第十四期上海交通大学大学生创新实践计划优秀项目信息

项目名称：一种新型光伏建筑一体化与相变储热系统的数值模拟和实证分析

参与学生：机械与动力工程学院 赵家鑫

指导老师：机械与动力工程学院 马涛

项目状态：项目评价优秀

项目简介：

在能源危机和环境污染的大背景下，光伏发电技术被认为是当前利用太阳辐射能量的一种非常有前景的方法。但是，在许多被认为是具备光伏发电良好应用前景的地区，光伏组件的光电转化效率却因为快速升高的表面温度所产生的负面影响而发生了显著的降低。因此，为了解决该问题，学术界提出了多种解决方法。在这些解决方法中，利用相变材料以实现对光伏组件表面温度进行控制的方案被认为是一种有前景并且有研究价值的方案。这种系统被称为光伏与相变材料一体化系统（PV-PCM）。本项目研究利用理论研究、数值模拟和实验验证三种方法对PV-PCM系统和PVT-PCM系统（光伏光热一体化系统），进行了全方位的探讨。研究结果显示，PV-PCM系统提升超过5%的光伏发电总量，PVT-PCM系统能够达到更好的效果，同时其能够通过光热利用，产生能够满足家庭用热水温度的热水，实现太阳辐射能量的梯级利用。本研究通过多种方法和多种系统的对比研究，弥补已有研究存在的数学模型简化、比较研究缺乏和实证研究缺乏的缺陷。

项目名称：基于大数据和机器学习的新能源发电建站辅助决策系统

参与学生：机械与动力工程学院 付尚扬

                  机械与动力工程学院 席晓轩

                  机械与动力工程学院 张怡洁

                  机械与动力工程学院 金屹梵

                  机械与动力工程学院 曾天生

指导老师：机械与动力工程学院 王如竹

项目状态：项目升级

项目简介：

我国的光伏产业正迎来飞速增长，不同于传统火力电站，光伏电站单一体量小、全国分散分布，如果对所有地点都采用实地考察、调研，再做出建站决策，效率非常低下。而且缺乏全局考虑的规划指导已经造成了我国西部地区严重的弃光现象。

本项目首先通过在SNEC第十一届国际光伏展中的问卷调研，以及采访交大慧谷投资部叶菁华先生，证实了解决现存问题的必要性。然后，我们针对辐照资源、土地成本和弃光风险，在全国360个区域进行量化，采访了交大李勇老师实验团队，电访国土资源局楚先生，并运用网络爬虫进行舆情分析。之后，我们走访了上海正硅新能源有限公司，与董事长吴协祥先生和技术总监陈长征先生进行深入交谈，并使用其提供的实际工程数据修正了理论估算。最后，我们走访中国电科院上海分院，验证了推荐结果的合理性。

本小组成员综合建站的成本、收益、风险，针对全国360个区域，给出一系列决策参考和推荐，并搭建网站 “光伏顾问”——www.pvcounselor.com, 设计了一套可交互的辅助决策系统。使得决策人员能够在没有实地走访的情况下，快速获取各地建站的相关信息，然后有针对性地进行实地考察，极大提升决策效率；另一方面，从决策层面就将弃光纳入考虑，阻止弃光问题进一步恶化。

项目名称：多模式软体机器人系统研制

参与学生：机械与动力工程学院 童德中

                  机械与动力工程学院 王志成

                  机械与动力工程学院 王尚

指导老师：机械与动力工程学院 费燕琼

项目状态：项目评价优秀

项目简介:

   软体机器人是一类新型机器人，具有结构柔软度高，环境适应性好，亲和性强，功能多样等特点，有着十分广阔的研究和应用前景。作为对仿生机器人研究的延续,仿生软体机器人通过主动变形和被动变形的结合使其具有出色的运动灵活性和对复杂环境的相容性,在军事、科研、医疗等领域具有广泛的应用前景。软体机器人建模困难,主要采用试验分析或使用超冗余度机器人建模方法近似研究。

本项目设计了一种多个软体机器人串联模式的结构，并采用一定的充放气序列完成了其直行的功能。采用试验分析的方法，勾画其运动曲线，并通过matlab仿真了其真实运动状态，能预测它在每一时刻的位置。

项目名称：双旋翼尾座式垂直起降转平飞无人机

参与学生：航空航天学院 李宇轩

                  电子信息与电气工程学院 徐康彦

                  机械与动力工程学院 卢达雄

                  航空航天学院 刘昊辰

指导老师：航空航天学院 吴俊琦

项目状态：项目升级

项目简介：

本项目针对传统固定翼飞机和旋翼机的固有弊端，在本次大创中小组成员提出了一种全新的尾座式垂 直起降转平飞无人机构型，并进行了飞行原理的确定、利用 CC3D 飞控的自定义模式设计并制作了数 架验证机用于验证这种构型，获得了非常令人满意的参数。并且针对此种构型飞机固有的抗风能力 问题和易倾倒的问题进行了许多针对性的具有创新性的改进。之后利用 CAD 技术，即 fluent 流场模 拟软件和 X-Plane 飞行模拟软件进行了真机的设计和翼型的优化。最终利用激光切割机和 3D 打印机 等先进制造技术制作出了一架气动效率和智能性得到显著提升的以 Pixhawk 为飞控的真机。此种飞 机构型在在配送快递，喷洒农药，灾害搜救方面有着很大的应用前景，在不久的将来一定会在在无 人机之林留下浓墨重彩的一笔。