清華學生的陽光團隊收集陽光的故事
——記清華大學第30屆“挑戰(zhàn)杯”特等獎項目“SD太陽能獨立供電住宅的微電網(wǎng)能源管理與智能控制系統(tǒng)”及其團隊
特約通訊員 劉瀚波 研通社記者 方文
陽光、空氣和水，是這世界上無處不在但是卻是最寶貴的東西。
在清華大學，有這樣一個團隊——電機系2009級本科生黃杰、趙博石、馮光雨、雷傲宇、河暢，他們收集起陽光，并用其給住宅獨立供電，設計了一個智能化的太陽能住宅供電系統(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——陽光，為大家設計了一個創(chuàng)新健康的生活環(huán)境。
圖為團隊合影。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“陽光住宅”
太陽能作為新興的可再生能源，各種太陽能競賽正在如火如荼的進行，其中被譽為“太陽能界的奧林匹克”的國際太陽能十項全能競賽（Solar Decathlon, 以下簡稱SD）是由美國能源部發(fā)起并主辦的、以建造并運行移動面積70平米左右的太陽能住宅為目標的太陽能建筑科技競賽。自2002年開始，大賽已在美國本土和歐洲成功舉辦了五屆，而由中國舉辦該賽事是2011年胡錦濤主席訪美期間簽署的第一個中美能源合作項目。由此可見研發(fā)高效智能的太陽能住宅已經成為從政府到社會民眾的迫切愿望，成為一種必然趨勢。
在清華大學第30屆“挑戰(zhàn)杯”科技賽事中，就有這樣一支隊伍，他們根據(jù)SD大賽對于參賽房屋的用電要求，設計并完成了一套收集太陽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)，通過能源管理系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)相互協(xié)調合作共同構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能住宅的核心組成。
隊長黃杰說，“在能源行業(yè)，使用太陽能給住宅獨立發(fā)電，是一個大家一直在思考、但應用到生活中存在一定困難的想法，其中一個突出的問題就是太陽能發(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，這樣一個起伏的發(fā)電量對電網(wǎng)是很不利的。”通過不斷的學習討論和實地考察，該項目團隊針對這個問題提出了能源管理系統(tǒng)，通過設計6種能量流動模式，應對不同的天氣和用電情況，實現(xiàn)了太陽能發(fā)電的穩(wěn)定和高效。
同時，在如今這個科技發(fā)展迅速的時代，人們對產品的舒適度和人性化的要求越來越高，因此，一個好的管理系統(tǒng)，也應該注意用戶的體驗。團隊設計的智能控制系統(tǒng)為用戶提供了集中控制終端（固定面板），移動終端（可用iPad或者其它電腦實現(xiàn)），遠程終端（可用iPhone或者其它智能手機實現(xiàn)），分別適用于近程，家中和離家遠程3種控制。即使在戶外活動，只需用手中的iPhone輕松一點，家里的電器便可以根據(jù)用戶的意愿隨意開關，同時，智能的控制系統(tǒng)也會根據(jù)當天的天氣情況提醒用戶最適宜的用電模式。在進行最終答辯時，智能控制系統(tǒng)的現(xiàn)場展示十足吸引了大家的眼球。終端中有8種模式供用戶管理全部家電，同時也可以設置各個場景模式的參數(shù)或自定義新模式，使得各個模式的設置更貼近用戶使用習慣。
爭論、通宵、吃飯造就的團隊精神
黃杰和團隊中另外4名同學來自同一個班級，平時也是要好的朋友。 2011年9月，他們在電機系于慶廣老師的指引下了解到SD大賽的情況，結合自己所學專業(yè)的特點，幾個人一拍即合，決定參加“挑戰(zhàn)杯”的競賽。10月，“SD太陽能獨立供電住宅的微電網(wǎng)能源管理與智能控制系統(tǒng)”項目團隊組建完成。
圖為SD太陽能獨立供電住宅的微電網(wǎng)能源管理與智能控制系統(tǒng)歡迎界面及場景選擇菜單
當問到做項目期間最艱難的階段，5名隊員不約而同的說到，“在最初的兩個月，沒有研究經驗，沒有知識背景，毫無頭緒，不知道如何定位的時候，那是整個項目的瓶頸期”，作為一群大三的學生，之前基本沒有接觸過科學研究，只能靠不斷的學習和查資料來一步步了解科研方法并啟發(fā)靈感。在這兩個月里，他們提出過很多想法，比如追日的太陽能板、夜間抽水蓄能技術、太陽能板清洗機器人、通過編程控制儲電電池等，而這樣一個個看似很新穎的想法，就這樣一次又一次在大家的爭論中被否定。一名隊員提到，在沒有想法的時候，感到很困惑，也想過放棄，經常討論到晚上七八點而忘記吃晚飯，隊長無數(shù)次的東門外請客。他們互相鼓勵互相幫助度過了最艱難的日子，并逐漸確定了能量管理系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)這兩個核心概念。
在確定了項目的核心部分之后，隊員開始了實驗和調試階段。最忙的時候，他們每天都是白天上課，晚上去實驗室實驗。有一名女生說，她印象特別深刻是，3月份的一天，凌晨下雨夾雪，半夜12點她從寢室被叫去實驗室，因為白天上課沒時間，經常晚上討論，男生宿舍1號樓的阿姨還問，為什么11點之后總有女生去活動室。在臨近“挑戰(zhàn)杯”答辯的時候，恰逢期中考試，時間很緊張，經常通宵做實驗通宵做PPT。4名隊員都說，通宵真的很累，但是只要有一名同學為了項目通宵，隊長黃杰就一定會陪著他一起通宵，黃杰的認真和執(zhí)著讓這個團隊更加的有凝聚力和執(zhí)行。當問及既要兼顧學業(yè)還要兼顧項目是否辛苦， 黃杰說：“很辛苦，但是在這樣的團隊里，干活很開心。”
圖為實物展示系統(tǒng)。
從他們口中，從來聽不到他們稱贊自己，總是聽到他們互相“調侃”，并一直強調“隊長請的外賣”是最強大的精神支柱。即使短短的一個小時交流時間，我都被這個團隊散發(fā)的團結和青春的氣息深深吸引。其實，可以想象，就是在一次次的爭論中，他們明確了工作目標；在一次次的通宵中，他們更加堅持了將項目做到最好的決心；在一次次的聚餐中，他們的團隊氣氛越來越好，更懂得如何團結起來，以最高的執(zhí)行力來完成工作。爭論、通宵、吃飯這些最樸實的字眼，其實最直接描述了他們的狀態(tài)。隊員們坦言，最初并未想過可以獲得這么大的榮譽，直到“挑戰(zhàn)杯”特等獎答辯時，現(xiàn)場展示效果好的超出他們的預期。就是這樣一群樸實、年輕富有激情的大三學生，在短短10個月的時間里，完成了太陽能對獨立住宅供電房的設計方案，并獲得了挑戰(zhàn)杯特等獎的殊榮。
項目的未來，團隊的未來
由于該項目依托SD競賽，2013年將在山西大同進行實體房屋搭建，為進一步提高該系統(tǒng)的可行性，獲獎之后，他們仍會繼續(xù)完善微電網(wǎng)系統(tǒng)的功能，而隊長黃杰在研究生階段，也將會繼續(xù)深入太陽能獨立對住宅進行供電的研究。
由于太陽能獨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，所以在進行挑戰(zhàn)杯特等獎項目展示時，該項目獲得了較多的關注。清華同方有意向為團隊提供資金和資料，幫助他們分析該系統(tǒng)的市場可行性，也有香港的投資人表明有興趣提供資金支持該團隊創(chuàng)業(yè)。隊員們認為，整個項目中已經搭建好的軟件平臺有潛力推廣到獨立住宅。
隊員們回想團隊的點點滴滴時說到，第一次試驗成功的那一刻，真的很有成就感，雖然在實驗中，因為溝通不良，實驗設備曾經被誤拆過，因為沒有經驗，為了一個簡單的問題浪費了很久的時間，但是正是那些困難，幫助他們對科研的全過程有了更深入的了解，懂得了如何發(fā)現(xiàn)問題解決問題。隊長黃杰提到，在這次作為隊長和其他4名隊員參加挑戰(zhàn)杯的過程中，學會了如何組織整個隊伍，調動大家發(fā)揮各自特長。隊員們認為，經歷了從最困難的時期到最后取得比較好的成績這個過程，心理承受能力得到了提升，以后再面對困難時，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
