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新材料、高分子材料專業(yè)

本項目提出了將時間維度與空間維度相結合的多尺度綜合能源需求分析與預測模型，設計并實現(xiàn)了一種面向智慧城市的綜合能源需求分析與預測的方法，提升能源供應規(guī)劃和營銷策略的優(yōu)化與決策支持。

一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業(yè) 入學/畢業(yè)時間 學號 高春林 克勞斯塔爾大學 2019 / 三、指導教師 姓名 學院/所學專業(yè) 職務/職稱 研究方向 李茜 電信院/電氣工程 副教授 能源系統(tǒng)智能感知 四、項目簡介 深海生命線衛(wèi)士—復合能源管道健康管理系統(tǒng)是集能源管道實時監(jiān)測、狀態(tài)評估、故障預警、三維立體顯示、創(chuàng)新健康管理、用戶檢修策略等多功能為一體的能源管道在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的人工巡檢和巡邏船巡檢的故障監(jiān)測模式，將大幅度減少綜合成本。該系統(tǒng)改進了市面上監(jiān)測系統(tǒng)功能單一、顯示界面陳舊等問題，率先提出創(chuàng)新性健康管理功能，使用戶全面了解能源管道的生命周期及整體健康情況，為用戶提供高效狀態(tài)檢修策略。該系統(tǒng)定位是做能源管道健康管理系統(tǒng)先驅，守衛(wèi)深海生命線安全。

本項目提出了將時間維度與空間維度相結合的多尺度綜合能源需求分析與預測模型，設計并實現(xiàn)了一種面向智慧城市的綜合能源需求分析與預測的方法，提升能源供應規(guī)劃和營銷策略的優(yōu)化與決策支持。 項目特色： ? 面向綜合能源時空數(shù)據的需求分析和預測可以根據歷史數(shù)據，結合地理區(qū)域的相互關系來預測給定時間范圍和空間位置的能源需求。 ? 針對綜合能源的特性，項目提出了聯(lián)合學習和遷移學習的思想對模型進行訓練。同時優(yōu)化不同區(qū)域中多種類型能源的聯(lián)合預測模型，將已有模型的結果遷移到訓練集數(shù)據不足的模型中，提高能源用量預測的準確率。 ? 面向智慧城市的綜合能源信息應用服務場景，并利用 GIS 技術實現(xiàn)配電網分析和用戶用電特性分析的可視化。

山東奧揚新能源科技股份有限公司（簡稱奧揚科技）成立于2011年6月，致力于新能源汽車智能動力供氣系統(tǒng)（LNG、CNG、H2）、能源儲運裝備系統(tǒng)、新能源發(fā)電裝備系統(tǒng)的研發(fā)制造。公司的產品主要銷往一汽、陜汽、歐曼等主機廠，市場占有率穩(wěn)居全國前列，并成功出口俄羅斯、印度等國家和地區(qū)。公司先后獲得國家級高新技術企業(yè)、省級創(chuàng)新技術中心、獨角獸企業(yè)稱號，山東省瞪羚標桿企業(yè)等稱號。 依靠在低溫絕熱氣瓶領域多年積累的經驗和技術，公司建立了以用戶為中心，市場需求為導向，以技術創(chuàng)新為依托的發(fā)展模式，已逐步發(fā)展成為國內重要的低溫絕熱儲運應用裝備生產企業(yè)之一，在行業(yè)內具有較高的知名度，并與一汽解放青島、陜重汽、成都大運、濟寧重汽、濟南重汽、北京福田戴姆勒、陜汽商用車等知名整車廠商建立了穩(wěn)定合作關系。 奧揚科技堅持秉承“以用戶為中心，系統(tǒng)匹配與優(yōu)化”和“最懂中重卡用戶使用感受”的產品研發(fā)理念，力求為客戶提供安全、優(yōu)質、低成本、高質量的LNG車輛供氣系統(tǒng)。公司不斷加大產品研發(fā)投入和生產工藝改進升級，通過新品研發(fā)響應市場需求，解決客戶痛點，增強企業(yè)核心競爭力。公司開發(fā)的車載LNG供氣系統(tǒng)產品覆蓋不同容積、不同壓力30余種型號，形成了較為完整的產品體系。 公司一直專注于車載LNG供氣系統(tǒng)行業(yè)，在研發(fā)設計和生產制造方面積累了多項專利和核心技術，覆蓋產品設計、加工工藝等領域。公司在北美、德國等設有海外研發(fā)機構，引進以美國博士為首席專家的四型瓶專業(yè)研發(fā)團隊，提升創(chuàng)新能力，攻克技術難關。 公司已獲授權專利49項，其中發(fā)明專利3項，現(xiàn)有5項正在申報，累計承擔國家級、省級重大項目2項。目前，公司已經取得國家市場監(jiān)督管理總局頒發(fā)的B3級（纖維纏繞氣瓶）、B4級（低溫絕熱氣瓶）壓力容器制造許可證、山東省質量技術監(jiān)督局頒發(fā)的GC2（管道）級安裝許可證。  

一種高效保溫隔熱材料 SiO2 納米多孔氣凝膠，美國已將類似的材料用于航天飛機。 這種性能優(yōu)異的新型保溫隔熱隔聲材料，其纖細的多孔網絡結構使之具有極低的固態(tài)熱 傳導以及氣態(tài)熱傳導。在常溫常壓下熱導率可低達 0.02W/（m?K），是當前熱導率最低的 固態(tài)材料。它不僅根據熱導率推算，一塊不到一寸厚的 SiO2納米多孔氣凝膠，相等于二 十至三十塊普通玻璃或 15cm 厚度的混凝土墻體的隔熱功能。鑒于目前建筑材料的隔熱 性能差,僅上海的建筑能耗占總能耗的 25.4%，因此有關專家呼吁應大力推廣各類保溫隔 熱輕質材料，SiO2納米多孔氣凝膠以其優(yōu)異的保溫隔聲性能有望成為一種環(huán)保型高效保 溫隔聲輕質建材。另外 SiO2納米多孔氣凝膠還具有透光性，可以有效地透過可見光，同 時可以高效地阻隔紅外輻射，因此，用于建筑物可以很好地兼顧采光和節(jié)能。

發(fā)光材料一般可以分為兩類：熒光材料和磷光材料。熒光材料的特點是在外在光線或射線照射下會發(fā)光，當外在光線或射線消失后就不會發(fā)光。而磷光材料的特點是在外在光線或射線消失后仍能長時間地發(fā)光。也就是說，熒光材料和磷光材料的主要區(qū)別在于它們的余輝時間不同。所以，熒光材料又可以稱作為增光材料，而磷光材料又可以稱作為夜光材料。熒光材料常用于顯示屏、燈管、公路交通反光牌等。磷光材料則多用于夜光鐘表、暗處指示等。 很久以前，人們就能制造各種各樣的夜光材料，不過絕大部分都因為性能太差得不到廣泛的應用。近百年來，工業(yè)上生產和使用的夜光材料主要是“硫化鋅：銅”。“硫化鋅：銅”的最大缺點是余輝時間較短，只有3小時左右。為了利用“硫化鋅：銅”作夜光材料，人們就在其中添加一些放射性元素，利用放射性元素的射線來刺激“硫化鋅：銅”持續(xù)發(fā)光。由于放射性元素對人體健康的危害，“硫化鋅：銅”夜光材料的應用受到很大限制。現(xiàn)在基本上不再允許生產夜光手表就是這個原因。除了國防軍用如坑道等場合外，很難看到“硫化鋅：銅”的蹤跡。 近年來，夜光材料的研究出現(xiàn)重大突破，發(fā)現(xiàn)了一種新型的稀土夜光材料。這種稀土夜光材料的發(fā)光強度高，余輝時間長，比“硫化鋅：銅”的指標要大10倍以上。新型稀土夜光材料十分穩(wěn)定，其性能長時間受光發(fā)光后不會發(fā)生變化。而“硫化鋅：銅”則不夠穩(wěn)定，在有濕氣時容易變黑，性能降低。新型稀土夜光透明性較好，其粉末顯淡黃色。比重為每立方厘米為3.6克。由于不再需要加入放射性元素，所以對人體健康毫無害處。

相變儲能材料(Phase Change Materials, PCMs)是一類利用在某一特定溫度下發(fā)生物理相態(tài)變化以實現(xiàn)能量的存儲和釋放的儲能材料，一般有固- 液、液-氣和固- 固相變三種形式。目前固- 液相變儲能材料的研究和應用最為廣泛，其工作原理為：當環(huán)境溫度高于相變溫度時，材料由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)并吸收熱量；而當環(huán)境溫度低于相變點時，材料由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)釋放熱量，從而維持環(huán)境溫度在適宜水平。在相變過程中材料吸收或釋放的熱量，是材料單一相態(tài)溫度變化時吸收或釋放熱量的幾十倍甚至幾百倍。

項目簡介相變儲能材料(Phase Change Materials, PCMs)是一類利用在某一特定溫度下發(fā)生物理相態(tài)變化以實現(xiàn)能量的存儲和釋放的儲能材料，一般有固- 液、液-氣和固- 固相變三種形式。目前固- 液相變儲能材料的研究和應用最為廣泛，其工作原理為：當環(huán)境溫度高于相變溫度時，材料由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)并吸收熱量；而當環(huán)境溫度低于相變點時，材料由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)釋放熱量，從而維持環(huán)境溫度在適宜水平。在相變過程中材料吸收或釋放的熱量，是材料單一相態(tài)溫度變化時吸收或釋放熱量的幾十倍甚至幾百倍。相變儲能材料儲能原理應用范圍 相變儲能材料響應溫度變化所吸收和釋放的是熱能，在能源高效利用和節(jié)能保溫領域有著重要的應用價值。如在建筑節(jié)能、太陽能利用、電力調峰、可再生能源消納、工業(yè)余熱回收、紡織品、冷鏈運輸、醫(yī)療健康等方面擁有廣闊的市場前景。項目階段目前主要的有機相變儲能材料產品來源于石油工業(yè)的副產物，具有毒性，同時因其不會被生物降解，所以會持續(xù)產生污染。研發(fā)團隊以國家“973”計劃—“節(jié)能領域納米材料機敏特性關鍵科學問題研究”課題的研究成果為基礎，制備出基于天然可再生油脂的相變儲能材料，具有綠色無毒、可降解、儲能密度高等優(yōu)點。通過對相變儲能材料進行功能化處理，使其進一步具備了高光熱轉換效率及良好的儲熱特性，可高效利用太陽能及環(huán)境余熱。知識產權已申請相關專利。調配出的不同溫度的相變材料合作方式1. 可根據實際情況研制具有不同相變溫度的相變儲能材料，滿足各類需求。2. 完成建筑用相變儲能材料產品的中試生產，實現(xiàn)了相變儲能產品的規(guī)模化制備，如相變儲能地板產品、相變儲能板材產品、相變儲能粉體（60-80 目）與顆粒產品（5-8mm）等。其中，地板和板材產品可用于室內裝修，粉體和顆粒產品可作為其他建材，如涂料、砂漿、水泥、混凝土等的添加物。3. 將制備的相變儲能板材應用于實際建筑中，取得了很好的控溫節(jié)能效果：在北京冬季時，白天室內最多可少升溫6-7℃，且溫度峰值延后近2 小時；夜晚溫度降低時間最多可延遲近6 小時（以降至18℃為限），有效減小了室內溫度波動，并減少約18% 的采暖電能能耗。4. 研制了一套相變蓄熱供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將谷電期間的電能轉化為熱能并存儲于相變儲能材料內，在非谷電期間則利用所存儲的熱能實現(xiàn)用戶供暖。該系統(tǒng)有助于電力系統(tǒng)的蓄熱調峰，也可有效降低終端用戶的采暖成本，同時還具有體積小、效率高、節(jié)能環(huán)保、無噪音、使用壽命長等優(yōu)點。該系統(tǒng)實際的供暖試驗結果表明，峰電期間僅利用存儲的熱量進行供暖，可使用戶室內平均溫度達到20℃，與市政集中供暖相比，采暖費用可降低約20%。