专业导论第一讲20160913

1、第一讲第一讲 专业与风电发展现状专业与风电发展现状韩巧丽韩巧丽新能源科学与工程专业导论新能源科学与工程专业导论主要内容主要内容一、专业学科发展现状一、专业学科发展现状二、风电产业发展现状二、风电产业发展现状三、专业培养方案及人才素质要求三、专业培养方案及人才素质要求四、专业教学安排和学习方法四、专业教学安排和学习方法一、专业学科发展现状一、专业学科发展现状20102010年教育部批准设置本科专业年教育部批准设置本科专业20122012年将风能与动力工程和该专业统一合并年将风能与动力工程和该专业统一合并专业号：专业号：080503T080503T特点：学科方向多特点：学科方向多20112011年

2、院校开设年院校开设1111所，所，20162016年年7878所，所，2626个省市，江苏省，个省市，江苏省，1515所所该专业的培养目标完全结合新能源该专业的培养目标完全结合新能源产业发展产业发展的的需求，面向新能源产业，立足于国家需求，面向新能源产业，立足于国家战略发展战略发展需求，培养能在风能、太阳能、地热能、生物需求，培养能在风能、太阳能、地热能、生物质能等新能源领域，从事相关工程技术研究、质能等新能源领域，从事相关工程技术研究、工程设计、优化运行及生产管理工作的工程设计、优化运行及生产管理工作的交叉学交叉学科科复合型高级工程技术人才，和具有较强工程复合型高级工程技术人才，和具有较强工

3、程实践和创新能力的专门人才。实践和创新能力的专门人才。宽口径：课程内容涵盖各种新能源宽口径：课程内容涵盖各种新能源专业化（厚基础）：侧重于某类能源专业化（厚基础）：侧重于某类能源二、风电产业发展现状二、风电产业发展现状1 1、背景、背景2 2、风电发展现状、风电发展现状3 3、国内外、国内外MWMW级机组发展历程级机组发展历程4 4、今后风电发展方向、今后风电发展方向1 1、背景、背景能源与环境问题是当今人类社会面临的二大主要能源与环境问题是当今人类社会面临的二大主要难题，大力发展可再生能源是解决此问题的根本难题，大力发展可再生能源是解决此问题的根本措施；措施；天安门天安门1950195020

4、1420142 2、风电发展现状、风电发展现状20082008年至年至20152015年我国新增加、总计装机容量年我国新增加、总计装机容量3 3、国内外、国内外MWMW级机组发展现状级机组发展现状自自19861986年建设年建设山东荣成山东荣成第一个示范风电场至今，第一个示范风电场至今，经过近经过近2222年的努力，风电场装机规模不断扩大。年的努力，风电场装机规模不断扩大。截止截止20072007年底，全国已建成年底，全国已建成158158个风电场个风电场，累计安，累计安装风电机组装风电机组64696469台台，装机规模已达，装机规模已达5,9065,906MWMW（590590万万kWkW）

5、。）。20072007年当年新增容量年当年新增容量3,3043,304MWMW（330330万万kWkW）中，中，内内资企业生产的风电机组所占市场份额已达资企业生产的风电机组所占市场份额已达56%56%，首首次超过了外资。但是累计容量内资企业占次超过了外资。但是累计容量内资企业占45%45%。20072007新增装机容量：内资企业占新增装机容量：内资企业占56%, 56%, 首次超过外资企业首次超过外资企业20072007累计装机容量：内资企业占累计装机容量：内资企业占45%45%国国名名额定额定功率功率kWkW额定额定风速风速m/sm/s叶轮叶轮直径直径m m叶轮叶轮转速转速r/minr/m

6、in叶片叶片数数塔高塔高m m投运投运年份年份苏苏联联 100 10010.510.5303030303 3303019311931美美国国1250125013.513.553.353.326262 233.533.51941-1941-19451945英英国国 100 10015.215.25 515.315.31301303 3 19541954英英国国 100 10013.513.524.424.495.495.42 2303019551955丹丹麦麦 200 2001515242430303 3242419571957国际上1970年以前研制的100kW级及以上的风力发电机组 国国名名

7、额定额定功率功率kWkW额定额定风速风速m/sm/s叶轮叶轮直径直径m m叶轮叶轮转速转速r/minr/min叶片叶片数数塔高塔高m m投运年投运年份份西西德德 100 1008 8343442422 224241957-1957-19681968法法国国 132 13212.512.521.221.256563 3 19581958法法国国 800 80016.716.730.230.247.347.33 332.332.31958-1958-19621962英英国国 100 10018.518.515.215.275753 310.710.719591959法法国国100010001717

8、3535 3 3 19631963国际上1970年以前研制的100kW级及以上的风力发电机组 2MW风力发电机组（丹麦Vestas 公司） 。德国德国EnerconEnercon公公司首台司首台E-E-126/6MW126/6MW风力发风力发电机样机于电机样机于20072007年年1111月在德国的月在德国的埃姆登安装完成。埃姆登安装完成。 。德国Repower公司研制的5MW的风电机组也已经在试验成功，目前已经在爱尔兰海上安装运行Multibrid半直驱型（混合型） 5MW机组也已试运行丹麦哥本哈根海上风电场4 4、今后风电发展方向、今后风电发展方向我国陆地风功率密度我国陆地风功率密度150

9、150200W/m200W/m2 2的地区占的地区占2626，风能密度在风能密度在5050150W/m150W/m2 2的地区占的地区占5050Large unit powers when going offshore?Large unit powers when going offshore?10-12MW?3-5MW6-8MW1 1、海上风电、海上风电23第一种方式：梯级更换长叶片第一种方式：梯级更换长叶片82 77 70（1）叶片加长需要：整机载荷校验、基础检核、基础加固、控制系统变更、需要：整机载荷校验、基础检核、基础加固、控制系统变更、效能分析效能分析),(213CpAvP 2 2、

10、陆上风电、陆上风电原理：原理：延长叶轮直径，增大扫风面积延长叶轮直径，增大扫风面积若采用上述两种方式，部分风场吊车进场及道路整若采用上述两种方式，部分风场吊车进场及道路整理费用较高。理费用较高。第二种方式：叶根使用延长节第三种方式：叶尖使用延长翼或翼稍小翼理论依据：不破坏翼型及强度的前提下，有效延长叶片长度1.5米，增大扫风面积；1）叶尖延长翼2）翼稍小翼理论依据：理论依据：波音飞机采用翼稍小翼可以改善升阻波音飞机采用翼稍小翼可以改善升阻比，降低油耗。通过流场分析可以减少叶尖损失。比，降低油耗。通过流场分析可以减少叶尖损失。（2）、三种型式的增功组件涡流发生器涡流发生器气流通常沿着翼型表面附着

11、流动，但也会在某些点发生分离，并且分离后的流动状况很难预测。涡流发生器能够使流体能量重新分布、抑制了流动分离。阻力板阻力板阻力板采用与叶片同材质的复合材料制成。每支叶片安装多块扰流板，呈“一字型”固定在叶片压力面根部位置，使叶片根部具有一定的吸气效果。格尼襟翼格尼襟翼格尼襟翼采用与叶片同材质的复合材料制成。每支叶片安装多块格尼襟翼，呈弧形一字排列在叶片尾缘处，用于提升升力。三、专业培养方案及人才素质要求三、专业培养方案及人才素质要求培养目标培养目标本专业培养掌握电气工程、新能源科学等基础本专业培养掌握电气工程、新能源科学等基础理论，具有在风能及太阳能转换发电设备的设理论，具有在风能及太阳能转换

12、发电设备的设计与制造、系统运行、维护及管理等基本能力，计与制造、系统运行、维护及管理等基本能力，能够在新能源领域从事发电系统运行与维护、能够在新能源领域从事发电系统运行与维护、项目规划、设备设计与制造、生产管理等方面项目规划、设备设计与制造、生产管理等方面工作的复合应用型人才。工作的复合应用型人才。培养要求培养要求本专业学生主要学习电气工程、新能源科学等本专业学生主要学习电气工程、新能源科学等方面的基本理论和基本知识，受到风电机组和方面的基本理论和基本知识，受到风电机组和光伏发电检测、设备设计与制造等方面的基本光伏发电检测、设备设计与制造等方面的基本训练，具有风电和光伏发电系统运行与维护、训练，具有风电和光伏发电系统运行与维护、设备设计与制造等基本能力。设备设计与制造等基本能力。四、专业教学安排和学习方法四、专业教学安排和学习方法核心课程：核心课程：理论力学、材料力学、空气动力学基础、电路、理论力学、材料力学、空气动力学基础、电路、工程热力学、自动控制原理、风力发电原理、工程热力学、自动控制原理、风力发电原理、太阳能原理与技术、太阳能应用检测与控制、太阳能原理与技术、太阳能应用检测与控制、风电场电气工程、风电场运行与维护、风电机风电场电气工程、风电场运行与维护、风电机组监测与控制、风电机