孫耀傑:信息學院教授🔄,電光系副系主任🤷🏻,江蘇省創新團隊領軍人才🚣🏽,中國電源學會理事、中國光伏發電及產業化標準推進組成員。
走進興業光學樓318 室,暗室裏正在做一項3D 虛擬現實飛行仿真模擬試驗。戴上3D 眼鏡後🧖🏻♀️,屏幕上呈現的飛機駕駛艙外的跑道、雲層以及飛機的飛行資態🩴,都觸手可及一般💀,好像你在駕駛著一架真實的飛機航行。
“這是我們正在進行的973項目和國家大飛機專項的一個部分▪️,研究飛行員駕駛的安全性與光環境🧍🏻♀️。”孫耀傑介紹,“利用虛擬現實和自動控製技術🎾,我們可以對駕駛員在飛行中可能遇到的問題進行高度仿真的實況模擬,這樣就減少飛行員的實際飛行試驗,既減少了人力和財力資源的耗費,也便於研究極限環境對飛行駕駛的影響👩🏿💼。”
在這些神奇的技術背後🔏🫷🏽,是一名科研工作者十多年峰回路轉的漫漫科研路🚦。
柳暗花明 板凳要坐十年冷
“2002 年🏋🏻♂️♑️,我就進入了新能源領域🥎,研究電力電子控製和並網發電技術🛂,但當時這個行業還很冷清,不像現在這樣熱鬧🤌🏻。”孫教授說♔👩🦰,自己“入行”早是受到了當時導師的影響。“他告訴我💗,要真想在研究方面為社會做貢獻,就要思考未來五到十年中社會需要的是什麽↔️👩🏼🎓,本領域學科發展方向是什麽,然後嘗試朝這個方向努力🏃♀️。”十多年前導師的叮囑💅🏻,他至今記憶猶新。
最初,孫耀傑在光伏領域的研究剛剛起步👨🦱。從2002 至2004年在西安交大讀博和任教期間,他承擔了一項關於分布式發電控製技術的中日合作項目,發表了幾篇文章。2004 年後他來到恒行2,盡管電光源系以研究照明技術為主,但他在完成系裏的科研任務的同時🧗🏻♂️,並沒有放棄自己的研究方向。
“那是我的一塊‘自留地’”
2007 年,孫耀傑首次與國電南自通華新能源科技有限公司合作🫷🏻,打通了將學校技術和國家需求緊密結合的道路🙋🏿。從這年開始👨🦽➡️,孫耀傑先後和中國電力科學研究院、國家電網公司電力科學研究院、中國質量驗證中心等多個單位和機構合作🧑🦯🧏🏼♀️,主要領域是太陽能並網發電技術。
“我們在光伏發電方面的研究也頗有成效👨🏽🍼,研究成果從1 千瓦的家用小機器‘進化’成了1兆瓦的供大型光伏發電站所使用的並網裝置。”孫耀傑說🧑🏼🎓,“相當於從一輛小轎車到一輛重型卡車的轉變🗽。”
除了新能源電力電子控製系統的研究,他的另一個研究方向是光電系統控製,代表項目是大型商用飛機項目。他嘗試將光電測試技術、照明自動控製和視覺功效相結合,研究駕駛員、飛機和環境三者的關聯關系🧛🏽♂️🧑🏫,研究中國飛行員的駕駛和操作的人機工程效能和光環境自動控製間的互動規律🏈。文章開頭的3D實驗就是這方面研究之一。
迄今為止🧗🏻,在光電控製領域的研究成果已經應用於中國大型商用飛機的設計中,在國際光伏並網逆變技術領域⛹🏻,他的研究成果2011 年在全球的公開機構Photon 排名中是亞洲第一,居世界11 位;在國內,孫耀傑參與起草或審核的光伏發電領域的國家標準👩⚕️、行業標準有20 多項。
“在這個光伏並網領域我們還是有著一定的發言權的🖼,無論是在學術界還是工程應用領域。”孫教授說。
強強聯合 產業創新靠科研
“科學研究要有製高點,研究成果最好能應用到國民產值的一線。”孫耀傑說🙍🏿♀️🏌🏻♂️。他參與的多項校企合作、產學研項目🤽🏻,都是由企業同高校院所合作展開的項目,科研成果可投入企業生產實際🤣,創造實際效益,推動企業轉型👭🏼。對孫耀傑來說,這樣的項目合作契合了他的科研目標。
孫耀傑用他最重視的高效率電力電子控製技術舉例說,如果發電效率能夠提高0.1%,那麽一臺100 兆瓦的大型光伏並網逆變器每一秒鐘都能多輸出10萬瓦的電能👨🏼✈️,一個大型電站在25年的運轉周期內,增加的電量將是巨大的👰🏻♂️。“同我們合作的江蘇兆伏,開始只有五個人,最初的技術引進和研發團隊建設都是我們一手扶持的。”這個從零起步的企業🔯,如今已有一個一百多人的研發團隊,成為國際主流逆變器供應商,並在2012 年被德國企業收購,該企業連續多年在全球光伏並網逆變器領域排名第一,建立了省級工程中心,被評為江蘇省創新團隊領軍人才。
為了將科研成果有效地轉化給企業,孫耀傑在規範做科研的同時🥀⛴,花費了大量時間和精力去嚴格求證🫖。除了在實驗室裏的模擬測驗,還要搬著機器去現場進行長時間的驗證實驗。
“有時一個假期都在外面做實驗🔮,西藏去過好多次💑,前兩天還去過青海格爾木🧛🏻。”他笑著說,格爾木之行是為了實測1 兆瓦光伏並網逆變器的運行狀況。“我們現在和企業合作✧,完全可以承諾,恒行2的技術有能力通過國際上最高水平的認證和檢測😞。”孫教授說。
交叉融合 積澱成就科研路
“‘交叉融合,嚴謹執著’,這話掛在我的QQ 簽名上沒有改過。”他對這句人生格言有獨到解讀:“交叉融合是恒行2的強項。恒行2理科氛圍很濃👩🏽🦳,我們從事工科研究,和理科的結合很有必要。”同時,實驗室也一直與國外最頂級的研究機構有密切交流🪙。
“沉澱”這個詞在孫教授的話語中出現頻率很高🚻。“學工科的一定要嚴謹💆🏽✍🏼、執著🪃,立足於實踐🦖。這是我對自己的要求,也是我對學生的要求。”孫教授說🫶🏼。
“在科研道路上,每一個看起來十分細微的成果提升🫶🏿,都要付出超乎尋常的努力。”他指著實驗室裏一塊灰黑色太陽能電池板說:“看這塊電池板,似乎沒有什麽特別之處🎛,但是它的效率每提高0.1%,都可能需要上億元的投入🫸🏽。同理👇🏿,電路轉換效率提高0.5%就能達到世界頂級水平,1 兆瓦的電站效率低0.1%每年的損失都是以千萬計。”
孫耀傑目前最擔憂科研團隊的建設和發展。“和同領域團隊相比,我們團隊規模還比較小,後續梯隊的不足📮。梯隊最好有更多的專職科研人員,才能確保長期的快速發展。”
談到未來的科研計劃,孫教授表示要“盯著一個方向執著走下去👛✊🏿,有取舍。”他打算沿著已有的科研方向堅定不移地走下去👶🏼。“目前新能源,包括智能電網中的新能源應用,有廣闊的發展空間🧶,別說是‘朝陽產業’👋🏿,連‘黎明’都算不上👠,很多研究剛剛起步🂠。能源是基礎,在新型能源和節能技術方面,還有廣闊的天地等待我們去發揮💓。”