前言：中文期刊網精心挑選了海洋能論文范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
海洋能論文范文1
【關鍵詞】海洋能;海洋能發電;可再生能源
Abstract：This paper presents the elements and the characteristic of the Ocean Energy Generation Technology，and recommend the actuality of the Ocean Energy Generation Equipment.
Key word：Ocean Energy;Ocean Energy Generation Technology;reproducible Energy
1.引言
2008年全球一次能源消費量為143851TWh，其中81.2%來自化石燃料。隨著礦物燃料的日趨枯竭，世界主要海洋國家紛紛將目標轉向蘊藏豐富能源的海洋，不斷加大科技和資金投入，以期在海洋可再生能源開發利用的“爭奪戰”中搶得先機。海洋能主要指波浪能、潮流能（海流能）、潮汐能、溫差能和鹽差能等可再生能源。海洋能總量是巨大的，據估計與全球一次能源消費能源的50%相當，其中，全球海浪發電的理論儲量為29500TWh/年左右，全球潮汐（含潮流）發電的理論儲量為7800TWh/年左右，全球海洋熱發電轉換的理論儲量為44000TWh/年左右，全球鹽差能的理論儲量估計為1650TWh/年左右。雖然海洋能源分布不均勻，但在每一個海岸，往往不止一種形式可以供應當地的電力需求。我國重視海洋可再生能源的開發利用，將包括海洋能在內的新能源產業視為引領我國未來經濟社會可持續發展的七大新興戰略性產業之一。近年來，我國先后設立了“908專項（我國近海海洋可再生能源調查與研究項目）”和“海洋可再生能源專項資金”支持計劃等，支持海洋能的海島獨立發電系統與并網示范工程、關鍵技術產業化、新技術研究試驗以及公共支撐服務體系建設等，并擬在海洋能資源豐富地區建設海洋能示范電站，開展萬千瓦級潮汐電站建設工作。
2.國外海洋能發電技術現狀
2.1 波浪能發電技術
現階段，波浪能發電技術的基本原理是：利用物體在波浪作用下的升沉和搖擺運動將波浪能轉換為機械能，或利用波浪的爬升將波浪能轉換成水的勢能。波浪能轉換系統一般包括三級能量轉換機構：一級能量轉換機構將波浪能轉換成某個載體的機械能;二級能量轉換機構將一級能量轉換所得到的能量轉換成旋轉機械的機械能;三級能量轉換通過發電機將旋轉機械的機械能轉換成電能。根據一級能源轉換系統的原理，波能發電技術可分為振蕩水柱技術、筏式技術、收縮波道技術、點吸收（振蕩浮子）技術和鴨式技術等。振蕩水柱技術是利用空氣作為轉換介質的，其優點是轉動機構不與海水接觸，防腐性能好，安全可靠，維護方便;其缺點是二級能量轉換效率較低。目前，國外建成的振蕩水柱發電裝置有英國的LIMPET電站（500kW固定式）、葡萄牙的400kW固定式電站和澳大利亞的500kW漂浮式裝置。應用筏式技術的發電裝置主要由鉸接的筏體和液壓系統組成，其優點是設備抗浪性能較好，缺點是設備成本高。目前，國外建成的筏式發電裝置有英國Cork大學和女王大學研究的McCabe波浪泵波力裝置和蘇格蘭Ocean Power Delivery公司的Pelamis（海蛇）波能裝置。
應用收縮波道技術的發電裝置主要由收縮波道、高位水庫、水輪機和發電機組成，其優點是一級轉換沒有活動部件，可靠性好，維護費用低，在大浪時系統出力穩定;不足之處是小浪下的系統轉換效率低。目前，國外建成的收縮波道發電裝置有挪威350kW的固定式收縮波道裝置以及丹麥的WaveDragon。
應用點吸收技術的發電裝置主要由相對運動的浮體、錨鏈、液壓或發電裝置組成，其主要特點是點吸收式發電裝置的尺度與波浪尺度相比很小。目前建成的點吸收式發電裝置有英國的AquaBuOY裝置、阿基米德波浪擺、PowerBuoy以及波浪騎士裝置。
應用鴨式發電技術的發電裝置的橫截面成鴨蛋形，發電效率很高，在短波時的一級轉換效率接近于100%，但抗風浪能力有待提高。
2.2 潮流能（海流能）發電技術
潮汐是一種周期性海水自然漲落現象。在太陽和月球引力作用下，海水作周期性的運動，它包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流動。垂直升降部分為潮汐的位能，被稱為潮差能;水平流動部分為潮汐的動能，被稱為潮流能。潮流能的主要特點是：
①較強的規律性和可預測性;
②功率密度大，能量穩定;
③潮流能的利用形式通常是開放式的，不會對海洋環境造成大的影響。
一般說來，最大流速在2m/s以上的水道，其潮流能均有實際開發的價值。
新型潮流能發電裝置作為一種開放式的海洋能量捕獲裝置，無需巨額的前期投資;利用該裝置發電時，由于葉輪轉速慢，不產生大的噪聲，不影響人們的視覺環境，各種海洋生物仍可以在葉輪附近流動，因此可保持良好的地域生態環境。潮流能發電裝置根據其透平機械的軸線與水流方向的空間關系可分成水平軸式和垂直軸式2種結構。垂直軸式發電裝置研究起步較早，目前國外主要的設備樣機有加拿大Blue Energy公司的Davis四葉片垂直軸渦輪機、意大利Ponte di Archimede International SpA公司和Naples大學航空工程系合作研發的Kobold渦輪垂直軸水輪機（130kW）、美國GCK Technology公司的螺旋形葉片的垂直軸水輪機和日本Nihon大學的垂直軸式Darrieus型水輪機。水平軸式發電裝置是近10多年才興起的，與垂直軸式結構相比，水平軸式潮流能發電裝置具有效率高、自啟動性能好的特點。目前國外主要的設備樣機有英國Marine Current Turbine公司的1.2MW雙葉輪結構的“Seagen”樣機、挪威Hammerfest Strom公司的300 kW并網型潮流能發電原型樣機。
2.3 潮汐能發電技術
潮汐能發電與水力發電的原理、組成基本相同，也是利用水的能量使水輪發電機發電。潮汐能發電技術研究始于歐洲，早期的潮汐能電站有德國（1912年）的布蘇姆潮汐電站和法國（1966年）的朗斯河口潮汐電站，其中朗斯電站的建成及其近40年的成功運行證實了潮汐電站技術的可行性，它使潮汐電站進入了實用階段。目前，在英、加、俄、印、韓等13個國家運行、在建及擬建的潮汐電站達139座，進行規劃設計的10余座潮汐電站均為100MW～1000MW級。據資料顯示，韓國正在建設世界上最大的潮汐電站――Shihwa湖大型潮汐電站。
2.4 溫差能發電技術
熱帶海洋表層與千米深處存在著基本恒定的20℃～25℃的溫差，這就提供了一個量大且穩定的能源。海洋溫差能是利用海洋表面的溫海水（26℃～28℃）加熱某工作介質并使之汽化，驅動汽輪機獲取動力;同時，利用從海底提取的冷海水（4℃～6℃）將做功后的乏氣冷凝，使之重新變為液體。按照工作介質及流程的不同可分為開式循環、閉式循環、混合式循環。開式循環的工作介質是表層溫海水，其優點在于產生電力的同時可進行海水淡化，缺點是設備尺寸大，機械能損耗高，單位功率的材料占用大，施工困難。閉式循環的工作介質是氨等低沸點物質，其優點是設備尺寸小、機械耗能低、系統轉換效率高，缺點是不能進行海水淡化。混合式循環同時包括開式循環和閉式循環，其特點是效率高、設備造價低，且可實現海水淡化。目前，溫差能發電技術和裝備尚處于示范試驗階段，國外主要有美國奎爾哈公司的開式循環OTEC溫差能電站、印度海洋技術國家研究所的陸基溫差能電站和日本佐賀大學的混合溫差能電站。
3.國內海洋能發電技術現狀
3.1 波浪能發電技術
我國波浪能發電技術研究已有30多年的歷史，先后研建了100千瓦振蕩水柱式和30千瓦擺式波浪能發電試驗電站，利用波浪能發電原理研制的海上導航燈標已商業化并出口。目前，國內處于試驗階段的設備主要有：國家海洋技術中心開發的浮力擺波浪能發電系統、廣州能源研究所開發的鴨式波浪能發電裝置（10kW）和點吸收式波浪能發電裝置（10kW）、華南理工大學開發的擺式振蕩浮子式波浪能發電系統和七一研究所開發的筏式波浪能發電系統。
3.2 潮流能（海流能）發電技術
“八五”和“九五”期間，我國研建了70千瓦和40千瓦的潮流實驗電站。在 “十一五”科技支撐計劃和海洋能專項資金支持下，我國啟動了一項百千瓦級垂直軸潮流能示范試驗電站、一項小型水平軸潮流能示范電站和多項潮流能示范工程建設。
目前，國內處于試驗階段的設備主要有：浙江大學的25kW水平軸潮流發電裝置、哈爾濱工程大學的萬向系列垂直軸潮流發電裝置（70kW和40kW）和東北師范大學的5kW模塊化潮流能發電裝置。
3.3 潮汐能發電技術
我國大陸海岸線長（達18000km），海灣、河口多（近200個），可開發潮汐能年總發電量大（約60TW?h），裝機總容量可達20GW。近五十年來，中國在有關潮汐電站的研究、開發方案及設計方面做了許多工作，但建成投運的潮汐電站數量很少，目前正常運行或具備恢復運行條件的電站有8座，總裝機容量不及可開發總量的1%，開發潛力巨大。
3.4 溫差能發電技術
2004～2005年，天津大學完成了對混合式海洋溫差能利用系統的理論研究課題，并就小型化試驗用200 W氨飽和蒸汽透平進行了研究開發。在“十一五”科技支撐計劃支持下，國家海洋局第一研究所和華電青島發電有限公司正開展15千瓦閉式溫差能電站研建工作。
4.結束語
海洋溫能作為一種清潔、可再生的能源，具有很好的發展前景。其開發、利用對我國經濟的可持續發展和人民生活水平的提高具有重要的現實意義。對海洋能發電技術及其裝備的研究，是一項可持續能源需求的高技術投資項目，關系國家能源結構優化和可持續發展戰略的實施，經濟前景廣闊，現實意義重大。
參考文獻
[1]游亞戈等.海洋能發電技術的發展現狀與前景[J].電力系統自動化，2010，34（14）.
[2]夏登文.海洋能開發利用國際現狀.國家海洋技術中心，2011.
[3]羅續頁.我國海洋可再生能源開發利用現狀.國家海洋技術中心，2011.
[4]鄧隱北等.海洋能的開發與利用[J].可再生能源，2014，3.
[5]劉偉民等.海洋溫差能發電現狀綜述.中國可再生能源學會海洋能專業委員會第三屆學術討論會論文集（P185-P194）.
海洋能論文范文2
關鍵詞：海島建設 太陽能 風能 潮汐能
前言
我國將加快海島的開發建設和保護管理工作，在10年內將使海島地區的交通、水電等基礎設施得到明顯改善，垃圾及污水處理得到妥善處理，同時全面改善和提高海島生活、生產及投資環境。海島是潛力巨大的資源寶庫，也是支撐未來發展的戰略空間。我國海域遼闊，海洋資源豐富，開發潛力巨大。經過多年發展，我國海洋經濟取得顯著成就，對國民經濟和社會發展發揮了積極帶動作用。大力發展海洋經濟，進一步提高海洋經濟的質量和效益，對于提高國民經濟綜合競爭力，加快轉變經濟發展方式，全面建設小康社會具有重大戰略意義。
一、太陽能、風能、潮汐能一體化發電系統
將太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合，太陽能、風能、潮汐能一體化綜合發電系統是一個高效率、低成本、節能、環保、極具商業價值的綜合發電系統。
利用三種能源的周期性，互補不足，綜合利用，有效融合，達到能源的穩定利用，對促進新能源的利用和發展，緩解我國能源資源短缺以及實現經濟和社會的可持續發展都具有重要的現實意義，也符合科學發展觀的基本要求，對于建設資源節約型，環境友好型社會的意義也十分深遠。
1、太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合
在我國的海島，太陽能、風能、潮汐能三類能源豐富，單獨利用技術日趨成熟，但成本較高，三者能源綜合利用的設備還不多。為此，我們將太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合，以帶動相關產業鏈的發展，促進新能源的利用和發展，緩解我國能源資源短缺以及實現經濟和社會的可持續發展為目的，采用跟蹤聚光裝置兩次反射多面鏡太陽能聚光發電和塞內加爾式風力機達到以下創新點：1.太陽能、風能、潮汐能三者一體化綜合利用，降低成本；2.跟蹤聚光裝置兩次反射多面鏡太陽能聚光發電，低成本、高效、快速、簡便利用太陽能；3.塞內加爾式風力機低風速啟動運轉、高效率持續發電、低噪音；4.解決了潮汐能利用中嚴格受到地理位置限制的問題；5.聚光架采用三角形桁架結構，在確保其剛性和穩定性的前提下，最大限度節省鋼材使用量；6.蝸輪蝸桿傳動機構提高傳動比和承載能力，易于維修及改造升級用于省力手動裝置推廣使用。技術指標有：1.風光互補矩陣發電峰值功率為25.116kW；2.聚光器的理論聚光比>6.5，實際聚光比>5.0；3.自動跟蹤太陽裝置的跟蹤誤差
太陽能、風能、潮汐能一體化綜合發電系統，光電轉換部分采用自動跟蹤聚光光伏發電，將數倍的太陽光聚集到太陽能電池板上，通過提高單位面積電池板的日照強度，使得產生同樣電能所需要的半導體材料大大減少，相當于用普通材料代替昂貴的半導體材料，因此能夠大幅度地降低光伏發電的成本，具有商業運行的經驗（1.2×10 kWh），潛在的運行溫度可達500°C（商業化運行的溫度已達到400°C），商業化的年凈效率為14 %，有最低的材料要求，可以模塊化或聯合運行，可以采用蓄熱降低成本。風能發電部分采用塞內加爾式風力機產生電能。潮汐能利用部分利用蓄水箱收集海水，把海水的重力勢能轉化為電能。三者綜合一體利用，節約單獨利用的成本，大大提高經濟效益、實現低成本和高性價比的新能源綜合利用。
縱觀世界范圍內，風-光互補新能源利用設備的研究已經非常普遍，太陽能、風能、潮汐能單獨利用技術日趨成熟，相關研究也非常普遍，但是太陽能、風能、潮汐能三者綜合利用的設備還不多，相關研究也還有很大的空間。
2、海島上風力發電將成為重要的能源形式
海島上有豐富的風能資源和廣闊平坦的區域，使得近海風力發電技術成為近來研究和應用的熱點。兆瓦級風力發電機組在近海風力發電廠的商業化運行是國內外風能利用的新趨勢。隨著風力發電的發展，陸地上的風機總數將趨于飽和，海上風力發電場將成為未來發展的重點。海上發電也是近年來國際風力發電產業發展的新領域，是“方向中的方向”。中國海上風能資源儲量遠大于陸地風能，儲量10m高度可利用的風能資源超過7億kW，而且距離電力負荷中心很近。海上風力發電項目的建設，加快了海島的建設與發展。
3、海島潮汐發電的發展前景
在探索發展能源新路上，潮汐能和其他新能源一樣，已受到很大重視。目前制約潮汐發電的因素主要是成本因素，到目前為止，由于常規電站廉價電價的競爭，建成投產的商用潮汐電站并不多。然而，由于潮汐能蘊藏量巨大及其發電的許多優點，人們還是非常重視對潮汐發電的實驗和研究。潮汐發電是一項潛力巨大的事業，經過多年來的實踐，在工作原理和總體構造上基本成型，可以進入大規模開發利用階段，隨著科技的不斷進步和能源資源的日趨緊缺，潮汐發電在不遠的將來將有飛速的發展，其前景是非常廣闊的。
要使潮汐能資源開發規模躍上一個臺階，主要應在以下方面做出努力：
（1）在經營和技術改革上，要做好規劃方案，提高電站建設的質量及經營管理水平等主觀因素。
（2）要多借鑒國外已有潮汐能發電技術的研究以及開發的對潮汐能利用的新技術。我們可以積極借鑒英國、瑞典等潮汐能發電技術相對成熟國家的新技術，例如新型的潮汐發電裝置、水下潮汐電站等，并且應自主研發出該方面的新技術，發展我國的潮汐能發電事業。
（3）政府也應加大給予潮汐能利用的開發優惠條件，制定相應的扶持政策加稅收減免和電價補貼等優惠政策來吸收投資者，并制定和完善相應的電力競爭，使投資者更注重技術和管理的改革，使得潮汐發電有充足的資金投人和積極的技術開發，從而實現更快更好地發展。
二、海島清潔能源的利用對海島的開發價值
風能和潮汐能都是可再生資源，取之不盡、用之不竭的無污染可再生新能源，具有誘人的發展前景，風力發電由于其具有效益和環保上的一系列優勢，將首先成為可以與常規能源發電相競爭的新能源發電方式。潮汐發電近年來也獲得了很快的發展，技術上不斷進步，加之蘊藏量巨大，開發優勢明顯，未來的發展空間也不可估量。21世紀注定是一個開發利用新能源的時代，而由于發展早，技術進步大，風能和潮汐能的利用注定將在我國的發展中發揮越來越大的作用，風力發電和潮汐發電必將對我國的傳統發電行業形成強勢的沖擊，一個大規模開發風能和潮汐能的時代即將來臨！
1、海上風電。優化開局，扶持與農漁業兼容發展的潮間帶風電建設，積極發展離岸風電項目，提高產業集中度，有序推進海上風電基地建設。加強海上風電輸電規劃，完善配套基礎設施，提高氣象保障能力，加強電網并網技術研究。
2、海洋潮汐能。加強海洋能資源勘查，科學選劃海洋能利用空間。改變傳統的“填海造島”、“填海造地”的開發方式，充分利用潮汐帶，建立蓄能發電系統，其上部可以結合旅游、地產或其他產業進行聯合開發建設。建設近岸萬千瓦級潮汐能電站、近岸兆瓦級潮流能電站、海島多能互補獨立電力系統等示范工程，積極推進產業化進程。
積極開發利用潮汐能、波浪能、海上風能等清潔能源，鼓勵資源節約型和環境友好型產業園區建設。在濱海濕地、三角洲和海島等典型生態區，鼓勵發展生態漁業、生態旅游和海洋清潔能源，充分發揮其藍色碳匯功能，實現經濟效益、社會效益和生態效益的有機統一。
加快發展海洋產業節能環保技術。增強涉海企業節能減排意識，建立以企業為主體的節能技術創新體系。推廣先進節能技術和產品，積極發展海洋環保裝備及環保材料，加快淘汰高耗能老舊漁船和裝備，著力解決海上溢油、重金屬、有機污染物、放射性物質等主要海洋污染物的防治問題。加快制定涉海行業節能減排標準。
三、對我國海島建設的發展及前景展望
我國海島資源豐富，區位特殊，是我國海洋經濟和社會發展的重要依托。但是海島一般遠離大陸，交通不便，而且淡水資源短缺。近年來，在對海島的開發利用中出現了一些問題，首先是海島開發普遍缺少規劃，隨意炸山采石、傾倒垃圾等已造成海島生態大規模退化和破壞，工程項目大規模圍填造成許多珍貴海島整體滅失。特別是一些特殊海島保護不力，危害到國家利益和權益，在我國已經公布的77個領?；c中，位于海島上的就有75個，有些海島還是重力點、天文點、水準點、全球衛星定位控制點，而目前這些島嶼普遍存在著安全隱患。據悉，國家海洋局目前已全面啟動海島規劃、立法、政策研究和特別保護區建設工作。預計在1-2年內，《國家海島保護與開發規劃》、《海島開發與保護管理辦法》等，建立和完善海島保護和開發法律制度體系，加強海島生態和環境管理。今后對海島的開發利用將堅持保護為主、適度開發的原則，保護海島資源和生態環境，維護國家海洋權益和國防安全。同時調整海島開發秩序，發展海島港口、旅游、漁業及海洋能源等資源優勢產業。
海島作為國防的前沿和海洋資源和環境的核心點，有著很高的權益、安全、資源和環境價值。由于歷史原因，有的經濟建設相對落后，是我國東部的"西部區域"。因此，從事海島管理工作必須要有明確的思路，我認為最主要的是把握好以下幾條：
一是要堅持開發與保護并重，堅持在開發中保護，在保護中開發的方針，堅定不移地走可持續發展的道路。二是要堅持以經濟建設為中心。發展是硬道理，海島工作必須圍繞經濟建設這個中心，使海島經濟成為國民經濟新的增長點。三是要堅持因島制宜，打好"特色牌"。每個海島都有自己的特點，一定要從自身的實際出發，揚長避短，在充分發揮優勢上做足文章，切不可照搬別人的經驗。21世紀是海洋世紀。發展海洋事業，是中國走向現代化的必由之路。
參考文獻
[1]張國誠，陳炳宏.改善能源環境積極開發利用風能潮汐能[J].浙江電力，1996（05）. [2]李振邦，周必成.風能的利用與發展[A].中國動力工程學會成立四十周年論文集[C]，2002.
[3]趙福軍.從近十年數據看我國風能的利用與發展[J].今日科苑，2010（02）. [4]張華發.綜合開發我國潮汐能的探討[J].水力發電學報。1996（03）.
[5]戎曉洪.潮汐能發電的前景[J].中國能源，2002（05）.
[6]李嶺梅，賈克.我國風能利用狀況[J].應用能源技術，2004（04）.
[7]程振興，張兆德.潮汐能利用的現狀與浙江潮汐能的發展前景[J].海洋世界，2008（03）.
海洋能論文范文3
生物質能不但會搶奪人類賴以生存的土地資源，更將會導致社會不健康發展；地熱能的大規模開發將導致區域地面表層土壤環境遭到破壞，將引起再一次生態環境變化；而風能和太陽能對于地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源，它們必將成為今后替代能源主流。
風力發電
目前，我國已超過美國，成為全球風電裝機容量最大的國家，同時也成為風能設備最大的生產國。隨著國內風電產業鏈日臻完善、研究規模不斷擴大，成本下降非常顯著，競爭力也逐漸增強，但是在產業鏈最上游的新型材料及半導體器件（控制芯片、電力電子器件等）研究方面仍較落后，主要研究工作集中在中下游的風電整機制造、關鍵零部件配套（發電機、電控、傳動系統等）以及并網技術領域。
沈陽工業大學在風電整機制造方面具有很強的實力，是我國最早從事風力發電技術研究的少數高校之一，設置有風能技術研究所，師資力量完善，先后承擔過多項大型橫、縱向課題，成果顯著。其設計的具有自主知識產權的1.5MW風電機組實現了產業化，占據一定的市場地位，產學研結合能力很強。
華北電力大學作為教育部直屬高校中唯一的以電力為學科特色的大學，成立了國內首家“可再生能源學院”，下設風能與動力工程專業，未來還將籌備生物質發電和太陽能利用專業。研究內容以大容量風力發電接入，對電力系統安全、穩定運行的影響為主，主要研究包括：風電場建模與仿真、風能資源測量與評估、風力發電機組狀態監測與故障診斷、風力發電機組只能控制與優化運行、低速風能利用策略與先進風力發電理論，充分發揮了其在電力系統方面的優勢。
重慶大學機械傳動國家重點實驗室，借助其在機械傳動領域的優勢，在風電機組齒輪箱設計、動態特性研究、工作模態測量及制造工藝方面有深入的研究，并且產學研結合。
汕頭大學新能源研究所在大型風電機組空氣動力學、結構強度及結構動力學研究方面頗有作為，自行開發了大型風力機優化設計系列軟件。
浙江大學流體傳動及控制國家重點實驗室對風力發電系統中的液壓技術有深入研究，包括風機制動系統、定槳距控制和變槳距控制等。
同濟大學機械工程學院在風電機組葉片動力學分析、結構優化設計、剛柔耦合系統模型分析方面經驗豐富。
東南大學在風力發電機研究、設計方面走在前列。近期又集合學校優勢學科，建立了風力發電研究中心，致力于以風力發電為核心的可再生能源發電及應用技術的基礎研究。
電控方面，清華大學、北京交通大學、中科院電工所都有很強的實力。清華大學電機工程與應用電子技術系原名電機工程系，歷史悠悠，師資力量雄厚，在風電接入對電力系統影響、風電機組建模仿真、風電變流器設計及控制等方面有深入研究。北京交通大學電氣工程學院早期隸屬于鐵道部，主要服務于我國軌道交通電傳動裝備產業，在大功率電力電子技術領域積累了豐富經驗，研究實力在國內高校處于領先地位。新能源研究所成立后從事大功率風電機組（直驅或雙饋）并網變流器、中大功率光伏發電逆變器、風電機組仿真及主控系統、微網技術研究，產學研結合能力很強。中科院電工所新能源發電技術研究組是國內最早研究風力發電、太陽光伏發電的單位之一，其大型并網風電機組控制及變流技術、變槳距控制技術以及風電場集中和遠程監控技術等較成熟，還有一些特色研究工作包括：風/光互補、風/柴系統及其控制逆變技術、控制逆變技術等。
光伏發電
光伏發電具有系統簡單以及維護方便等特點，應用面較廣，現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電。太陽能發電主要分為并網電源系統和離網電源系統，目前大規模使用的主要是并網系統，一般包括光伏電池組件、光伏逆變器、配電柜、監控系統等。其中光伏電池組件將太陽能轉化成電能，光伏逆變器與風能變流器類似，可以將光伏電池組件產生的不穩定電能變成穩定的電能并入電網。
我國光伏業正處在爆發式增長期，中國大陸和臺灣的光伏電池廠商占全球總電池產量59%的份額。與風電產業鏈類似，除了最上游的化合物、硅片提純、加工外，我國已形成了較完整的光伏產業鏈，包括晶體硅、薄膜電池片及組件加工、光伏逆變器、系統集成、能源投資商等。
國內高校對于光伏系統研究主要集中于工程應用方面，合肥工業大學教育部光伏系統工程研究中心是我國迄今為止唯一的專門從事光伏系統技術研究的國家重要的科學研究基地，掛靠合肥工業大學電氣與自動化工程學院，主要從事光伏組件建模及仿真、光伏逆變器設計及控制、工程化應用等研究工作，產學研結合較好，承擔多個大型光伏電站設計工作。
海外院校
由于新能源行業涉及領域多、范圍廣，以及我國新能源行業開始起步，人才的缺乏已經成為極為突出的問題，國家、社會、高校、企業都在積極努力培養這方面的人才，學生的擇校就業也因此變得十分靈活。同時，也因為剛剛起步，目前面臨的多是工程應用技術類問題，因此我們的相關研究工作主要分布在中下游，從前面的介紹也可以看出，在新能源上游高端領域，由于技術壁壘很高，國內的研究工作相對較少，但是可以選擇留學歐美高校，得到更進一步的提高。
澳大利亞新南威爾士大學光伏研究中心，由有著“太陽能之父”之稱的馬丁·格林教授領導，專注光伏電池的研究，自上世紀80年代起，30年間畢業于新南威爾士大學光伏中心的中國留學生已經撐起了中國光伏產業的半壁江山。如今，在屈指可數的幾大領頭光伏企業中——尚德、中電光伏、英利、賽維LDK都有新南威爾士大學畢業生的身影，其科研實力可見一斑。
在歐洲，各國都十分重視新能源的開發利用。作為生態村理念的首創國，丹麥是能源問題解決得最好的國家之一。早在2006年，我國就與丹麥簽署了“可再生能源”合作項目，國內許多高校分別與丹麥高校開展聯系。丹麥奧爾堡大學能源技術學院在風力發電、分布式發電、電力系統、電力電子及控制技術等領域有深入研究經驗，并且與許多國家和組織開展合作，產學研實力很強。特別是在風力發電領域優勢突出，核心研究領域包括：風力發電機組及風電場的控制與監測、仿真、設計、優化。
隨著新能源技術發展以及各項政策效應的逐步顯現，開發利用新能源的成本將明顯下降，為人類清潔能源利用和產業結構升級帶來歷史性機遇，新能源終將成為今后世界上的主要能源之一。
Tips：新能源材料與器件專業優勢院校
文/南京航空航天大學 郭棟梁
該專業重點是研究與開發新一代高性能綠色能源材料、技術和器件（如通訊、汽車、醫療領域的動力電源），發展“新能源材料”(新型鋰離子電池材料、新型燃料電池材料和新型太陽能電池材料)的學術研究方向。
新能源材料與器件專業設置，主要依托化學化工學院，跨能源科學、材料科學、化學等多個學科，擬培養能掌握新能源材料專業基本理論、基本知識和工程技術技能，掌握新能源材料組成、結構、性能的測試技術與分析方法，了解新能源材料科學的發展方向，具備開發新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料專門人才。畢業生可在化學能源、太陽能及儲能材料等新能源材料領域從事科學研究與教學、技術開發、工藝設計等方面工作，也可繼續攻讀新能源材料及相關學科高層次專業學位。
新能源技術是21世紀世界經濟發展中最具有決定性影響的五個技術領域之一，新能源材料與器件是實現新能源的轉化和利用以及發展新能源技術的關鍵。新能源材料與器件本科專業是適應我國新能源、新材料、新能源汽車、節能環保、高端裝備制造等國家戰略性新興產業發展需要而設立的，是由材料、物理、化學、電子、機械等多學科交叉，以能量轉換與存儲材料及其器件設計、制備工程技術為培養特色的戰略性新興專業。
高校特色：
華東理工大學
以半導體材料技術、化學電源技術、太陽電池技術等為特色。未來就業集中在光伏太陽能、新能源開發和利用以及半導體材料器件的設計、化學電池開發等。
東南大學
依托電子科學與技術大類專業背景，專業內容側重光電子材料及其應用方面，主要針對太陽能材料制備、檢測和應用，可以拓展到生物能等其他新能源。
四川大學
光電功能材料與器件方向，在新型能源材料與技術、化合物半導體晶體材料與制備技術、介電功能材料與制備技術、固體波譜學等方面的研究取得了國內外同行公認的成就。光電信息功能晶體碘化汞和硒鎵銀的研制兩項成果分別獲得（1992年度和2000年度）國家發明二等獎和兩項部省級科技進步二等獎；鐵電薄膜研究獲得一項四川省科技進步一等獎，還獲得兩項部省級科技進步二等獎；薄膜太陽電池研究獲得一項中國高校發明二等獎。每年發表在國內外著名學術刊物和學術會議上的為《SCI》、《EI》所收錄的高水平論文40余篇次。
海洋能論文范文4
關鍵詞：油污水處理；裝備；標準化；探索
中圖分類號：P75 文獻標志碼：A 文章編號：1005－9857（2016）01－0073－05
黨的十報告明確提出，要“提高海洋資源開發能力，發展海洋經濟，保護海洋生態環境，堅決維護國家海洋權益，建設海洋強國，高度關注海洋安全”，凸顯了海洋開發與利用和海洋生態環境保護并重的戰略思路和要求。我國海洋經濟發展的歷程也表明，在海洋油氣資源的開發利用全產業過程中，海洋油污水處理裝備的研發與應用同樣十分重要與迫切。2011年發生的蓬萊19－3油田溢油事故和2010年發生的大連新港“7．16”油污染事件對海洋生態環境的影響十分嚴重，至今依然不能消除［1］。然而，我國油污水處理裝備在產品質量、耐用程度、自動化水平、處理效率和處理效果等方面仍有不少問題亟待解決。因此，分析其在管理、研究、制造和實踐應用方面落后的原因，加強海洋油污水處理裝備的標準化管理是一個值得研究的課題。
1海洋油污水處理裝備標準化建設總體思路
海洋油污水處理裝備標準化建設工作的總體思路是：重視目標引導，強化過程動態監控和管理，節約公共資源，減少行政干預，充分動員社會資金和人才積極性，建立科學的與國際接軌的標準化管理體系，促進和保障油污水處理裝備走上快速發展之路，趕超國際同類裝備的先進水平。
2海洋油污水處理裝備現狀與革新
國內外油污水處理裝備的研發和應用，基本上都經過了3個發展階段［2］：20世紀60年代以前，屬于油污水處理裝備起步期，裝備主要以自然分隔和分流的管道容器組合為主；60－90年代為發展階段，從油污水處理理論到應用范圍，再到裝備制造工藝和新產品自動控制，都有長足的發展，不同場合和不同種類的油污水處理裝備十分豐富，品種繁多；進入21世紀以來，油污水處理裝備在油污水處理效果、能耗控制、新材料應用研究以及裝備小型化研究等方面，進入了一個從量變到質變的發展時期，取得豐碩成果。
2．1世界海洋油污水處理裝備現狀
國外油田含油污水處理采用的設施主要有沉砂池、API隔油池、斜板隔油池（CPI）、自然除油罐、混凝除油罐、粗?；?、壓力沉降罐、浮選池（柱）、壓力濾罐、單閥濾罐、組合式處理裝置、水力旋流分離器和精濾器等。從油污水處理過程的工作原理看，有物理法、化學法、理化法、生物法等油污水處理裝備種類；從油污水處理裝備應用場所看，有陸地油田地表油污水處理裝備、陸地油田地下密閉式油污水處理裝備、海洋固定平臺油污水處理裝備、水面移動平臺油污水處理裝備、潛航器油污水處理裝備等類別；從裝備工作方式和關鍵處理材料看，又有膜過濾式、壓力分離式、沉砂分隔池式、生物降解式、水力旋流式等油污水處理裝備種類。
2．2我國海洋油污水裝備開發與應用現狀
我國海洋油污水處理裝備目前主要依靠進口。國內相關高校與研究機構也紛紛展開了油水旋流分離器的研究，如清華大學、石油大學、四川大學等高校院所。大慶石油管理局申請了兩錐體結構的油水混合液預分離水力旋流器專利，勝利油田設計院申請了單錐體結構水力旋流器專利，西安交通大學發表了類似三錐體結構的旋流器的研究論文。國家海洋局東海標準計量中心牽頭研制的機械壓縮油水處理裝置也取得了預期成果［3］。
2．3海洋油污水處理裝備管理與技術革新
目前國內參與海洋油污水處理裝備開發與研究的熱情較高，參與的涉海單位、科研院所及高校也較多，重復研究、重復建設和低水平研究、研究成果的先進性與適用性較差等問題比較突出。同時，在項目研發管理和產品技術規程方面沒有統一規劃，缺少頂層設計，需要對國內海洋油污水處理裝備進行政策引導、標準設置和規范研究應用體系方面的總體布局，從而引導和促進我國海洋油污水處理裝備的技術革新。
3組織機構與頂層設計
海洋油污水處理裝置標準化建設，要面向國際油污水處理技術前沿、面向國家能源戰略需求、面向國家海洋經濟主戰場，要組織國家層面的海洋油污水處理領域高層次專家，研究制定國家海洋油污水處理裝備開發與研究的標準化體系，從標準化建設的角度，做好頂層設計。海洋油污水處理裝備標準化體系是規劃、引導、管理和規范其研發行為的綜合體系，使海洋油污水處理裝備從社會需求開始，到項目策劃、項目方案評估與論證、項目決策、項目實施和項目成果檢驗與應用等全過程，納入標準化體系的制約和引導范圍之內，保證各個環節處于國內領先、國際先進的水平，最終實現油污水處理裝備研發成果的國際先進水平。
4建立國家海洋油氣資源開發油污水處理裝備標準化體系
建立海洋油污水處理裝備的標準化體系，首先，需要集中國內行業專家和專門機構的力量，制定好能確切反映油污水處理裝備市場需求，滿足海洋資源開發過程中海洋油污水處理需要的產品標準；其次，要建立起以“管理人員、使用設備材料、生產研發方法和流程”三要素為主軸的管理標準體系；最后，充分發揮油污水處理裝備標準體系的保障和促進作用，使油污水處理裝備具有適應市場變化的能力，跟上時代的節拍，能夠隨著其相關材料、技術和方法，乃至其相關產業裝備的進步或改善而升級更新，保持其總體技術的先進性。油污水處理裝備標準化建設工作應該從技術標準的建設和管理標準的形成兩個方面開展。
4．1技術標準
油污水處理裝備的技術標準要根據當前國際、國內油污水處理裝備的科學技術水平和實踐經驗，針對具有普遍性和重復出現的技術問題進行研究和設置。4．1．1油污水處理裝備物理形態標準海洋油污水處理裝備的物理形態，表面上無關乎開發研究的關鍵技術，似乎不是一個重要的問題。實際上，與其他海洋工程裝備不同，由于其應用的環境條件，以及當前海洋資源開發利用的實際需求多數在海洋平臺、船舶或海洋其他油氣開采裝置上，其外在形體的大小，往往是決定能否投入生產實踐和發揮作用的最主要因素。因此，海洋油污水處理裝置的物理形態控制標準與其他技術指標和標準同等重要，組織和引導涉及海洋油氣開發利用的企事業單位，編制應用于海洋油氣平臺、海洋船舶、海洋建筑工程、海洋觀測裝置和海洋能源裝置等不同場合和功能的海洋油污水處理裝備的物理形態標準，作為研發項目立項的控制標準之一，引導油污水處理裝備的小型化和集約化發展。4．1．2材料和工藝標準在國內技術專家充分研究掌握當前國際海洋油污水處理裝備制造技術水平，特別是加強對各關鍵技術環節使用的技術標準和新型材料的使用研究，制定國內海洋油污水處理裝備的原材料標準、零部件標準、工藝和工藝裝備標準、產品成品的標準等系列標準，指導并規范國內海洋油污水處理裝備研發項目、海洋油污水處理裝備實際使用。4．1．3裝備環保技術標準海洋油污水處理裝備是屬于海洋環保領域的海洋工程裝備，其環保技術標準遵循現有《含油污水處理工程技術規范》等技術標準，還必須持續推進現有技術標準的修訂。在制定油污水處理裝備海洋水質、空氣和海洋底質等常規污染防治標準的同時，應該把油污水處理裝備的聲光電等衍生污染納入控制體系，一并建立相應的綜合污染控制標準。4．1．4裝備能源消耗標準油污水處理裝備的能源消耗指標是重要控制因素，能源消耗是環境保護和節能的間接指標，是油污水處理裝備研發和應用過程中必須重點考核和評估的關鍵環節。油污水處理裝備能源消耗標準應該包括研發過程能耗指標、應用生產過程中的實際能耗指標、運行壽命期維護保養能源指標，以及技術路線的科學合理性和可更新性。4．1．5海洋油污水裝備可持續發展為確保油污水處理裝備的先進性，就必須在標準體系中規定其“與時俱進”的途徑和步驟，主要從國際國內主流技術方法、主要材料的發展方向進行把握，同時也要重視信息技術與油污水處理裝備研發與使用之間的跨界融合，特別是3D打印技術的現代研究成果在油污水處理裝備方面的應用能力與未來趨勢。
4．2管理標準
結合國家科學技術管理的特點和現狀，以管理流程體系為基礎，建立國家海洋油污水處理裝備管理標準，是當前國家海洋油污水處理裝備發展的必由之路。按照標準化管理工作的理論，在ARIS平臺中實現對制度、標準內容的管理，將制度、標準與流程進行匹配，可實現“三大”標準基于流程的協同［4］，從而實現海洋油污水處理裝備管理的科學化、現代化、可推廣復制，可持續發展。4．2．1建立以行業協會為主的組織管理體系在國家科技計劃管理部際聯席會議領導下，以國內海洋環保領域相關專家為主，成立油污水處理裝備行業管理協會，其職責主要包括跟蹤國家油污水處理裝備發展水平，引導油污水處理裝備發展方向，確認油污水處理裝備科技研發工程項目的條件，進行海洋油污水處理裝置研發項目和研發產品的綜合評估等。行業協會面向社會涉海高校、企事業單位，面向國際國內頂尖專業人才，形成資源配置和項目建設的建議，實現海洋油污水處理裝備的有組織、有計劃、有目標、有創新的跨越式發展。4．2．2國家資源綜合調配制度海洋油污水處理裝備是海洋公益性需求，需要國家重點扶持，包括政策扶持、資金扶持、技術扶持。海洋油污水處理裝備是國家節能環保戰略的重要攻堅方向，在市場資源配置條件下，需要政府利用公共資金的杠桿作用，配合普惠性政策，吸引和鼓勵社會市場資源，積極投入海洋油污水處理裝備技術創新活動和成果轉化應用，支持和鼓勵海洋油污水裝備的關鍵技術、關鍵材料，以及創新技術的研究與應用。4．2．3行業準入制約制度為防止低水平重復研究、重復建設，同時遏制海洋油污水處理裝備過度依賴進口，扶持和推動國產油污水處理裝備研發，促進新產品轉型升級，加快轉變發展方式，依據相關法律法規和規劃政策，制定油污水處理裝備投入生產實踐的準入制度。準入制度應該對社會機構、從業人員資質、研發產品與目標等對象，從質量保證、安全生產、建設布局、節能降耗等方面進行規范，建立并形成進入海洋油污水處理領域的基準條件。4．2．4建立質量擔保制度在海洋油污水處理裝備管理標準的體系中，建立質量擔保責任制度將是一個全新的有益的嘗試。在依法治國、簡政放權的大形勢下，未來海洋油污水處理裝備的管理將依賴于行業協會的專家決策和評估團隊。強化責任意識，管控科技學術腐敗，避免“官員任性”向“專家任性”轉移，建立質量擔保責任制度將行之有效。海洋油污水處理裝備質量擔保責任，針對海洋油污水處理裝備研發的參與者、生產者、推廣應用者和決策與評估者不履行職責，從而導致項目失敗、應用效果低下、社會和國家資源浪費等不良后果而應承擔的質量擔保義務，并負有相應的法律責任。針對不同環節的參與者，按參與者的職責，分別承擔不同的質量擔保責任，建立質量擔保責任清單或責任承擔標準，納入海洋油污水處理裝備管理標準體系。4．2．5建立動態監管與跟蹤制度結合科技部推出的改革方案，在海洋油污水處理裝備行業協會的組織下，召集行業專家團隊，組織海洋油污水處理裝備研發項目評審、立項、過程管理和結題驗收等工作，重點對項目研究過程進行動態跟蹤管理，并對成果及應用效果進行綜合評估，形成標準化管理流程和環節，適時對項目研發進行干預和控制，對項目取得的優秀成果進行及時推廣和應用。4．2．6建立目標明確和績效導向的激勵與制約制度在海洋油污水處理裝備研發與應用領域，應當緊隨國家科技管理改革的步伐，同步建立海洋油污水處理裝備技術進步的目標，對裝備研發與應用的全過程進行公開透明的責任專家監督與社會監督的雙重監督。對項目研發集體與個人、項目推薦專家與機構、項目評審專家與單位，同時建立責任追究與成果獎勵的“三公”制度，強化責任制度，鼓勵和激發社會資金和海內外行業優秀人才投入到海洋油污水處理裝備的研發與應用領域，推動行業發展和進步。4．2．7建立統一的評估機制使用國家資金的項目或研發產品示范應用，要引入第三方監督和評估機制，進行項目事中監督評估和事后效果評估。第三方監督評估機構應當是具備相應職能和技術水平的社會機構，根據項目性質和內容的需要，通過委托或公開招標的方式確定。評估的內容應該由行業協會在建立海洋油污水處理裝備標準體系過程中一并確立，在規定評估指標體系的同時，明確評估結果對項目相對人的制約作用，且確保有效。
5結論
依托國家領域內專家庫的技術支持，通過行業協會的組織與協調，建立起包括機構、流程、質量保障、動態監管、激勵制約等內容的管理標準體系，建立起包括應用性、操作性、材料與工藝、能源消耗與環保、可持續發展等內容的技術標準體系，形成要素齊備、結構嚴密、功能完整的海洋油污水裝備標準化工作流程，提升海洋油污水處理裝備的建設能力，趕超國際先進水平，促進國家海洋戰略在海洋油氣資源開發利用領域的快速發展。
參考文獻
［1］國家海洋局．2014年中國海洋環境狀況公報［Z］．
［2］陳李斌．國外油田含油污水處理技術現狀與發展［J］．中國石油和化工，2005（3）：38－41．
［3］袁惠新，曾藝忠．旋流分離技術的現狀與應用前景．化工機械，2002，29：359－362．
［4］張小海．質量管理體系標準中的質量技術及應用［J］．工業工程與管理，2013，18（1）：20－24．
［5］王文若，高學廷，陳珣．海上固定平臺生產油污水處理系統的檢驗［J］．石油和化工設備，2014（4）：68－70．
［6］江永勝．對天津港油污水處理系統完善提高的探討［J］．中國海事，2006（8）：56－58．
［7］余兵，馬月明．油污水處理系統的改進［J］．電力科技與環保，2001，17（1）：21－24．
［8］王同生．淺論油田水處理設備的現狀與展望［J］．石油機械，1999，27（7）：1－4．
［9］馮叔初．油氣集輸［M］．東營：石油大學出版社，1988．
［10］李國珍，，董守平．油水分離技術及其進展［J］．油氣田地面工程，2001，20（2）：7－9．
［11］胡曉林，劉紅兵．幾種油水分離技術介紹［J］．熱力發電，2008，37（3）：91－92．
海洋能論文范文5
在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。
一、海洋環境特征
對各類污染物的作用機理和規律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。
此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。
在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。
在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。
針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。
在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。
應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。
能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。
二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究
海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。
90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。
在我國北方海域，冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。
我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。
近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。
海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。
因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。
三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施
為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。
人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。
由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。
隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發展，城平建設中的污水深海排放技術，感潮水域污水多點排放漂移擴散研究，天然海灣、人工湖及人工運河的水質交換能力，人工沙灘的保護措施，灘涂圍墾對水域環境的影響等，都將是需要認真解決的問題。
鑒于黃河三角洲海岸線不斷依退所帶來的國土面積減少、陸上設施受到威脅甚至破壞、對黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開發、灘涂圍墾和岸灘保護及整治工程對水域影響所引起的環境問題及其對策，也是需要重點研究的課題。
以主要經濟發達的河口和海岸帶地區以及主要海域的經濟發展為背景，建立一個數字化的區域經濟發展模擬系統。與防災、抗災和減災決策支持系統一樣，將環境工程、水利工程、土木工程與網絡技術、計算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立模型，通過多媒體技術，形象化地針對經濟發展規劃，預測由于發展經濟帶來的海域環境水污染的惡化、海洋自然災害（臺風、巨浪、風暴潮、地震、冰害、地質災害）頻發的情況。人類活動特別是大規模工程建設所引起的海洋環境的變遷和海岸演變，以及它們之間的相互作用，用數字手段統一地加以處理，建立智能化的決策支持系統，以促進國民經濟持續、健康地發展，將會是決策部門進行宏觀決策和具體規劃時的一個十分有效的手段。
海洋能論文范文6
關鍵詞 材料成型與控制工程 課程體系 教學改革
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
新能源主要包括太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能、氫能和核聚變能以及由可此衍生出來的各種非常規能源。相對于傳統能源，新能源普遍具有儲量大、可再生、污染少的特點。因而也常被稱為可再生能源或清潔能源。在2010年制定的全省“十二五”能源發展規劃中，積極推進可再生能源發電。重點發展生物質能發電和太陽能發電。以湖北省為例，預計2015年湖北電網發電裝機容量6220萬kw，其中水電裝機3771萬kw，火電裝機2332萬kw，新能源發電裝機120萬kw（風力發電20萬kw、光伏發電30萬kw、生物質能50萬kw、垃圾發電20萬kw）。①
新材料與新能源是國民經濟和社會發展的命脈，廣泛滲透于人類的生活之中，影響著人類的生存質量。新材料是高新技術與產業發展的基礎性與先導性行業，每一次材料技術的重大突破都會帶動一個新興產業群的發展，其研發水平及產業化規模已成為衡量一個國家經濟發展、科技進步和國防實力的重要標志。新能源的迅速發展，最終離不開新材料推進。新能源材料的開發已經越來越引起世界各國研究機構的廣泛重視，新的技術和成果不斷涌現?？梢哉f，新能源材料的開發和利用已成為社會可持續發展的重要影響因素。
為適應時代的需要，國家大力培養這一新興產業的專業人才。工學材料類專業的調整幅度最為突出。新設置的材料類冶金工程、金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料工程等四個專業從原則上覆蓋了原來的（1993年教育部頒布的高等學院本科專業目錄）材料類的有色金屬冶金、冶金物理化學、冶金、金屬材料與熱處理、金屬壓力加工、粉末冶金、復合材料、腐蝕與防護、鑄造、塑性成形工藝及設備、焊接工藝及設備、無機非金屬材料、硅酸鹽工程高分子材料與工程以及化工類的高分子材料及化工等近十五個專業。近幾年來我國材料科學教育改革的迅速發展，幾乎全國所有設有有關材料專業的院校均已程度不同地參與了材料學科教育改革，并且開始出現了力圖根本突破原教育模式的新思路新方案。教育部2010年7月批準在浙江大學、華中科技大學、中南大學等十一所高校設立新能源科學與工程專業，在四川大學、中南大學、湘潭大學等十五所高等院校設立新能源材料與器件專業。目前，湖北省武漢市共有高校26所，大部分的工科院科都設置有材料學科，且教學和科研實力都較強。其材料專業中以金屬材料、無機材料、高分子材料為主，華中科技大學、武漢大學等一流大學已經進入了新能源材料的研究。
1 當前課程體系存在的問題
自1998年國家教育部將原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等專業合并成為“材料成型及控制工程”專業后，原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等老專業變成了新專業所包含的學科方向。我國新的“材料成型及控制工程”專業的專業課程設置、教學計劃、教學大綱等，總體上的一致之處是壓縮了原來的專業知識的教學內容，但目前還沒有形成統一模式。②“材料成型及控制工程”是寬口徑的新專業，辦學歷史很短，完善的課程體系尚處于初始探索階段。現行的材料成型及控制工程專業課程體系中以金屬材料為主要方向，與新能源產業的高速發展不適應，對學生的就業也造成一定影響。
1.1 學科導論課定位不準
在目前“材料成型及控制工程專業”的課程體系中，金屬材料仍占有較大的份量，教學內容對非金屬材料，特別是新型復合材料的闡述較少，沒有體現新能源的發展對新材料的重大影響。
1.2 課程分配沒有結合新材料的發展
雖然在現行的課程體系中，理論課時較多，但專業課程中力學基礎理論課時少，相關的基礎理論支持性理論不全面，綜合性和設計性實驗項目較少，致使學生面對大型結構件材料的認識不足，對新能源領域中計算機軟件的接觸機會較少。
1.3 所開課程與實際應用聯系不夠緊密
目前開設的課程中，學生的實際應用環節較少，生產實習中，學生大多以參觀的形式進入相關企業，時間倉促，無法深入地認識企業。實驗設備有限，與新能源材料相關的實驗設備更少。學生很難理解課程內容，實際應用更難。在課程體系中，只注意傳統材料科學與技術教學的設置，不能滿足現代工程教育的需要。
1.4 實踐教學目標不明確
實驗教學中采用金屬材料工程的設置內容較多，大多數為對理論教學內容與知識的驗證。實踐教學的系統性不強，缺乏創新性的設計性強的動手實踐內容，不能對學生進行全方位系統的工程思維進行訓練。實踐課程設置形式單一，理想狀態下的實驗實訓脫離了“面向崗位”的宗旨。③
2 面向新能源發展的優化方向
為滿足社會需求，材料成型及控制工程專業培養的人才應比原來單一專業的人才所具備的知識結構應更合理，知識面應更寬，所具備的綜合素質應更好，適應性應更強。④課程體系的可從以下幾個方面進行優化。
2.1 面向新能源的快速發展，提升專業的方向特色
隨著新能源的不斷發展，新型復合材料及大型材料結構件的覆蓋面越來越廣，與其他學科間的交叉滲透也在不斷加強，本學科目前的專業設置和學科研究方向要能滿足本學科相關行業今后對人才的需求，結合地理優勢加強特色內容的教學，不斷通過專業課程的調整和改革，培養出合格人才，推動區域經濟的發展。
2.2 優化課程體系，培養綜合素質，突出“實踐、實用”
課程體系可按圖1的模式進行優化，在完善現有的培養方案的基礎上，注重知識體系的構建和課程內容的設計，體現培養的科學性和專業化。從知識結構、能力培養來滿足新能源發展的素質要求，同時抓好課程內容和實踐環節，梳理完整的學科結構，重視生產技術的應用和獲取知識的科學方法，以綜合能力的提高為目標，并推動專業建設的可持續性發展。
2.3 模塊分類強化，突出“實踐、實用”教育理念
對課程體系進行模塊分類（如圖2）后，逐一完善和改進。新的課程體系強化核心基礎課程，形成理論力學——材料力學——結構力學——工程熱力學等不同層次的力學知識體系。引進新能源材料的熱點，加入桿塔設計、大型材料結構件設計方向的課程。實踐學習類課程加強對當前新能源科技發展信息的吸取，增加應用軟件的學習，以工程軟件實訓的形式加強計算機應用能力。在人文社會科學類模塊中，加入鍛煉學生的溝通及表達能力的課程，如學術講座、論文寫作、溝通與交流等內容，培養未來現代工程的職業精神。優化的課程體系既夯實基礎又提高綜合素質，學生也具有了相應的材料應用維護、管理所必需的設計和測試能力，突出了“實踐、實用”教育理念。
2.4 探討專業新需求，實現本專業的可持續發展
對“材料成型及控制專業”畢業生的社會就業情況進行全面的社會調查，研究本學科專業的發展態勢和對專業人才的知識結構、能力結構、人文素質、創新素質的具體要求，探討新能源的發展對“材料成型及控制工程專業”的課程新需求，一方面實現可持續發展的專業辦學特色；另一方面，通過課程體系的優化，促進教學思想的不斷更新，以“新材料”推動師資培訓的“新發展”，以合理的課程體系幫助學生順利就業。
3 結語
在結合當前新能源快速發展的條件下，探索“材料成型及控制專業”課程體系特色，新的專業培養模式既要體現國內外的“大材料”思想，又要具有較為鮮明的新能源和地方特色，以適應專業發展的要求。優化的課程體系既滿足“大材料”通才教育，又合理規劃好新能源發展條件下“材料成型及控制工程”專業的新內涵和外延，突出金屬材料、復合材料的在新能源行業的應用和設計專業范圍，探索新的專業課程結構和完整的培養體系。
注釋
① 周世平.新能源技術與湖北能源發展綜述[J].湖北電力，2011.35（5）：1-6.
② 樊自田，魏華勝，陳立亮，等.建設新型課程體系 培養寬知識面人才[J].高等工程教育研究，2004（1）：11-12.
