新能源材料应用技术
一、专业代码:430307
二、修业年限:基本学制三年
三、培养目标
本专业培养适应新能源产业发展需求,具备良好的科学文化素养、职业道德和创新意识,掌握新能源材料的基础理论、制备技术和检测方法,具备晶硅组件生产及质量检测、薄膜电池生产及质量检测、储能电池生产及质量检测、储能系统装配与调试、氢能源技术等专业能力的高素质复合型技术技能人才。毕业生可面向光伏组件生产、储能电池制造,新能源系统运维等领域,从事生产、检测、维护等相关工作。服务于光伏、储能、风电、氢能等新能源产业链的高端制造、检测及运维,培养具备绿色低碳理念和新能源系统集成能力的高技能人才。
四、学生发展
1.职业资格证书
表1 本专业能考的职业资格证书
序号 | 考核项目 | 考核发证部门 | 要求 |
1 | 电池制造工 | 浙江省人社厅 | 选考 其一 |
2 | 电池及电池系统维修保养师 | 浙江省人社厅 | |
3 | 光伏组件制造工 | 浙江省人社厅 | |
4 | 光伏发电运维值班员 | 浙江省人社厅 | |
5 | 化学检验员 | 浙江省人社厅 | |
6 | 光伏发电运维管理师 | 国家职业资格培训鉴定实验基地 |
2.实施“1+X”证书制度
本专业鼓励学生考取相关职业技能等级证书,如电池制造工、光伏组件制造工、光伏发电运维管理师、电池及电池系统维修保养师等,以提升就业竞争力。
3.就业领域
(1)新能源材料研发与生产:从事光伏组件、储能电池(如锂离子电池)、风机叶片等材料的研发、生产及质量控制工作。
(2)储能技术与系统管理:包括电池设计、性能测试、储能系统集成及调试,服务于电动汽车、储能电站等领域。
(3)新能源发电系统安装与运维:参与光伏电站、风电场等新能源发电系统的安装、调试及运行维护。
(4)质量检测与认证:负责新能源材料及产品的性能检测、质量认证及标准化管理。
(5)新能源产品营销与市场开发:从事工商业分布式电站推广、新能源设备销售及市场分析。
(6)其他:新能源汽车、智能微电网运维、储能电池维修保养、绿色能源项目规划等领域。
4.对接产业
该专业主要服务于新能源产业链的上游和中游。
(1)中游产业。光伏产业中游包括光伏装备(如晶硅、薄膜电池、钙钛矿电池、其他新型太阳能电池)、风电装备(如风机叶片)、充电桩等。储能中游产业包括储能电池、氢燃料电池、电池管理系统(BMS)等。
(2)下游产业。包括集中式光伏电站、分布式光伏电站及光伏应用产品,储能系统的集成、安装及运维。
5.对应职业:光伏组件生产技术员、储能电池生产技术员、储能系统装配技术员、风电机组生产技术员、新能源发电设备安装技术员、新能源发电运维技术员、新能源产品检测技术员。
6.升本专业:新能源材料与器件、新能源科学与工程,氢能科学与工程等新能源相关的本科专业。如果允许还可以跨考电气类、电子信息类等相关专业。
7.就业前景:随着全球对清洁能源需求的增长,该专业就业前景广阔,尤其在光伏、储能、新能源汽车等行业需求旺盛,薪资水平较高。
五、主要核心课程与实践环节
主要核心课程有:无机与分析化学、电气控制与PLC、电化学基础、电工电子技术、光伏电池制备技术、晶硅组件制备技术、薄膜电池制备技术、储能电池制备技术、新能源材料检测技术、新能源发电与储能系统安装与运维等。主要核心课程简介如表2所示。
表2 主要核心课程
序号 | 课程名称 | 教学要求 |
1 | 无机与分析化学 | 本课程旨在学生能理解和掌握无机化学基础理论、元素化学性质及分析化学原理,无机与分析化学基础实验知识。能正确使用分析天平、酸(碱)式滴定管、移液管、容量瓶、酸度计、分光光度计等基础实验与分析检测仪器;准确记录和处理原始数据,分析实验结果,得出正确结论,撰写实验报告。同步对接职业技能大赛要求,也为后续专业课程奠定基础。培养学生新能源材料化学基础知识与分析技能。 |
2 | 电工电子 技术 | 掌握电工电路和电工器件的基本知识,常用电工仪器仪表的使用;掌握电机控制电路接线知识,基本直流电路与交流RL电路分析和应用能力,初步具备电工电路分析计算和电机控制电路接线测试能力;掌握电工技能以及用电安全操作规范。具备基本的电气控制技能。 |
3 | 电气控制与PLC | 掌握从事工业现场电气控制线路故障检修、设计及PLC程序开发的能力,能够使用电气控制和PLC技术对工业生产设备进行控制,并具备对各种电气控制系统的安装、调试和排除故障的基本能力。 |
4 | 电化学基础 | 理解电化学基本原理与核心技术体系,理解化学电源设计原理、关键材料及制备工艺;了解金属电沉积、表面处理及电解合成技术,腐蚀电化学理论与防护技术体系;掌握电化学技术基础知识及其在金属腐蚀、金属电沉积及化学电源等方面的实际应用。 |
5 | 光伏电池制备技术 | 围绕晶硅电池生产过程,介绍晶硅电池片生产工艺流程,主要有:材料准备、制绒、扩散、刻蚀、去PSG、镀膜、印刷电极、烧结、检测。对各个任务工段的原理、工艺流程、设备运行管理、常见问题及解决措施、作业指导书的制定等内容。 |
6 | 晶硅组件制备技术 | 掌握晶硅组件制备的基本知识、工艺流程及其设备的操作与维护等技能;掌握影响晶硅组件质量的主要原因、控制指标及解决方法;掌握相关质量控制标准、检测设备基本工作原理与操作技能;能对晶硅组件常见工艺问题进行处理和工艺优化。培养学生具备从事晶硅组件制备、质量控制检测等工作的基本能力。了解数字化工厂生产管理流程。增强学生的工程实践能力与创新意识,为其未来在晶硅组件制备岗位领域奠定基础。 |
7 | 薄膜电池制备技术 | 掌握薄膜电池制备技术的核心流程,包括材料选择、薄膜沉积、电极制备、封装等关键环节。了解薄膜电池性能评估的基本方法和标准,包括光电转换效率、稳定性、寿命等关键指标。掌握影响薄膜电池质量的主要原因及解决方法,能对各类薄膜电池制备中常见的工艺问题进行处理,具备分析和优化薄膜电池工艺的基本能力。掌握薄膜电池主要性能检测标准和检测方法,并能熟练使用相关测试仪器,理解相关基本原理。培养学生薄膜电池制备与质量检测的实践技能与实际问题解决能力,落实绿色低碳要求。 |
8 | 储能电池制备技术 | 掌握储能电池基本工作原理,锂离子电池制备工艺流程和关键生产设备操作等知识和技能;掌握储能电池的制备工艺方法(包括电极材料的制备、电解液的配置、电池的组装等关键技术)和性能检测技术,理解相关原理与理论(电极反应、离子传输、电荷转移等过程),理解影响电池生产质量的主要原因,能够处理生产中出现的基本问题。掌握材料控制质量标准与质量检测技能;废液排放及回收标准,落实绿色低碳要求。具备电池制备的基本工程能力和分析解决实际问题的能力。 |
9 | 新能源材料检测技术 | 掌握新能源锂电池与光伏电池的工作原理,熟悉新能源标准检验指导书(SIP)的制作,以及光伏组件和锂电池的IEC、UL认证内容与流程。具备CNAS认证检测能力,了解CNAS对光伏材料和储能材料的认可要求。能够编写新能源标准检验指导书,开展检测体系运行问题的核查与改进,统筹与CNAS相关的监督评审,具备在新能源材料领域从事质量评估与质量管理的能力。 |
10 | 新能源发电与储能系统安装与运维 | 以光伏电池与锂电池知识为基础,掌握新能源发电与储能系统安装运行的相关知识,常用设备的组成结构、工作原理,常见故障处理、检测分析方法与智能运维技能。具备运维新能源发电与储能系统的基本能力。 |
主要实践性教学环节:强调理论与实践结合,设置有丰富实验实训课程,主要有:无机与分析化学实训、电工电子实训、电气控制与PLC实训、新能源检测实训、光伏电池制备实训、光伏组件生产与检测实训、储能电池制备与检测实训等。同时,在第二学期开设了新能源相关企业认识实习,在第三学年相继安排企业实践和岗位实习、毕业设计等实践环节,以提升学生的实际操作能力和就业竞争力。
六、教学条件
1.师资团队
专业带头人:具有教授职称、博士学历、硕士生导师。能够较好地把握国内外新能源材料应用技术专业的发展,能广泛联系行业企业,了解行业企业对新能源材料应用技术专业人才的实际需求,专业研究能力强,组织开展教科研工作能力强,在本区域或本领域具有一定的专业影响力。
师资团队:新能源材料应用技术专业有一支结构合理、专兼结合的教师团队,共计18人,其中现专任教师13人,兼职教师5人。教授6人、副教授2人,高级占比44.4%;具有博士学位8人,博士学位占比44.4%;12人为双师教师,占比66.7%。
兼职教师:主要从事光伏与储能制造施工与检测领域相关企业工程师聘任为兼职教师,且具备良好的思想政治素质、职业道德和工匠精神,具有扎实的新能源工程与检测知识,丰富的实际工作经验,具有中级及以上相关专业职称,能承担专业课程教学、实习实训指导和学生职业发展规划指导等教学任务。
2.教学设施
环境能源学院依托学校公共教学设施办学,并在六石新校区建有一座建筑面积12000平方米的专业教学实训大楼,设有50座专业教室12个、智慧教室3个、150座专业教室2个。
学院相关实训室有:无机及分析实训室、有机化学实训室、仪器分析实训室、新能源材料实验室、光伏器件组装实训室、储能电池实训室、新能源材料检测实训室、电子电工实训室、电气控制与PLC实训室、材料工程基础实训室、新能源应用技术竞赛实训室。还有:环境微生物实训室、水污染治理实技术训室、大气污染治理技术实训室、固体废物处理与资源化技术实训室、噪声控制技术实训室、土壤修复技术实训室、环境监测技术实训室、虚拟仿真实训室、环保设备安装与维护技术实训室和环境工程技术竞赛实训室等。新能源材料应用技术专业主要实训室如表表3。
表3新能源材料应用技术专业实训中心
序号 | 实验实训室名称 | 序号 | 实验实训室名称 |
1 | 无机及分析实训室 | 7 | 虚拟仿真实训室 |
2 | 有机化学实训室 | 8 | 电子电工实训室 |
3 | 新能源材料实验室 | 9 | 电气控制与PLC实训室 |
4 | 光伏器件组装实训室 | 10 | 材料工程基础实训室 |
5 | 储能电池实训室 | 11 | 水污染治理实技术训室 |
6 | 新能源材料检测实训室 | 12 | 固体废物处理与资源化技术实训室 |
设备仪器:学校投资1000多万元购置了一大批仪器设备以满足教学实训与科学研究的需要。其中包括可编程控制器综合实验装置(主站)、电工电子综合实验平台、光伏组件制备工艺设备、锂电池组装工艺设备、手套箱、电池安全评估放电设备、电化学站等新能源材料检测设备。具有分析仪器如:气相色谱-质谱联用仪、电感耦合等离子体质谱仪、液相色谱仪、气象色谱仪、原子吸收分光光度仪、紫外/可见分光光度仪、生物显微镜等仪器和水污染治理、废气治理、固废处置、土壤污染治理等设备。
3.产教融合校企合作
环境能源学院与多家大中型企业建有稳定的实践教学基地和产学合作关系。与浙江东望时代科技股份有限公司、浙江新东阳建设有限公司、浙江华川实业集团有限公司、横店集团东磁股份有限公司、浙江庄恒科技股份有限公司等20多家企业建立了长期、稳定的合作关系。为建设新能源材料应用技术专业,学院正在与浙江金华一批光储储能龙头企业进行洽谈(名单如表4),建立学生实践实习基地,满足认识实习、企业实践、岗位实训和毕业实习的要求;同时为学生就业提供有力保障,也为教师提供科研服务的平台。
表4 实训、实习基地一览表
实训基地名称 | 实训内容 |
东阳利维能新能源科技有限公司 | 储能电池制备及性能检测 |
浙江欣旺达电子有限公司(兰溪) | 储能电池制备及性能检测 |
浙江锂威能源有限公司(兰溪) | 储能电池制备及性能检测 |
横店集团东磁股份有限公司 | 储能电池制备及性能检测 |
浙江晶澳太阳能科技有限公司(义乌) | 晶硅组件制备及性能检测实训 |
浙江爱旭太阳能科技有限公司(义乌) | 晶硅组件制备及性能检测实训 |
浙江晶科能源有限公司(海宁) | 晶硅组件制备及性能检测实训 |
浙江东方日升新能源有限公司(义乌) | 晶硅组件制备及性能检测实训 |
浙江天合光能有限公司(义乌) | 晶硅组件制备及性能检测实训 |
七、科研竞赛及各类活动
鼓励学生参加新能源领域的技能竞赛、科研项目和创新创业活动,提高学生的综合素质和实践能力,培养具备创新精神和团队协作能力的技术技能人才。