二月十三日,西安理工大學趙躍教授(中)在實驗室和同學們探討科研問題。

《流浪地球2》的熱映引起了中國硬核科幻電影風暴,太空電梯、數字生命、月表核爆,讓廣大觀眾大呼過癮。影片中的“太陽氦閃”也成為熱議話題。

在西安理工大學,就有這樣一位研究“太陽”的老師。他積極探索光能利用,致力于新能源發電的控制科學研究,幾十年如一日。他的研究成果走出實驗室,成為光能高效利用的助力器;他的足跡踏遍黃土高坡上的光伏電站,為我國“雙碳”目標的實現作出貢獻。他,就是西安理工大學自動化與信息工程學院教授趙躍。

實驗室成果沾上“泥土氣”

兔年春節剛過,趙躍就來到榆林市定邊縣。他此行的目的地是一家建在大漠深處的太陽能光伏電站。

此前,這家光伏電站的跟蹤設備出現問題,導致部分組件不能自動對太陽進行跟蹤,影響了發電效率。經過研判,趙躍給出了解決方案——用自己團隊研制的光伏跟蹤控制器替代損壞的光伏跟蹤設備,重新讓光伏跟蹤控制器成功“追日”。

本次使用的光伏跟蹤控制器是光伏跟蹤設備的升級產品,能夠自動計算太陽的方位角,然后輸出指令給驅動器,驅動太陽能光伏發電設備自動跟蹤太陽運行。

“每生產1度電,這些系統可以為電站節省幾分錢。對這么大規模的電站來說,可別小看這幾分錢,累加在一起,就能降低上千萬元的成本,可以提高整個電站的投資收益率?!壁w躍的研究成果應用,成為科研成果轉化為現實生產力的生動注腳。

目前,趙躍團隊的光伏跟蹤控制器走進了很多國內龍頭企業和跟蹤支架廠家、電力集團等。黃河水電、國家電投等知名企業都對趙躍團隊的光伏跟蹤控制器給予充分肯定。

“科研成果只有應用到生產一線才能發現問題,科研人員只有掌握第一手資料才能解決具體問題。”趙躍說,實驗室里的成果不能高高在上,要貼近一線,沾著泥土、帶著露珠、冒著熱氣。

一年中,趙躍三分之一的時間在教學,三分之一的時間在實驗室,還有三分之一的時間奔波在全國各地的光伏電站和試驗場站。

除了研究光伏跟蹤控制器,趙躍還肩負著攻克大尺寸半導體硅單晶體生長過程中良率提升的重任。硅的單晶體不僅可以用來制造高效的光伏電池板,還可以用來制造集成電路。在硅晶體生長領域,趙躍擔任國家級實驗工程技術研究中心——晶體生長與系統集成國家地方聯合工程研究中心常務副主任。

“我們實驗室可以做12英寸電子級的硅片。這是目前國內領先、世界主流的硅片?!壁w躍說。

解決新能源利用關鍵問題

趙躍以“追日”二字為自己的研究成果命名。

目前,在清潔能源利用上,光伏發電和光熱發電都是將太陽的光能轉化為電能。光伏電池板是固定的,而太陽東升西落、不斷運動,光伏發電在早晚太陽初升降落時,發電量很低,正午太陽高懸時,發電量又很高。趙躍團隊研發的追日系統就是解決這個新能源利用的關鍵技術問題。

在實驗室,趙躍說:“追日系統就是給現場的大型地面電站光伏電池板安裝上跟蹤太陽運動的控制系統。這個控制系統能夠自動檢測太陽的方位,控制機械機構產生運動,跟蹤太陽,讓光伏電池板發電量更優化,提高發電效率效益?!?/p>

經過不斷研發和測試,目前,在北緯36度安裝追日系統后的光伏電站發電量提高15%,經濟效益非??捎^。不僅如此,安裝了追日系統的光伏電池板,逐日而不蔽日,能夠優化土地配置,為農作物及畜牧養殖提供適宜的生長環境,創造更好的經濟效益和社會效益。

在太陽能光伏和光熱跟蹤領域鉆研多年,趙躍研發的新技術得到廣泛應用,取得了豐碩成果。作為主要完成人,他參與信息與控制工程國家級實驗教學示范中心建設項目,并主持省級實驗教學示范項目的建設。他先后主持國家科技重大專項子課題、國家863重點項目子課題和陜西省科技統籌計劃重點項目等數十項科研課題,獲國家技術發明獎二等獎1項、省級科技進步獎一等獎2項、省級技術發明獎一等獎1項。2022年,趙躍團隊又獲得3項跟蹤式光伏發電設備專利。

在“雙碳”目標推動下,能源綠色低碳轉型是大勢所趨,加快實施可再生能源替代行動勢在必行,這為趙躍的科研成果研發轉化、服務經濟社會發展提供了更為廣闊的空間。

“企業需求是科學研究的‘指示燈’,科研成果則是促進企業發展的引擎,抓住國家對綠色低碳產業扶持力度不斷加大的機遇,我們一定會為國家的新能源事業多做一些事。”趙躍對未來信心十足。

產學研用深度融合

從榆林市定邊縣回來后,趙躍沒顧上休息,第二天就趕到了位于西咸新區的公司,和團隊成員商量最近要再招聘幾名工程師,提高產品的技術水平,擴大公司的規模和影響。

2021年,作為科技成果轉化“三項改革”的試點單位,西安理工大學率先推行職務科技成果單列管理,明確職務科技成果退出現有的國有資產管理范疇,不再納入保值增值考核范圍,允許教師以專利作價入股等方式轉化職務科技成果。

借助“三項改革”帶來的契機和秦創原的政策紅利,2022年6月,趙躍將10余項專利成果作價,在秦創原創辦了光伏技術研發與應用公司,加快了科技成果轉化步伐。

“光伏電池板的使用壽命大約是25年,淘汰的大量光伏電池板會變成有害垃圾。我們公司在太陽能光伏電池板回收再利用方面開展研究?!壁w躍說。

團隊開發了整套設備,從廢舊光伏電池板的拆框到硅玻分離,再到提純硅料,并將重新純化的硅料再應用到光伏組件中,使整個光伏產業變成一個綠色環保、可持續可循環的產業。目前,在全球范圍內建成的光伏電池板回收生產線屈指可數。在合作伙伴的支持下,趙躍團隊已經從部分光伏電站回收光伏電池板,建立了生產線。

公司的成立,讓光伏跟蹤控制器批量生產成為可能。作為科技成果轉化專業公司,趙躍團隊利用控制系統自動生產、測試、標定產品,實現大規模推廣應用。2022年,第一批安裝的光伏跟蹤控制器已在青海的光伏電站運行。

盡管公司創辦僅半年,但發展勢頭超出了趙躍預期。他說:“我們已經簽訂了近500萬元的合同,已完成了200多萬元的光伏跟蹤控制器供貨?!?/p>

面對新的一年,趙躍信心滿滿地說:“我們的目標是收入過千萬元,獲批的專利能迅速落地。借著‘三項改革’的春風,團隊有信心在產學研用深度融合上作出新貢獻。”

來源:陜西日報

責任編輯:黃蕊