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一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 學號 宋兆華 化學化工學院 2018.09-2022.06 201831045132 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 陳永東 化學化工學院 教授 能源催化，環境催化 四、項目簡介 針對甲醇汽車尾氣凈化催化劑貴金屬Pd用量大、甲醇深度氧化起燃溫度高等問題，本項目擬以Ce1-xLaxO2為載體，采用光化學還原法制備Pd1/Ce1-xLaxO2單原子催化劑，并將其涂覆在蜂窩陶瓷上制成整體式催化劑，考察其甲醇深度氧化性能；并利用XRD、XPS、TEM、球差校正高角環形暗場掃描透射電鏡（AC-HAADF-STEM）、X射線吸收精細結構（XAFS）等技術對載體及催化劑進行系統表征，揭示載體晶相、尺寸、形貌對Pd1/Ce1-xLaxO2界面結構的影響規律；結合動力學研究，建立Pd1/Ce1-xLaxO2界面結構—催化性能之間的構-效關系；為設計和開發新型高效低貴金屬甲醇汽車尾氣凈化催化劑提供理論指導和實踐基礎。

本發明公開了一種光伏光熱一體化裝置，包括光伏模塊、溫控箱、預熱水儲水箱和太陽能熱水器；其中，光伏模塊包括光伏電池和水流通道，水流通道的進水口與外界自來水管路連通，水流通道的出水口連通溫控箱，溫控箱通過虹吸管與預熱水儲水箱連通；預熱水儲水箱底部設有冷水進口和冷水出口，預熱水儲水箱冷水出口通過出水管路與太陽能熱水器連通，預熱水儲水箱冷水入口連通外界自來水管路；太陽能熱水器底部安裝有熱水出水管道。本發明光伏光熱一體化裝置利用自來水冷卻光伏電池，一方面提高了光伏電池的發電效率，另一方面也有效回收利用了光伏電池的熱能，將升溫的冷卻水儲存，使用時通入太陽能熱水器，利用了廢熱，減少了加熱時間，實現了節能。

太陽能光伏發電綠色無污染，而且我國太陽能資源豐富，水平面總輻射約 1680 吉瓦（1 吉瓦=1000 兆瓦=109瓦），大部分可以用于太陽能光伏發電。隨著光伏材料以及相關技術的發展，光伏發電成本已經大幅度降低，光伏能源作為一種新型清潔能源在我國的應用規模迅速增長。光伏發電已經跨越了示范應用階段，進入了大規模推廣的階 段。近年來，光伏發電產業規模迅速增長。截止到 2015 年 6 月底，中國光伏發電累計裝機容量達到了 35.78 吉瓦，其中光伏電站 30.07吉瓦，分布式光伏 5.71 吉瓦。根據美國 IHS 咨詢公司預計，2015 年全球光伏裝機量增長 16%~25%，達到 53-57 吉瓦之間。

太陽能光伏發電綠色無污染，而且我國太陽能資源豐富，水平面 總輻射約 1680 吉瓦（1 吉瓦=1000 兆瓦=109 瓦），大部分可以用于太 陽能光伏發電。隨著光伏材料以及相關技術的發展，光伏發電成本已 經大幅度降低，光伏能源作為一種新型清潔能源在我國的應用規模迅 速增長。光伏發電已經跨越了示范應用階段，進入了大規模推廣的階 段。近年來，光伏發電產業規模迅速增長。截止到 2015 年 6 月底， 中國光伏發電累計裝機容量達到了 35.78 吉瓦，其中光伏電站 30.07 吉瓦，分布式光伏 5.71 吉瓦。根據美國 IHS 咨詢公司預計，2015 年 全球光伏裝機量增長 16%~25%，達到 53-57 吉瓦之間。 項目特色和創新之處： 分布式光伏系統便于實施，是受到各級政府鼓勵的分布式電源模 式，但是由于在設計、管理和評價機制等方面的制約，特別是過高的 后期維護費用，使其推廣過程遇到一些障礙。高效率的分布式光伏云 基于物聯網技術，對電站中光伏組件的輸出性能進行實時的監測，并 對形成的運行數據進行實時的大數據分析，從而獲得電站運行的性能 評價指標，以及可能影響電站性能的因素，并給出進行電站性能優化 的建議，提高電站產出。由于采用了高可靠性的無線數據采集技術， 可進行無人化的值守和遠程監控，大大降低運維費用。 相比國內產品，具有通信速率高、系統可靠穩定等優勢，達到國 際先進水平。本項目方案綜合成本低，有利于增加光伏電站的透明度。 與國外同類產品相比，成本只有其 1/4 左右，具有很強的市場競爭力。 組件級的光伏電站數據采集模塊。每塊太陽能組件對應一個電壓監測模塊，方陣中每個組串串聯電流監測模塊都通過本地通訊鏈路將 數據上報至數據中繼模塊，將數據通過電站路由器上傳至云數據服務 器，傳輸過程中進行了數據加密，保證數據的可靠性和安全性，所有 的數據在云數據服務器內進行存儲與處理，用戶可通過 PC 或移動終 端進行數據的調取和查看。 主要技術指標及條件 組件級的電站數據采集系統具有速度快，可靠性高等特點，具體 的技術指標如下： 最大采集頻率：120 次/分鐘 自身平均功耗：5mA 峰值功耗：150mW 環境溫度：-20~80℃ 最大電站規模：1GWp 應用前景及社會價值： 該技術可以在已建或新建光伏電站上應用，大幅提升光伏電站的 運行質量和發電量，降低運維成本,最終實現光伏發電系統的智能管 理、智能運維、智能監控，使得光伏電站也真正進入“智能化”時代。 該項技術能夠大幅提升國內光伏電站的技術水平，從而為節能降耗做 貢獻。

汽車充電站作為電動汽車的能源補給站，是新能源汽車得以廣泛推廣的強有力保障。結合現有電網供電的光伏汽車充電站不但克服了單純利用現有電網供電的弊端，而且利用儲量豐富、價格免費、清潔、可再生的太陽能資源發電，將對節約不可再生能源，保障國家能源安全，改善環境污染問題做出重要貢獻。 東北大學建設的基于光伏發電的新型電動汽車充電站,主要有分布式光伏發電裝置、分布式儲能設備，綜合優化監控系統和智能充電樁構成，通過智能接入式能量整定裝置，能量監控核和開放式通信結構協議，結合智能的能量分配和管理、綜合優化與控制決策支持系統技術，實現能量和信息的安全可靠、高效經濟和智能接入式的分配和控制，同時可實現充電負載的快、慢速可調節充電，相關技術成果達到國內領先水平。 本項目所研制的充電樁可實現負載的快速充電，其主要由電源模塊、充電機和充電機監控系統組成，其主要特點是：   1)實現了模塊化、大功率電動汽車充電模塊在電動汽車快速充電中的應用。該充電模塊主要具有如下優點：a.采用APFC功率因數校正技術，對電網污染小；b.采用自主均流技術，可實現多臺電源冗余并聯，擴大輸出功率；c.自帶風機，強制風冷。具有過溫關機功能以及電池防反接功能。 2)充電機模塊實現APFC校正功能。由于輸入端有整流元件和濾波電容，單相AC/DC開關電源及大部分整流電源供電的電子設備，其電網側功率因數僅為0. 65左右。采用有源功率校正技術后可提高到0. 95~0. 99，既治理了電網的諧波污染，又提高了開關電源的整體效率。3)電動汽車充電樁設計方案采用ARM核心結構，實現了視頻自動監控功能。

本實用新型旨在一種可折疊便攜式微型太陽能光伏電站，包括可折疊便攜式 電池板(9)，太陽能充放 電主控制模塊M1，與M1相連的LCD液晶顯示電路M2、 DC-DC轉換電路M3、DC-AC逆變電路M4、太陽能光伏電 池陣列及蓄電池充電電路 M5、發光二極管顯示電路M6、輸出開關繼電器電路M7、輸出接口M8，其中可折 疊 便攜式電池板(9)的輸出與電路M5相連，DC-AC逆變電路M4和DC-DC轉換 電路M3分別與輸出開關繼電器電路 M7相連，同時電路M4與開關繼電器電路M7 與輸出接口M8相連。本實用新型提供了一種基于單片機控制的，可折疊、便于 攜帶的，具有多種形式電壓輸出的微型太陽能光伏電站。

超高分辨率光矢量分析設備采用“微波光子學方法”，首創具有國際領先水平的“超高分辨率光矢量分析技術”，集成了電-光、光-電和光-光3類元器件頻譜響應的測量功能，可應用于光纖通信、光纖傳感、光信號處理和集成光子學等領域。 技術特征 關鍵技術與創新點一：基于120度電橋的高抑制比光單邊帶調制技術和基于光載波抑制與平衡光電探測的非線性誤差對消技術。 關鍵技術與創新點二：光頻梳通道化測量技術和基于光希爾伯特變換的鏡像邊帶抑制技術。 關鍵技術與創新點三：多種測量模式融合與系統軟硬件集成技術。 工作波長：1528-1565 nm 最高波長分辨率：50 kHz（即0.4 fm） 幅度分辨率：0.01 dB 幅度精確度：±0.11 dB 相位分辨率：0.01° 相位精確度：±1.2° 對比國際上最高水平商用光矢量分析儀表LUNA OVA5000，設備的分辨率提升了4000倍，動態范圍提升了31倍（15dB），相位精確度提升了2.5倍（單通道40GHz范圍內），幅度分辨率也提升5倍以上，打破國外技術壁壘，實現進口替代。

面向當前人工焊接效率低下、焊接質量難于保證的缺點，以線結構光傳感器為主要感知工具，構建了一套面向3D空間曲線焊縫的焊接機器人智能導引編程系統，實現了對3D空間曲線焊件的在線感知、焊縫精確提取，以及焊縫軌跡編程軌跡的優化生成等。具體技術指標： （1）焊縫掃描精度在0.2mm以內、掃描速率最高可達1kHz； （2）可面向多種不同類型的焊縫實現自動化作業； （3）無需人工示教編程，可根據掃描模型自動生成機器人的焊接路徑。 創新點： （1）基于3D視覺處理方式，受環境影響小，無需光照條件； （2）可處理的焊縫類型多，適用面廣； （3）去人工示教，智能化編程方式。

成果來源于承擔的國家“863計劃”課題。該技術將光伏發電、太陽能集熱、熱泵供熱技術有機結合，研發了一體化的高性能太陽能光伏/集熱裝置，收集熱能的同時有效降低光伏組件溫度，光電效率可相對提高10[[%]]；基于熱泵技術對太陽能、空氣熱能進行高效捕集與復合利用，為建筑提供全年熱水與采暖，能效比達4.0以上。 該技術具有自主知識產權(ZL 200810020840.9等多項發明專利)，實現了太陽能熱電聯供及與空氣熱能的多能互補，應用前景廣闊。曾獲江蘇省技術發明二等獎。

超高分辨率光矢量分析設備采用“微波光子學方法”，首創具有國際領先水平的“超高分辨率光矢量分析技術”，集成了電-光、光-電和光-光3類元器件頻譜響應的測量功能，可應用于光纖通信、光纖傳感、光信號處理和集成光子學等領域。技術特征關鍵技術與創新點一：基于120度電橋的高抑制比光單邊帶調制技術和基于光載波抑制與平衡光電探測的非線性誤差對消技術。關鍵技術與創新點二：光頻梳通道化測量技術和基于光希爾伯特變換的鏡像邊帶抑制技術。關鍵技術與創新點三：多種測量模式融合與系統軟硬件集成技術。工作波長：1528-1565 nm最高波長分辨率：50 kHz（即0.4 fm）幅度分辨率：0.01 dB幅度精確度：±0.11 dB相位分辨率：0.01°相位精確度：±1.2°對比國際上最高水平商用光矢量分析儀表LUNA OVA5000，設備的分辨率提升了4000倍，動態范圍提升了31倍（15dB），相位精確度提升了2.5倍（單通道40GHz范圍內），幅度分辨率也提升5倍以上，打破國外技術壁壘，實現進口替代。應用范圍:設備已應用于包含海思光電子以及4家上市公司在內的數十家單位47種高端光器件的研發和生產（用戶包括：華為、長飛光纖601869.SH、中航光電002179.SZ、航天電器002025.SZ、光迅科技002281.SZ等），其中31種高端光器件在本項目設備的支撐下實現了量產；在我國高速光電芯片、新一代光通信系統、工業互聯網、智能感知等領域發揮著穩定的作用，有力支撐了我國核心光器件的自主可控和原始創新。