热(冷)网内供能与用能的智能化;分布式能源系统综合能效评估技术。

7)微网电能质量控制方向

针对小型海岛、人工岛、海上浮台等电能质量较为恶劣的场合,研究分布式供能系统的电能质量提升技术,主要研究内容包括:① 在交流微网方面,开展并网逆变器的控制、LCL滤波器的优化设计研究,提高并网电能质量;② 在直流微网方面,开展DC-DC变换器的相关研究,围绕直流母线电压稳定控制、微网各单元之间的协调控制展开,实现直流微网的优化运行;③ 在多能互补微网供能方面,研究风光互补微网供能系统的电能监管和控制技术。

新能源科学与工程专业本科核心课程

新能源科学与工程专业的毕业生应具备能源工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程、电气工程、电路、电子技术、自动控制原理等基础知识,掌握新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术、太阳能、风能、海洋能、生物质能、储能等方面的新能源科学领域专业知识,能在新能源领域开展教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的工作。本科核心课程主要包括传热学、工程热力学、流体力学、动力机械CFD、新能源电能变换技术、新能源电机学、新能源电能质量控制技术、太阳能热利用技术、光伏系统电气控制与优化、风力机动力学原理与发电技术、风电场电气控制、海洋波浪能转换及发电技术、电化学储能基础与应用、储能材料基础与应用、电力系统分析、微网与分布式系统运行分析等。

学习新能源科学与工程专业的学生需要具备哪些特质?

新能源科学与工程专业是多学科交叉专业,涉及到热、机、电、材料等学科,对学生的综合素质要求较高。该专业要求学生对热学、力学、电能变换、电力系统、新能源材料等方面具有浓厚的兴趣,希望学生能够致力于新能源能量变换、管理、存储、节能等方面的学术研究、技术研发、管理等工作,同时希望学生具备勤奋学习、积极向上、乐于实践和探索等特质。

学习新能源科学与工程专业过程中可能遇到哪些困难?

新能源科学与工程专业属于多学科交叉专业,学科跨度广,要求学生兼具较强逻辑思维能力和动手能力,要求学生在本专业学习时重视数理类课程的学习,打好必要的数理基础;重视专业课的课堂教学和实验课,注重提高实践能力和创新能力。

现实工作和生活哪些问题通过新能源科学与工程专业的人才来解决

新能源及应用技术专业辐射面广,解决的主要问题围绕新能源的“产”、“管”、“储”、“用”和相关的节能技术,如:太阳能、风能、海洋能等可再生能源的利用、高效转化及存储能问题,新能源发电的并网及相关的电能质量控制问题等。 

新能源科学与工程专业的毕业生就业怎么样?

新能源科学与工程专业的毕业生可以到各大新能源企业从事研究、开发、策划、管理和营销等工作,可在供电公司、研究所、电力设计院和管理部门从事能源与动力工程、电气工程等方面的研究、设计、产品开发、管理、策划等工作,也可在本专业或其它相关专业继续深造,攻读硕士、博士学位。

主要就业方向为华能、大唐、神华、中电投、国电等发电集团公司的燃煤电厂、生物质电厂,华北、西北、西南、中南、华东五大电力设计院,以及各省级电力设计院、电科院,环卫集团、广大集团等环保企业。除此之外,还可以去ABB、西门子等跨国企业,从事相关工作。

主要升学院校:哈尔滨工业大学、中国科学院大学、上海交通大学、西安交通大学、同济大学等国内一流大学;主要留学院校:美国普渡大学、明尼苏达大学、华盛顿大学,法国普瓦提埃大学,英国帝国理工大学,澳大利亚悉尼大学,新加坡南洋理工大学等世界一流大学。

社会上是否存在对新能源科学与工程专业的理解误区?

大家可能会觉得新能源离我们的生活还很远,是科幻小说中的内容。实际上,现在新能源的开发和利用已经非常广泛了。在一些欧美发达国家,新能源所占比例已经很高:法国的核能发电量已经超过全国总发电量的70%;丹麦的风能发电也已经满足了全年1/3以上的电力需求。在中国,新能源发电占总发电量的比例也已经超过了10%。

另外,有人可能会觉得新能源太“新”,不好就业。其实现在很多能源企业、电力公司等都需要我们专业的人才,而且随着中国未来新能源比例的提高,需求量会更高。同时,由于国外对新能源的研究比较热,我们专业的出国深造的机会也很高。

新能源科学与工程专业最吸引我的是什么?

能源动力是经济和社会发展的重要物质基础。发展新能源,调整能源结构,改变以煤炭消耗带动经济增长的“煤炭经济模式”对于发展现代经济来说具有极为重要的意义。作为教师,为新能源领域培养优秀人才,就是为优化我国能源结构、提高能源效率、减少温室气体排放做贡献。

哈尔滨工业大学(威海)新能源学院  曲延滨 教授

 

新能源及应用技术是多学科交叉专业,在风力发电、光伏电池、生物质能发电、电气工程等诸多领域都有广泛的应用。学生毕业后可以从事很多环节的具体工作,如新能源的产能、储能、管能和节能等,具有较好的就业前景。

哈尔滨工业大学(威海)新能源学院  孟凡刚 副教授

 

新能源已经深入到我们日常生活的方方面面,如:太阳能路灯、太阳能热水器等。与传统能源相比,新能源更加环保,是国家大力发展的方向,新能源专业的毕业生就业形势较好。

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新能源科学与工程专业的培养优势是什么?

在学生培养方面,本专业秉承了哈工大的优良传统,主要培养特点为:(1)基础厚:注重培养学生不仅具有完备的数、理、化等基础学科知识,又有电类的相关理论知识,更有人文方面的素养;(2)重实践:我们有大量的实践课程,如课程设计、生产实习、大一科创项目、卓越工程师计划、工程领军人才培养计划、全国大学生电子设计竞赛、全国新能源创新创业大赛等课程或活动;(3)个性化:在拓宽专业口径的同时,我们注重学生个性化的发展,学生可根据自己的兴趣选择不同的专业方向和课程进行学习。(4)与国家需求相结合:以化石能源为主的能源结构成为阻碍着社会环境的健康发展的重要因素,调整能源结构,使用新能源对于发展现代经济来说具有极为重要的意义,建设新能源专业,培养专业人才,可为各大新能源企业的发展提供人才储备。