清華學(xué)生的陽(yáng)光團(tuán)隊(duì)收集陽(yáng)光的故事
——記清華大學(xué)第30屆“挑戰(zhàn)杯”特等獎(jiǎng)項(xiàng)目“SD太陽(yáng)能獨(dú)立供電住宅的微電網(wǎng)能源管理與智能控制系統(tǒng)”及其團(tuán)隊(duì)
特約通訊員 劉瀚波 研通社記者 方文
陽(yáng)光、空氣和水，是這世界上無(wú)處不在但是卻是最寶貴的東西。
在清華大學(xué)，有這樣一個(gè)團(tuán)隊(duì)——電機(jī)系2009級(jí)本科生黃杰、趙博石、馮光雨、雷傲宇、河暢，他們收集起陽(yáng)光，并用其給住宅獨(dú)立供電，設(shè)計(jì)了一個(gè)智能化的太陽(yáng)能住宅供電系統(tǒng)，他們用自己閃耀著光芒的智慧和凝聚力，充分利用了生活中最寶貴的東西——陽(yáng)光，為大家設(shè)計(jì)了一個(gè)創(chuàng)新健康的生活環(huán)境。
圖為團(tuán)隊(duì)合影。自左向右分別是：趙博石，黃杰，雷傲宇，何暢，馮光雨
用智慧創(chuàng)造的“陽(yáng)光住宅”
太陽(yáng)能作為新興的可再生能源，各種太陽(yáng)能競(jìng)賽正在如火如荼的進(jìn)行，其中被譽(yù)為“太陽(yáng)能界的奧林匹克”的國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽（Solar Decathlon, 以下簡(jiǎn)稱(chēng)SD）是由美國(guó)能源部發(fā)起并主辦的、以建造并運(yùn)行移動(dòng)面積70平米左右的太陽(yáng)能住宅為目標(biāo)的太陽(yáng)能建筑科技競(jìng)賽。自2002年開(kāi)始，大賽已在美國(guó)本土和歐洲成功舉辦了五屆，而由中國(guó)舉辦該賽事是2011年胡錦濤主席訪(fǎng)美期間簽署的第一個(gè)中美能源合作項(xiàng)目。由此可見(jiàn)研發(fā)高效智能的太陽(yáng)能住宅已經(jīng)成為從政府到社會(huì)民眾的迫切愿望，成為一種必然趨勢(shì)。
在清華大學(xué)第30屆“挑戰(zhàn)杯”科技賽事中，就有這樣一支隊(duì)伍，他們根據(jù)SD大賽對(duì)于參賽房屋的用電要求，設(shè)計(jì)并完成了一套收集太陽(yáng)能并利用其給住宅供電的高智能化電氣系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的核心理念為微電網(wǎng)，通過(guò)能源管理系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)合作共同構(gòu)成整套房屋的微電網(wǎng)的核心部分。該系統(tǒng)可作為高效智能的太陽(yáng)能住宅的核心組成。
隊(duì)長(zhǎng)黃杰說(shuō)，“在能源行業(yè)，使用太陽(yáng)能給住宅獨(dú)立發(fā)電，是一個(gè)大家一直在思考、但應(yīng)用到生活中存在一定困難的想法，其中一個(gè)突出的問(wèn)題就是太陽(yáng)能發(fā)電的不穩(wěn)定性和不連續(xù)性，白天發(fā)電量大，晚上不發(fā)電，晴天和陰天的發(fā)電量也不一樣，這樣一個(gè)起伏的發(fā)電量對(duì)電網(wǎng)是很不利的。”通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)討論和實(shí)地考察，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出了能源管理系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)計(jì)6種能量流動(dòng)模式，應(yīng)對(duì)不同的天氣和用電情況，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能發(fā)電的穩(wěn)定和高效。
同時(shí)，在如今這個(gè)科技發(fā)展迅速的時(shí)代，人們對(duì)產(chǎn)品的舒適度和人性化的要求越來(lái)越高，因此，一個(gè)好的管理系統(tǒng)，也應(yīng)該注意用戶(hù)的體驗(yàn)。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的智能控制系統(tǒng)為用戶(hù)提供了集中控制終端（固定面板），移動(dòng)終端（可用iPad或者其它電腦實(shí)現(xiàn)），遠(yuǎn)程終端（可用iPhone或者其它智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)），分別適用于近程，家中和離家遠(yuǎn)程3種控制。即使在戶(hù)外活動(dòng)，只需用手中的iPhone輕松一點(diǎn)，家里的電器便可以根據(jù)用戶(hù)的意愿隨意開(kāi)關(guān)，同時(shí)，智能的控制系統(tǒng)也會(huì)根據(jù)當(dāng)天的天氣情況提醒用戶(hù)最適宜的用電模式。在進(jìn)行最終答辯時(shí)，智能控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)展示十足吸引了大家的眼球。終端中有8種模式供用戶(hù)管理全部家電，同時(shí)也可以設(shè)置各個(gè)場(chǎng)景模式的參數(shù)或自定義新模式，使得各個(gè)模式的設(shè)置更貼近用戶(hù)使用習(xí)慣。
爭(zhēng)論、通宵、吃飯?jiān)炀偷膱F(tuán)隊(duì)精神
黃杰和團(tuán)隊(duì)中另外4名同學(xué)來(lái)自同一個(gè)班級(jí)，平時(shí)也是要好的朋友。 2011年9月，他們?cè)陔姍C(jī)系于慶廣老師的指引下了解到SD大賽的情況，結(jié)合自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，幾個(gè)人一拍即合，決定參加“挑戰(zhàn)杯”的競(jìng)賽。10月，“SD太陽(yáng)能獨(dú)立供電住宅的微電網(wǎng)能源管理與智能控制系統(tǒng)”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)組建完成。
圖為SD太陽(yáng)能獨(dú)立供電住宅的微電網(wǎng)能源管理與智能控制系統(tǒng)歡迎界面及場(chǎng)景選擇菜單
當(dāng)問(wèn)到做項(xiàng)目期間最艱難的階段，5名隊(duì)員不約而同的說(shuō)到，“在最初的兩個(gè)月，沒(méi)有研究經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有知識(shí)背景，毫無(wú)頭緒，不知道如何定位的時(shí)候，那是整個(gè)項(xiàng)目的瓶頸期”，作為一群大三的學(xué)生，之前基本沒(méi)有接觸過(guò)科學(xué)研究，只能靠不斷的學(xué)習(xí)和查資料來(lái)一步步了解科研方法并啟發(fā)靈感。在這兩個(gè)月里，他們提出過(guò)很多想法，比如追日的太陽(yáng)能板、夜間抽水蓄能技術(shù)、太陽(yáng)能板清洗機(jī)器人、通過(guò)編程控制儲(chǔ)電電池等，而這樣一個(gè)個(gè)看似很新穎的想法，就這樣一次又一次在大家的爭(zhēng)論中被否定。一名隊(duì)員提到，在沒(méi)有想法的時(shí)候，感到很困惑，也想過(guò)放棄，經(jīng)常討論到晚上七八點(diǎn)而忘記吃晚飯，隊(duì)長(zhǎng)無(wú)數(shù)次的東門(mén)外請(qǐng)客。他們互相鼓勵(lì)互相幫助度過(guò)了最艱難的日子，并逐漸確定了能量管理系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)這兩個(gè)核心概念。
在確定了項(xiàng)目的核心部分之后，隊(duì)員開(kāi)始了實(shí)驗(yàn)和調(diào)試階段。最忙的時(shí)候，他們每天都是白天上課，晚上去實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。有一名女生說(shuō)，她印象特別深刻是，3月份的一天，凌晨下雨夾雪，半夜12點(diǎn)她從寢室被叫去實(shí)驗(yàn)室，因?yàn)榘滋焐险n沒(méi)時(shí)間，經(jīng)常晚上討論，男生宿舍1號(hào)樓的阿姨還問(wèn)，為什么11點(diǎn)之后總有女生去活動(dòng)室。在臨近“挑戰(zhàn)杯”答辯的時(shí)候，恰逢期中考試，時(shí)間很緊張，經(jīng)常通宵做實(shí)驗(yàn)通宵做PPT。4名隊(duì)員都說(shuō)，通宵真的很累，但是只要有一名同學(xué)為了項(xiàng)目通宵，隊(duì)長(zhǎng)黃杰就一定會(huì)陪著他一起通宵，黃杰的認(rèn)真和執(zhí)著讓這個(gè)團(tuán)隊(duì)更加的有凝聚力和執(zhí)行。當(dāng)問(wèn)及既要兼顧學(xué)業(yè)還要兼顧項(xiàng)目是否辛苦， 黃杰說(shuō)：“很辛苦，但是在這樣的團(tuán)隊(duì)里，干活很開(kāi)心。”
圖為實(shí)物展示系統(tǒng)。
從他們口中，從來(lái)聽(tīng)不到他們稱(chēng)贊自己，總是聽(tīng)到他們互相“調(diào)侃”，并一直強(qiáng)調(diào)“隊(duì)長(zhǎng)請(qǐng)的外賣(mài)”是最強(qiáng)大的精神支柱。即使短短的一個(gè)小時(shí)交流時(shí)間，我都被這個(gè)團(tuán)隊(duì)散發(fā)的團(tuán)結(jié)和青春的氣息深深吸引。其實(shí)，可以想象，就是在一次次的爭(zhēng)論中，他們明確了工作目標(biāo)；在一次次的通宵中，他們更加堅(jiān)持了將項(xiàng)目做到最好的決心；在一次次的聚餐中，他們的團(tuán)隊(duì)氣氛越來(lái)越好，更懂得如何團(tuán)結(jié)起來(lái)，以最高的執(zhí)行力來(lái)完成工作。爭(zhēng)論、通宵、吃飯這些最樸實(shí)的字眼，其實(shí)最直接描述了他們的狀態(tài)。隊(duì)員們坦言，最初并未想過(guò)可以獲得這么大的榮譽(yù)，直到“挑戰(zhàn)杯”特等獎(jiǎng)答辯時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)展示效果好的超出他們的預(yù)期。就是這樣一群樸實(shí)、年輕富有激情的大三學(xué)生，在短短10個(gè)月的時(shí)間里，完成了太陽(yáng)能對(duì)獨(dú)立住宅供電房的設(shè)計(jì)方案，并獲得了挑戰(zhàn)杯特等獎(jiǎng)的殊榮。
項(xiàng)目的未來(lái)，團(tuán)隊(duì)的未來(lái)
由于該項(xiàng)目依托SD競(jìng)賽，2013年將在山西大同進(jìn)行實(shí)體房屋搭建，為進(jìn)一步提高該系統(tǒng)的可行性，獲獎(jiǎng)之后，他們?nèi)詴?huì)繼續(xù)完善微電網(wǎng)系統(tǒng)的功能，而隊(duì)長(zhǎng)黃杰在研究生階段，也將會(huì)繼續(xù)深入太陽(yáng)能獨(dú)立對(duì)住宅進(jìn)行供電的研究。
由于太陽(yáng)能獨(dú)立供電住宅的微電網(wǎng)能源管理與智能控制系統(tǒng)的非常符合目前能源行業(yè)發(fā)展潮流，所以在進(jìn)行挑戰(zhàn)杯特等獎(jiǎng)項(xiàng)目展示時(shí)，該項(xiàng)目獲得了較多的關(guān)注。清華同方有意向?yàn)閳F(tuán)隊(duì)提供資金和資料，幫助他們分析該系統(tǒng)的市場(chǎng)可行性，也有香港的投資人表明有興趣提供資金支持該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)業(yè)。隊(duì)員們認(rèn)為，整個(gè)項(xiàng)目中已經(jīng)搭建好的軟件平臺(tái)有潛力推廣到獨(dú)立住宅。
隊(duì)員們回想團(tuán)隊(duì)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴時(shí)說(shuō)到，第一次試驗(yàn)成功的那一刻，真的很有成就感，雖然在實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)闇贤ú涣?，?shí)驗(yàn)設(shè)備曾經(jīng)被誤拆過(guò)，因?yàn)闆](méi)有經(jīng)驗(yàn)，為了一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題浪費(fèi)了很久的時(shí)間，但是正是那些困難，幫助他們對(duì)科研的全過(guò)程有了更深入的了解，懂得了如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。隊(duì)長(zhǎng)黃杰提到，在這次作為隊(duì)長(zhǎng)和其他4名隊(duì)員參加挑戰(zhàn)杯的過(guò)程中，學(xué)會(huì)了如何組織整個(gè)隊(duì)伍，調(diào)動(dòng)大家發(fā)揮各自特長(zhǎng)。隊(duì)員們認(rèn)為，經(jīng)歷了從最困難的時(shí)期到最后取得比較好的成績(jī)這個(gè)過(guò)程，心理承受能力得到了提升，以后再面對(duì)困難時(shí)，更有信心相信自己可以克服。
（清華新聞網(wǎng)5月22日電）
編輯：襄 樺
