第十四期上海交通大學大學生創(chuàng)新實踐計劃優(yōu)秀項目信息

項目名稱：一種新型光伏建筑一體化與相變儲熱系統(tǒng)的數(shù)值模擬和實證分析

參與學生：機械與動力工程學院 趙家鑫

指導老師：機械與動力工程學院 馬濤

項目狀態(tài)：項目評價優(yōu)秀

項目簡介：

在能源危機和環(huán)境污染的大背景下，光伏發(fā)電技術被認為是當前利用太陽輻射能量的一種非常有前景的方法。但是，在許多被認為是具備光伏發(fā)電良好應用前景的地區(qū)，光伏組件的光電轉化效率卻因為快速升高的表面溫度所產生的負面影響而發(fā)生了顯著的降低。因此，為了解決該問題，學術界提出了多種解決方法。在這些解決方法中，利用相變材料以實現(xiàn)對光伏組件表面溫度進行控制的方案被認為是一種有前景并且有研究價值的方案。這種系統(tǒng)被稱為光伏與相變材料一體化系統(tǒng)（PV-PCM）。本項目研究利用理論研究、數(shù)值模擬和實驗驗證三種方法對PV-PCM系統(tǒng)和PVT-PCM系統(tǒng)（光伏光熱一體化系統(tǒng)），進行了全方位的探討。研究結果顯示，PV-PCM系統(tǒng)提升超過5%的光伏發(fā)電總量，PVT-PCM系統(tǒng)能夠達到更好的效果，同時其能夠通過光熱利用，產生能夠滿足家庭用熱水溫度的熱水，實現(xiàn)太陽輻射能量的梯級利用。本研究通過多種方法和多種系統(tǒng)的對比研究，彌補已有研究存在的數(shù)學模型簡化、比較研究缺乏和實證研究缺乏的缺陷。

項目名稱：基于大數(shù)據(jù)和機器學習的新能源發(fā)電建站輔助決策系統(tǒng)

參與學生：機械與動力工程學院 付尚揚

                  機械與動力工程學院 席曉軒

                  機械與動力工程學院 張怡潔

                  機械與動力工程學院 金屹梵

                  機械與動力工程學院 曾天生

指導老師：機械與動力工程學院 王如竹

項目狀態(tài)：項目升級

項目簡介：

我國的光伏產業(yè)正迎來飛速增長，不同于傳統(tǒng)火力電站，光伏電站單一體量小、全國分散分布，如果對所有地點都采用實地考察、調研，再做出建站決策，效率非常低下。而且缺乏全局考慮的規(guī)劃指導已經造成了我國西部地區(qū)嚴重的棄光現(xiàn)象。

本項目首先通過在SNEC第十一屆國際光伏展中的問卷調研，以及采訪交大慧谷投資部葉菁華先生，證實了解決現(xiàn)存問題的必要性。然后，我們針對輻照資源、土地成本和棄光風險，在全國360個區(qū)域進行量化，采訪了交大李勇老師實驗團隊，電訪國土資源局楚先生，并運用網絡爬蟲進行輿情分析。之后，我們走訪了上海正硅新能源有限公司，與董事長吳協(xié)祥先生和技術總監(jiān)陳長征先生進行深入交談，并使用其提供的實際工程數(shù)據(jù)修正了理論估算。最后，我們走訪中國電科院上海分院，驗證了推薦結果的合理性。

本小組成員綜合建站的成本、收益、風險，針對全國360個區(qū)域，給出一系列決策參考和推薦，并搭建網站 “光伏顧問”——www.pvcounselor.com, 設計了一套可交互的輔助決策系統(tǒng)。使得決策人員能夠在沒有實地走訪的情況下，快速獲取各地建站的相關信息，然后有針對性地進行實地考察，極大提升決策效率；另一方面，從決策層面就將棄光納入考慮，阻止棄光問題進一步惡化。

項目名稱：多模式軟體機器人系統(tǒng)研制

參與學生：機械與動力工程學院 童德中

                  機械與動力工程學院 王志成

                  機械與動力工程學院 王尚

指導老師：機械與動力工程學院 費燕瓊

項目狀態(tài)：項目評價優(yōu)秀

項目簡介:

   軟體機器人是一類新型機器人，具有結構柔軟度高，環(huán)境適應性好，親和性強，功能多樣等特點，有著十分廣闊的研究和應用前景。作為對仿生機器人研究的延續(xù),仿生軟體機器人通過主動變形和被動變形的結合使其具有出色的運動靈活性和對復雜環(huán)境的相容性,在軍事、科研、醫(yī)療等領域具有廣泛的應用前景。軟體機器人建模困難,主要采用試驗分析或使用超冗余度機器人建模方法近似研究。

本項目設計了一種多個軟體機器人串聯(lián)模式的結構，并采用一定的充放氣序列完成了其直行的功能。采用試驗分析的方法，勾畫其運動曲線，并通過matlab仿真了其真實運動狀態(tài)，能預測它在每一時刻的位置。

項目名稱：雙旋翼尾座式垂直起降轉平飛無人機

參與學生：航空航天學院 李宇軒

                  電子信息與電氣工程學院 徐康彥

                  機械與動力工程學院 盧達雄

                  航空航天學院 劉昊辰

指導老師：航空航天學院 吳俊琦

項目狀態(tài)：項目升級

項目簡介：

本項目針對傳統(tǒng)固定翼飛機和旋翼機的固有弊端，在本次大創(chuàng)中小組成員提出了一種全新的尾座式垂 直起降轉平飛無人機構型，并進行了飛行原理的確定、利用 CC3D 飛控的自定義模式設計并制作了數(shù) 架驗證機用于驗證這種構型，獲得了非常令人滿意的參數(shù)。并且針對此種構型飛機固有的抗風能力 問題和易傾倒的問題進行了許多針對性的具有創(chuàng)新性的改進。之后利用 CAD 技術，即 fluent 流場模 擬軟件和 X-Plane 飛行模擬軟件進行了真機的設計和翼型的優(yōu)化。最終利用激光切割機和 3D 打印機 等先進制造技術制作出了一架氣動效率和智能性得到顯著提升的以 Pixhawk 為飛控的真機。此種飛 機構型在在配送快遞，噴灑農藥，災害搜救方面有著很大的應用前景，在不久的將來一定會在在無 人機之林留下濃墨重彩的一筆。