春节期间你流浪地球了吗？行星发动机揭秘终极新能源技术

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春节期间你《流浪地球》了吗？

这部“中国制造”的科幻片首开“中国科幻电影先河”。

刘慈欣拥有恢弘的想象力，电影呈现出震撼视效，赢得好评如潮，其口碑超高，票房猛增，助推它成了中国电影工业的里程碑式作品。电影中推动地球离开太阳系的力量，来自于一种炫酷的高科技，这种高科技叫“行星发动机”，又称“地球发动机” 。

这是一种高11公里、底盘直径30公里的庞然大物。

电影里，这种发动机以石头作为燃料，其原理是“重元素聚变”，也就是“重核聚变”，它和太阳发光发热的原理是一样的。

石头也能当燃料？

毫无疑问，这是一种“终极新能源”技术。

要是我们掌握了这项技术，那么一直困扰人类发展的能源问题就能迎刃而解！

哈，所以你猜到老徐今天要为大家解析什么专业了吗？

新能源及应用技术专业。

这个专业老徐是外行。

但老徐为大家请来了一位真正的新能源专家，他就是谭建宇教授，来自哈尔滨工业大学（威海），担任学校新能源学院院长 。

谭建宇是工学博士，是教授，也是博士生导师，他现任哈尔滨工业大学（威海）新能源学院院长，还是教育部新世纪人才，并且是中国宇航协会会员 。

下面来听听谭建宇教授对新能源专业的专业解读

Q1：新能源及应用技术专业的学习（研究）对象是什么？

新能源及应用技术专业的研究对象为“新能源” ，新能源是清洁可再生能源 ，包括太阳能、风能、地热能、生物质能等 ，与传统化石能源相比 ，本专业主要研究新能源的“产”“管”“储”“用”以及相关节能技术 。

Q2: 新能源及应用技术专业有哪些研究方向？

新能源及应用技术专业的研究方向围绕新能源的生产、管理、储存、使用以及相关节能技术展开，主要包括：

（1）风电及智能电网方向

针对近海风电，开展风力发电关键技术的研究工作，达成高效利用海上风资源的目标。主要研究内容涵盖：

研究海上特殊复杂运行环境下的控制变流技术，研究海上特殊复杂运行环境下的故障穿越技术，这种环境包括盐雾、潮湿、台风等。

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；

对风电场并网给电力系统带来的影响展开理论分析，提出风电场与电网需采取的对策，以此降低风电场并网给电力系统造成的不良影响，为风电并网规划、优化控制以及安全运行提供理论依据与参考。

（2）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比较恶劣的场合，开展分布式供能系统的电能质量提升技术研究，其主要研究内容涵盖：

在交流微网领域，进行并网逆变器控制的研究，开展LCL滤波器优化设计的研究，以此提高并网电能质量 。

在直流微网领域，进行DC-DC变换器的相关研究，该研究围绕直流母线电压稳定控制展开，还围绕微网各单元之间的协调控制展开，最终实现直流微网的优化运行；

在多能互补微网供能领域，开展风光互补微网供能系统的电能监管技术研究，开展风光互补微网供能系统的控制技术研究。

（3）光伏利用方向

综合考量光伏阵列、换流器的组合形式，并网拓扑以及控制系统，展开建立大规模光伏发电系统精细化建模的研究，深入探究光伏发电系统及微网与大电网相互作用的原理 。

提高发电效率，改善光伏发电系统的精确度，提升其动态响应的快速性，研究最大功率点跟踪技术；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；

研究光伏无人机自动充电机场相关技术，研究无人光伏电站运维技术，研究太阳能清洗与运维技术，研究太阳能跟踪技术等方向，建设聚光太阳能产业化项目，建设海上漂浮电站，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）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，对能量进行梯级利用，以复合相变储能材料作为系统储能介质，复合化学储能的路线，采用适于多变温度区间的强化换热方法，采用提升能量密度的方法，进行高低品位能量的协同储存研究，进行高低品位能量的高效储存研究。

对分布式能源系统产出的低品位、不稳定能量展开研究，这些能量来自风、光伏和潮汐等，要进行高效能量转化和储存研究。通过相变材料被动换热方式与其他主动换热方式相耦合，运用综合热互补与热化学互补方法与技术，开展储热研究。综合考量储能的能量来源、高效储存以及能量应用（电、制热、制冷），进行储能的系统集成与关键技术研究。形成光储充一体化设计，支撑充电网络布局。

（5）分布式能源研究方向

研究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，研究动力与余热吸收式制冷/热泵技术，研究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。

分布式能源供能系统存在能源互补的情况，其协同优化与设计技术涵盖其中；有能源互补发电及重要负荷独立供电技术；包含分布式能源系统的智能分层调控技术，还有微电网内和微热（冷）网内供能与用能的智能化；另外有分布式能源系统综合能效评估技术。

Q3：本科核心课程有哪些？

新能源及应用技术专业的毕业生应具备能源工程方面的基础知识，应具备传热学方面的基础知识，应具备流体力学方面的基础知识，应具备动力机械方面的基础知识，应具备动力工程方面的基础知识，应掌握新能源转换与利用原理，应掌握新能源装置及系统运行技术，应掌握风能方面的新能源科学领域专业知识，应掌握太阳能方面的新能源科学领域专业知识，应掌握生物质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工作，能在新能源领域开展科研工作，能在新能源领域开展技术开发工作，能在新能源领域开展工程应用工作，能在新能源领域开展经营管理工作。

本科核心课程主要涵盖传热学，包含工程热力学，涉及流体力学，有新能源电能变换技术，包括光伏发电应用技术，涵盖电力系统分析，包含风力发电原理及控制技术，还有燃料电池原理与技术等 。

Q4：学习新能源及应用技术专业的学生需要具备什么特质？

新能源及应用技术专业属于多学科交叉专业，该专业涉及热学科，涉及机学科，涉及电学科，还涉及材料学科，此专业对学生的综合素质有着较高要求。该专业要求学生对热学有浓厚兴趣，对力学有浓厚兴趣，对电能变换有浓厚兴趣，对电力系统有浓厚兴趣，对新能源材料有浓厚兴趣，希望学生致力于新能源能量变换方面的工作，包括学术研究、技术研发、管理等，希望学生致力于新能源管理方面的工作，包括学术研究、技术研发、管理等，希望学生致力于新能源存储方面的工作，包括学术研究、技术研发、管理等，希望学生致力于节能方面的工作，包括学术研究、技术研发、管理等，同时希望学生具备勤奋学习的特质，具备积极向上的特质，具备乐于实践和探索的特质。

在新能源及应用技术专业进行学习时，可能会遇到哪些困难？

新能源及应用技术专业属于多学科交叉专业，学科跨度广，它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，还要求学生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。

在现实当中，有哪些问题，是需要借助新能源及应用技术专业的人才去解决的？

新能源及应用技术专业辐射面广，它解决的主要问题围绕新能源的“产”，围绕新能源的“管”，围绕新能源的“储”，围绕新能源的“用”，还围绕相关的节能技术，比如太阳能、风能、海洋能等可再生能源的利用问题，比如太阳能、风能、海洋能等可再生能源的高效转化问题，比如太阳能、风能、海洋能等可再生能源的存储能问题，比如新能源发电的并网问题，比如新能源发电并网相关的电能质量控制问题等 。

新能源及应用技术专业毕业生主要面向哪些行业就业，其就业前景如何，包括就业、升学、留学质量状况怎样？

新能源科学与工程专业的毕业生，能够前往各大新能源企业，从事研究、开发、策划、管理以及营销等工作。他们还可以在供电公司、研究所、电力设计院和管理部门，开展能源与动力工程、电气工程等方面的研究、设计、产品开发、管理以及策划等工作。此外，毕业生也能够在本专业或其它相关专业持续深造，攻读硕士、博士学位。

主要就业方向包括华能、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，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。

主要升学院校包括，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 。

主要留学院校包括美国普渡大学，美国明尼苏达大学，美国华盛顿大学，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。

Q8：社会上是否存在对新能源及应用技术专业的理解误区？

大家可能会觉得新能源距离我们的生活还很遥远，是科幻小说里才会出现的内容。但实际上，如今新能源的开发工作已经广泛开展，其利用也十分普遍了。

在一些欧美发达国家，新能源所占比例颇高，法国的核能发电量已超全国总发电量的70%，丹麦的风能发电已满足全年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超10%。

另外，有人或许会认为新能源太过新颖，就业存在困难。实际上，当下诸多能源企业、电力公司等都对我们专业人才有需求，并且伴随中国未来新能源占比的提升，需求量将会更大。与此同时，鉴于国外对新能源的研究热度较高，我们专业学生出国深造的机会也颇为可观。

Q9：新能源及应用技术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” 对于发展现代经济意义极为重要 。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 。

新能源已渗透到我们日常生活的各个方面，例如太阳能路灯，还有太阳能热水器等。和传统能源相较，新能源更为环保，是国家大力发展的方向，新能源专业的毕业生就业形势不错。

新能源及应用技术属于多学科交叉专业，该专业在风力发电、光伏电池、生物质能发电、电气工程等众多领域均有广泛应用，学生毕业后能够从事诸多环节的具体工作，像新能源的产能、储能、管能以及节能等方面，具备较好的就业前景。

Q10：哈工大在新能源及应用技术专业的培养优势是什么？

在学生培养这一方面，本专业传承了哈工大的优秀传统，其主要培养特点如下：

注重培养学生，使其具有完备的数、理、化等基础学科知识，还具备电类的相关理论知识，更拥有人文方面的素养，以此实现基础厚的目标。

我们有大量实践课程，包括课程设计，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；

在拓宽专业口径时，我们注重学生个性化发展，学生能够依据自身兴趣，选择不同的专业方向，还能选择不同的课程来进行学习。

以化石能源为主的能源结构，成为阻碍社会环境健康发展的重要因素，调整能源结构并使用新能源，对发展现代经济意义重大，建设新能源专业、培养专业人才，能为各大新能源企业的发展提供人才储备 。