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新能源科学与工程专业介绍
2021-03-29 17:49  教学科

一、专业介绍

新能源科学与工程专业是2013年教育部批准设置的本科专业。是面向新能源战略新兴产业,立足于国家“十三五”发展规划,顺应“十四五”规划提出的“生态矿山、绿色工厂、低碳交通、清洁取暖、低能耗建筑、零碳新工业体系和多能互补”的碳中和理念,进行“光伏+”、“光热+”、“储能+”和“钒钛新能源功能材料”系统集成应用及工程设计方面的教育,以满足社会需求。

二、培养目标

本专业以课程体系建设为基础、以高校重点实验为载体、以创新创业实验为驱动力、以学科竞赛为初级目标培养新能源科学与工程领域的应用型高级专门人才。使学生掌握新能源科学与工程专业理论和专业技能,具备较强实践能力、自我获取知识能力、社会交往能力、组织管理能力及新能源材料的制造、性能测试、质量评价能力具有进行新能源利用产品设计、制造、研发和生产组织管理能力。

三、主干课程

新能源概论、材料科学基础、物理化学、传热学、流体力学、工程热力学、热与流体课程实验、机械设计基础、储能原理与技术、太阳能光伏发电工程技术、太阳能热利用工程技术、生物质能转换原理与技术、新能源热利用与热发电原理及系统、燃料电池技术。

专业以材料科学基础(精品课程)、物理化学、传热学、流体力学和工程热力学为考研理论基础课,储能原理与技术、光电与光化学转化原理、生物质能转换原理与技术(混合式课程)、太阳能热利用工程技术(思政课程)、太阳能光伏发电工程技术和新能源热利用与热发电原理及系统为专业理论,以攀枝花市太阳能应用技术研究中心(开展太阳能光热利用方面的实训实践)、太阳能技术集成及应用推广四川省高校重点实验室(开展钒钛新能源储能材料性能方面的实训实践)和四川省太阳能技术集成工程实验室(开展太阳能分布式光伏发电系统方面的实训实践)三个实验平台为校内实践、实训基地,开展储能原理与技术综合实践、新能源科学与工程专业实验、新能源虚拟仿真、新能源课程设计、新能源科学与工程综合实训、认知实习和毕业论文实践、实训课程,建设以“公共考研基础+工程理论设计+实践实训”为核心的课程体系结构,实现以“理论+实验+实践+实训+创新创业+毕业设计”为一体化培养模式。

四、就业去向

在太阳能、生物质能、钒钛新能源功能材料、储能等新能源工程领域从事科学研究、技术开发、工艺设计等方面工作;也可在新能源汽车、能源转换、储能、通讯、医疗等领域,从事新能源材料,特别是钒钛相关的储能和能量转换体系研究、设计与应用开发、企业管理、生产技术管理、生产质量管理、技术维护、技术改造、技术服务等相关工作。还可继续攻读新能源科学与工程和材料科学与工程相关学科高层次专业学位。

五、学生风采

2014年招生以来,学院积极组织学生参加互联网+、创新创业、全国大学生化学创新实验设计竞赛、中国可再生能源学会大学生科技作品竞赛、全国大学生节能减排大赛等,并在比赛当中获得了不错的成绩。每年均组织学生参加创新创业实验的申报,目前本专业学生参与的大学生创新创业实验项目达到30余项,其中国家级和省级8项,参与专利申报20余项。在2019年指导学生参加全国互联网+大赛获得省级金奖2项,国家级银奖1项、铜奖1项,获全国大学生节能减排大赛铜奖1项。

学生在全国互联网+大赛上获奖


2020年全国大学生节能减排大赛


六、校内基地

1、攀枝花市太阳能应用技术研究中心

太阳能应用技术研究中心现有蓝钛膜平板太阳能热水系统、太阳能真空管太阳能热水系统、钒钛黑瓷太阳能热水系统、提钒尾渣平板太阳能集热系统和太阳能聚光提水系统多套能够满专业开展“光热+”相关系统性能测试相关的实验实践课程教学。

2、攀枝花学院2.1MW屋顶分布式光伏实验电站

项目是四川省首例成功并网的光伏发电项目,是典型的分布式用户侧低压并网光伏发电工程,它具有显著的零土地使用、零距离输电和用电黄金时段的零排放发电的“三零特性”。本项目的成功实施为四川新能源发展领域开拓了新的途径,同时也将为全国无电户通电提供新的解决方案和模式,具有普遍推广的价值。也是国家“金太阳”示范项目,是四川首例并网的分布式光伏发电项目,具有零占地、零距离输电和用电时段零排放发电的特性。2013年建成并通过验收,投运后年发电量可达300kW.h,每年可节约标煤885吨,减排CO21933吨,减排SO2 13吨。

  3、攀枝花学院学府酒店110kW屋顶分布式光伏实验电站

攀枝花学院“四川省太阳能利用技术集成工程实验室”学府酒店屋顶光伏分布式实验电站项目,整体组件装设容量为107.71kW;含多晶组件/单晶组件/双玻组件固定倾角安装、单轴支架安装、双轴支架安装,储能系统等内容;B区屋顶采用沿屋面固定倾角安装,共安装22335Wp多晶硅双玻组件,66315Wp多晶硅组件,66320Wp单晶硅组件,B区平台安装22块多晶硅组件,单轴支架安装。地面固定式及双轴跟踪支架建设地位于学府酒店西侧。地面固定式3组共120320Wp单晶硅组件,双轴跟踪支架安装2组,20320Wp单晶硅组件2组,20335Wp双玻组件2组。

七、社会服务

目前学院的科研团队主要开展新能源技术集成及应用推广及钒钛新能源储能材料方面的社会服务。其中2015年为攀枝花市盐边县兴旺煤业有限责任有限公司完成节能技改“太阳能联合空气源热泵型煤干燥系统”——首次将太阳能干燥系统应用大规模工业型煤干燥;为攀枝花市西区苏铁国家级自然保护区完成“四川攀枝花苏铁国家自然保护区光伏提水灌溉工程设计”——首次将“逆变升降压系统”应用于光伏提水系统当中;为攀枝花四川攀枝花国家粮食储备库粮油仓储设施升级改造“仓顶阳光”项目进行设计——实现光伏与建筑一体化;参与中温真空太阳吸收涂层、中温太阳能集热器、太阳能热水工程施工、监理及验收规范、家用太阳能热水系统安全技术规范、季节性蓄热太阳能热利用工程技术规范、太阳能干燥系统通用技术要求、家用太阳能热水器支架、高海拔地区光伏发电站设计规范、家用太阳能热泵热水系统技术要求、家用太阳能热泵热水系统性能检测及评价方法等10项行业标准编制。

1、光热+工业型煤干燥

新能源教师团队与盐边县兴旺煤业有限责任公司合作的太阳能空气集热器和空气源热泵联合干燥型煤项目签订了技术服务合同,项目总投资680万元。项目使用9台(20HP)高温空气源热泵,总功率132kW4台热泵蒸汽机组,总功率328kW120万大卡的生物质能热风炉,211kW的循环风机组成的系统替代原有的燃煤干燥系统。改造后型煤的生产成本由35/吨变为18.5/吨,同时实现年节约原煤8108吨,折5757吨标准煤/年(折标率0.71),减排二氧化碳14968.2吨,减排二氧化硫138.17吨,减排二氧化氮40.3吨,社会环保和经济效益明显。项目于2016年通过了省经信委专家组的评审,确定为国内太阳能工业领域应用首例,具有较好的推广应用前景。

  2、光热+固体废弃物综合利用

专业教学团队以提钒尾渣为原料,利用其主要物相和化学组成均为黑色化合物的特性,采用涂料法制备太阳能平板型集热吸收涂层,一方面可以实现提钒尾渣的高值化利用,工艺过程不会产生二次废渣和废水,解决了其长期堆放所带来的一系列环境问题;另一方面制备出一种新型的太阳能平板型集热吸收涂层,制备工艺简单,集热效率高,应用领域广。

通过本项目的研究和应用可以提高攀枝花市太阳能热利用与本地资源的关联度,充分发挥攀枝花优越的太阳能和钒钛资源优势,延伸钒钛及太阳能产业链,具有广阔利用前景,将产生可观的经济和社会效益。

  3、光热+液体废弃物综合利用

目前,攀枝花市钛白粉的产能约为50万吨,年产废酸约300万吨。另外,攀西地区提钒尾渣年产量约为20万吨,含钒钢渣年产量约为20万吨。钛白废酸和含钒废渣是长期困扰攀西地区硫酸法钛白企业和钒制品生产企业的两大液体和固体废弃物,长期以来对其综合利用一直是相关企业处理难题和发展瓶颈,同时由于两种废弃物中均含有一定量的钒、铁等有价元素,长期排放和堆存不仅带来严重的环境问题,而且造成了资源的严重浪费。

项目的工艺技术主要特点是以钛白废酸与含钒废渣为原料生产富钒料,既降低了钛白废酸的酸度,又利用了含钒废渣中的钒资源,同时利用太阳能与其他能源互补形式实现工艺过程辅助能源供给,实现了攀西地区两种主要固体和液体废弃物的绿色化、高值化利用。

4、光伏+生态恢复

新能源专业教师团队有效的将太阳能无储能发电、水满停机远程控制、离网逆变升压降压输电、“互联网+”智慧远程无线控制等新兴技术进行集成,形成一套节能、环保、可控度较高的优质太阳能自动化提灌系统。采用离网逆变升降压关键技术解决传统太阳能直流光伏提水系统水泵频繁启动带来的短寿命短的缺点,同时该关键技术还能够克服远距离输电带来的高电能损失这一难题,提高系统的稳定性和能源的利用效率。另外,采用“互联网+”智慧远程无线控制系统来实现系统的启动、运行、停机、自检保护等自动化控制功能,提升系统的人性化和智能化。

本项目位于攀枝花西区苏铁国家及自然保护区内,系统总扬程约656m,输水距离约4000m。系统计划配置162kW高效多晶硅太阳能电池组件,单块组件250W,支架采用专用的太阳能支架,每20块组件作为一个太阳能发电方阵,方阵面向南向,方阵倾角30°。提水量40m3/h,标准日照晴天每天提水5h,每天的提水量200m3。与同类型的其它系统相比,虽然杨程和管路不算最大,但是设计首次引进直流变频技术和远程传输控制系统,实现系统无人值守的同时还能降低故障率,具有很好的应用推广价值和社会效益。

5、光伏+储能

   2013年,本团队与银江金勇工贸有限公司合作开发了太阳能发电-钒电池储能调峰扬水技术示范工程项目。该项目提出了太阳能发电-钒电池储能调峰扬水新方法,创新的将钒电池储能调峰技术、太阳能光伏发电技术和市电系统协同工作控制技术应用在太阳能扬水工程,成功实现了扬水系统的稳定运行、太阳能利用的最大化,创造了显著的经济和社会效益。该项目研究成果达到了国内领先水平,太阳能发电-钒电池储能调峰技术为国内外首创,具备较好的示范推广价值

6、光伏+建筑一体化

本项目位于四川攀枝花国家粮食储备库及攀枝花密地国家粮食储备库内。四川省攀枝花市属于南亚热带为基带的立体型气候类型、旱雨季分明、昼夜温差大、年平均温度20.3°,是四川年热值最高地区,日照时数盆地2~3倍,太阳辐照量在5700MJ/m2.a-6200MJ/m2.a左右,日照条件较为充足,太阳能资源较为丰富。粮仓容量4.3万吨,建设总装机容量为415.8kW的光伏发电的阳光仓顶,发电供四川攀枝花国家粮食储备库与攀枝花密地国家粮食储备库库区内部低温库设备、照明及监控等设备运行及部分办公用电需求。利用粮食仓房的屋顶进行光伏发电,不需另外占用土地,节约了大量的土地资源。我国现有的国家粮食储备库是按照现行国家标准、规范进行设计建设的,尤其是粮食平房仓占了较大比例,一栋粮食平房仓屋顶面积在500~1000m2左右,最大的可达3000m2,屋顶资源比较客观,可以在屋顶设计成多个发电容量250~500kW的光伏电站。在粮库屋顶上建设407.36kW分布式光伏发电应用示范项目为主体,辅以光电建筑一体化,观感时尚靓丽; 光伏屋顶驱动,打造“恒准低温”标准仓; 利用光伏能源,打造“零能耗”粮库; 加快产业融合,推动中国好粮油行动。

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