綠色工程 C 量化問(wèn)題，解決問(wèn)題

可再生能源發(fā)電
可再生能源發(fā)電涵蓋了很多方面技術(shù)，包括風(fēng)能、太陽(yáng)能（光伏發(fā)電與熱能發(fā)電）、生物燃料、水能、潮汐能、地熱甚至還包括高能物理。在環(huán)境適應目標和不斷加強的政府法規的驅使下，這些領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)在全世界發(fā)展地很快?，F在，超過(guò)50個(gè)不同政治、地理和經(jīng)濟條件的國家都在可再生資源進(jìn)行發(fā)電中設置了較高的目標（見(jiàn)表1）。

表1 政府為可再生能源所設置的目標
風(fēng)力發(fā)電以40%的比率，在全球可再生能源（不包括大型水電）的利用中高居榜首。此外，根據預期：風(fēng)力發(fā)電機的裝機容量將繼續以每年25%至30%的速率遞增。2007年，風(fēng)力發(fā)電總瓦數已逾90 GW。風(fēng)電機組的各項開(kāi)發(fā)和工程應用十分復雜，涉及結構分析、機器狀態(tài)監控、電能質(zhì)量與性能監控、環(huán)境監控與現場(chǎng)測試、汽輪機控制、測功機和性能測試等各個(gè)領(lǐng)域。其中最大的挑戰之一是開(kāi)發(fā)精確的控制系統降低強風(fēng)對風(fēng)電機產(chǎn)生的破壞。工程師必須利用復雜的算法控制來(lái)控制風(fēng)電機, 當風(fēng)速小于額定風(fēng)速時(shí),能調節系統的轉速來(lái)實(shí)現風(fēng)能的最佳利用, 當風(fēng)速在大于額定風(fēng)速時(shí), 能通過(guò)調節葉片的漿距角來(lái)使系統維持在恒定的轉速。NI LabVIEW實(shí)時(shí)軟件以及PXI硬件是對這些算法進(jìn)行原型開(kāi)發(fā)、測試其可靠性以及驗證其性能的關(guān)鍵組件。此外，為了滿(mǎn)足更大發(fā)電量的需求，需要安裝更大尺寸高達350英尺的葉片, 風(fēng)電工程師必須根據結構和空氣動(dòng)力學(xué)對葉片進(jìn)行更為復雜的設計。
太陽(yáng)能制造商希望降低太陽(yáng)能電池的材料成本并且提高其工作效率。他們需要更簡(jiǎn)單、更快捷的方法對設備光伏輸出性能進(jìn)行測試，對半導體封裝過(guò)程進(jìn)行細致和精確的控制，以及對太陽(yáng)能電池陣列并網(wǎng)進(jìn)行精確的功率品質(zhì)測量。
風(fēng)能和太陽(yáng)能應用的要求雖然并不能代表所有應用的需求，但是它們能夠大致反應出所有開(kāi)發(fā)可再生能源應用的工程師為了尋求測量和設計下一代技術(shù)更好方法的需求。
環(huán)境監測
聯(lián)合國政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )（IPCC）2007年的評估報告聲明隨著(zhù)全球氣溫與海洋溫度的上升趨勢，大面積冰雪的熔化擴散以及海洋水位的上升等證據的出現，全球變暖是十分明顯的。通常認為在氣候變暖中的一個(gè)主要因素是大氣中溫室氣體的增加。
控制和降低溫室氣體排放的措施在不斷實(shí)施中。1997年，京都協(xié)定書(shū)指定了在2012年之前將溫室氣體（GHG）排放減少到低于1990年水準的藍圖。
精確跟蹤并監督GHG的實(shí)際排放是京都協(xié)定書(shū)的核心，如果不可能直接測量實(shí)際GHG排放，使用基于活動(dòng)的功率消耗來(lái)替代測量和計算也是很有效的方法。不管在哪種情況中，實(shí)測數據的可用性和可靠性都隨著(zhù)越來(lái)越多制度的實(shí)施和經(jīng)濟影響的產(chǎn)生而變得越來(lái)越重要。

圖2：二氧化碳、甲烷、一氧化二碳是京都協(xié)定書(shū)中六種溫室氣體的三種，并且被IPCC確認為需要控制和減少的對象氣體