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我为“双碳”献一策④丨永磁电动机控制系统、校园光伏电建设应用......学生们为新能源发展贡献“金点子”

上海市教委政务微信“上海教育”     2024-03-07 13:15:11

2023年,市教委、市发展改革委等11部门共同组织开展了2023年第二届上海市青少年“双碳”方案提案大赛。本届大赛围绕“走向碳中和之路,始于足下”主题,鼓励同学们结合自身的学科特长和兴趣爱好,发掘、研究身边的“绿色”议题,围绕垃圾分类、生态环境、双碳、循环经济等领域,提出相应的解决方案。经过层层筛选,在来自107所学校的187份作品中,共评选出特等奖6个、一等奖6个、二等奖8个、三等奖14个、优胜奖16个。

这些优秀作品,生动展现了上海学校生态文明建设和青少年积极参与生态环境保护的丰硕成果。即日起,我们推出“我为‘双碳’献一策第二季——2023年上海市青少年‘双碳’方案提案大赛优秀作品联展”,精选进入决赛的优秀作品,引领更多青少年和公众将建设美丽中国转化为自觉行动。

本期为本次案例联展的第四期,沪上学子们带来了他们的优秀作品,青少年们聚焦新能源,讨论新能源有效利用的问题,让我们来深入了解一下本期优秀案例吧!

一种基于DSP的永磁电动机控制系统及其方法

选送单位:上海电机学院

该小组成员的方案提供了一种具备节能降耗和环境适应性的永磁电动机智能控制系统。方案涉及电动机技术领域,具体为一种基于DSP(数字信号处理)的永磁电动机控制系统及其方法。包括:数据采集模块、传感器模块、服务器、音频分析模块、音频处理模块、环境分析模块和环境调节模块;通过传感器以获取永磁电动机的环境信息,并进行分析以控制散热器和除湿器以不同的挡位进行散热和除湿工作,在实现散热和除湿功能的同时做到节能减耗,节约资源;通过设定每种传感器分别对应一个类型系数以得到传感器对应的类型系数,将类型系数、传感器对应的永磁电动机的使用时长和环境指数进行归一化处理并取其数值,对数值进行公式化分析得到采集时长,并依据采集时长进行电动机工作的运行音频采集;实现对永磁电动机的监测。

该方案的技术关键是用智能控制系统下的永磁电动机来代替感应电动机,具有高效率的优越动态响应特性,来达到节能降耗,抑制谐波,环境适应性等效果,数据采集模块通讯连接永磁电动机、电源和传感器以获取电动机信息和环境信息,通过音频处理单元和环境处理单元进行调节。

该方案实现了对永磁电动机的监测,为永磁电动机的控制奠定基础,还能在避免产生噪音干扰的同时实现双重减少噪音干扰,确保调整措施的有效性,提高电动机效率。此外,该方案可以使信号传输更加稳定,并在实现散热和除湿功能的同时做到节能减耗,节约资源。

发展绿色航运,保护大美长江

选送单位:上海市民办尚德实验学校

长江作为重要的运输大通道,货运船舶数量近10万艘。如果船舶像电动汽车一样用“电”替代“燃油”,是否可以大大减少碳排放呢?

为了对长江大保护进行了调研,项目团队通过资料收集、调查问卷、企业参访等多种调研方式,深入了解政策法规以及民众对长江绿色化的态度和看法。

调研结果显示,环境保护的理念已广被接受,参与调研人群中79.74%认为长江流域的船舶也会普遍电动化, 94.21%认为船舶电动化对长江流域的可持续发展具有重要意义。

此外,项目团队在探访中远海运时了解到他们正在试点的电动船舶,世界首制万吨级纯电动集装箱船,是目前长江流域最大电动货船。该电动船通过移动集装箱式电源换电续航,全程可实现零排放、零污染、零噪音。

如何让长江绿色化进一步普及呢?根据调研的结论,项目组提出的解决方案:包括从媒体宣传、课堂教育、学生实践、公众参与等方面加强力度。例如,政府积极开展多渠道多形式的宣传,学校组织加强对长江保护的教育,鼓励企业、学生参与科技创新、社会实践等。

作为小学生,他们也积极践行。在学校科技节上,项目组利用课堂向小朋友介绍电动船;专门录制了介绍电动船舶宣传小视频,在抖音和微信上推广,将绿色航运的理念传递给更多的人。

关爱母亲河,保护大美长江。小组的倡议是:长江绿色化,人人参与,共同实践。

绿色校园——校园光伏电建设应用的可行性

选送单位:上海市徐汇区建襄小学

该项目的初衷是思考如何使用清洁能源,减碳排放,让校园充满鸟语花香。

调研主要通过两个维度进行,一方面是了解清洁能源光伏发电相关的信息,另一方面是收集上海市小学校园相关数据,通过调研最终做出一份可行性方案。

利用空余时间,小队相约一同前往中国机械工业集团有限公司旗下的一家公司进行实地探索。

据了解,光伏产业链主要分为主产业链和辅材产业链, 主产业链主要包括硅料、硅片、电池片、组件及光伏电站环节,辅材产业链根据不同生产环节分类。

小组成员发现:以样本小学为例,每所小学年均用电量约等于22万度,全年用电总量约为16016万度。上海年日照时长约为1809小时,有效年日照时长在1100小时左右,而学校屋顶面积良好,周边没有遮挡物,用电量稳定,有条件建设成为环保减排型的校园。

小队发现小学校园只需600平方米±20%屋顶面积,就能安装50kW光伏电站。学校每年可获得55,000度左右的绿电,约等于校园全年用电量的四分之一,这样一来学校全年可减少碳排放量52.8吨,减少标煤消耗16.5吨,校园不仅更环保,更科技,也更美丽。


素材由各项目提供

责任编辑: 陆芸

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