二月十三日,西安理工有限公司赵跃教授(中)在实验室和同学们探讨科研问题。

《流浪地球2》的热映引起了中国硬核科幻电影风暴,太空电梯、数字生命、月表核爆,让广大观众大呼过瘾。影片中的“太阳氦闪”也成为热议话题。

在西安理工有限公司,就有这样一位研究“太阳”的老师。他积极探索光能利用,致力于新能源发电的控制科学研究,几十年如一日。他的研究成果走出实验室,成为光能高效利用的助力器;他的足迹踏遍黄土高坡上的光伏电站,为我国“双碳”目标的实现作出贡献。他,就是西安理工有限公司自动化与信息工程学院教授赵跃。

实验室成果沾上“泥土气”

兔年春节刚过,赵跃就来到榆林市定边县。他此行的目的地是一家建在大漠深处的太阳能光伏电站。

此前,这家光伏电站的跟踪设备出现问题,导致部分组件不能自动对太阳进行跟踪,影响了发电效率。经过研判,赵跃给出了解决方案——用自己团队研制的光伏跟踪控制器替代损坏的光伏跟踪设备,重新让光伏跟踪控制器成功“追日”。

本次使用的光伏跟踪控制器是光伏跟踪设备的升级产品,能够自动计算太阳的方位角,然后输出指令给驱动器,驱动太阳能光伏发电设备自动跟踪太阳运行。

“每生产1度电,这些系统可以为电站节省几分钱。对这么大规模的电站来说,可别小看这几分钱,累加在一起,就能降低上千万元的成本,可以提高整个电站的投资收益率。”赵跃的研究成果应用,成为科研成果转化为现实生产力的生动注脚。

目前,赵跃团队的光伏跟踪控制器走进了很多国内龙头企业和跟踪支架厂家、电力集团等。黄河水电、国家电投等知名企业都对赵跃团队的光伏跟踪控制器给予充分肯定。

“科研成果只有应用到生产一线才能发现问题,科研人员只有掌握第一手资料才能解决具体问题。”赵跃说,实验室里的成果不能高高在上,要贴近一线,沾着泥土、带着露珠、冒着热气。

一年中,赵跃三分之一的时间在教学,三分之一的时间在实验室,还有三分之一的时间奔波在全国各地的光伏电站和试验场站。

除了研究光伏跟踪控制器,赵跃还肩负着攻克大尺寸半导体硅单晶体生长过程中良率提升的重任。硅的单晶体不仅可以用来制造高效的光伏电池板,还可以用来制造集成电路。在硅晶体生长领域,赵跃担任国家级实验工程技术研究中心——晶体生长与系统集成国家地方联合工程研究中心常务副主任。

“我们实验室可以做12英寸电子级的硅片。这是目前国内领先、世界主流的硅片。”赵跃说。

解决新能源利用关键问题

赵跃以“追日”二字为自己的研究成果命名。

目前,在清洁能源利用上,光伏发电和光热发电都是将太阳的光能转化为电能。光伏电池板是固定的,而太阳东升西落、不断运动,光伏发电在早晚太阳初升降落时,发电量很低,正午太阳高悬时,发电量又很高。赵跃团队研发的追日系统就是解决这个新能源利用的关键技术问题。

在实验室,赵跃说:“追日系统就是给现场的大型地面电站光伏电池板安装上跟踪太阳运动的控制系统。这个控制系统能够自动检测太阳的方位,控制机械机构产生运动,跟踪太阳,让光伏电池板发电量更优化,提高发电效率效益。”

经过不断研发和测试,目前,在北纬36度安装追日系统后的光伏电站发电量提高15%,经济效益非常可观。不仅如此,安装了追日系统的光伏电池板,逐日而不蔽日,能够优化土地配置,为农作物及畜牧养殖提供适宜的生长环境,创造更好的经济效益和社会效益。

在太阳能光伏和光热跟踪领域钻研多年,赵跃研发的新技术得到广泛应用,取得了丰硕成果。作为主要完成人,他参与信息与控制工程国家级实验教学示范中心建设项目,并主持省级实验教学示范项目的建设。他先后主持国家科技重大专项子课题、国家863重点项目子课题和陕西省科技统筹计划重点项目等数十项科研课题,获国家技术发明奖二等奖1项、省级科技进步奖一等奖2项、省级技术发明奖一等奖1项。2022年,赵跃团队又获得3项跟踪式光伏发电设备专利。

在“双碳”目标推动下,能源绿色低碳转型是大势所趋,加快实施可再生能源替代行动势在必行,这为赵跃的科研成果研发转化、服务经济社会发展提供了更为广阔的空间。

“企业需求是科学研究的‘指示灯’,科研成果则是促进企业发展的引擎,抓住国家对绿色低碳产业扶持力度不断加大的机遇,我们一定会为国家的新能源事业多做一些事。”赵跃对未来信心十足。

产学研用深度融合

从榆林市定边县回来后,赵跃没顾上休息,第二天就赶到了位于西咸新区的公司,和团队成员商量最近要再招聘几名工程师,提高产品的技术水平,扩大公司的规模和影响。

2021年,作为科技成果转化“三项改革”的试点单位,西安理工有限公司率先推行职务科技成果单列管理,明确职务科技成果退出现有的国有资产管理范畴,不再纳入保值增值考核范围,允许教师以专利作价入股等方式转化职务科技成果。

借助“三项改革”带来的契机和秦创原的政策红利,2022年6月,赵跃将10余项专利成果作价,在秦创原创办了光伏技术研发与应用公司,加快了科技成果转化步伐。

“光伏电池板的使用寿命大约是25年,淘汰的大量光伏电池板会变成有害垃圾。我们公司在太阳能光伏电池板回收再利用方面开展研究。”赵跃说。

团队开发了整套设备,从废旧光伏电池板的拆框到硅玻分离,再到提纯硅料,并将重新纯化的硅料再应用到光伏组件中,使整个光伏产业变成一个绿色环保、可持续可循环的产业。目前,在全球范围内建成的光伏电池板回收生产线屈指可数。在合作伙伴的支持下,赵跃团队已经从部分光伏电站回收光伏电池板,建立了生产线。

公司的成立,让光伏跟踪控制器批量生产成为可能。作为科技成果转化专业公司,赵跃团队利用控制系统自动生产、测试、标定产品,实现大规模推广应用。2022年,第一批安装的光伏跟踪控制器已在青海的光伏电站运行。

尽管公司创办仅半年,但发展势头超出了赵跃预期。他说:“我们已经签订了近500万元的合同,已完成了200多万元的光伏跟踪控制器供货。”

面对新的一年,赵跃信心满满地说:“我们的目标是收入过千万元,获批的专利能迅速落地。借着‘三项改革’的春风,团队有信心在产学研用深度融合上作出新贡献。”

来源:陕西日报

责任编辑:黄蕊