研究领域

研究方向

发布时间:2011-03-14 点击量:
    农业建筑热环境方向是学校教育部重点实验室和太阳能建筑一体化、国家太阳能热水器质量检验中心的学术支撑方向。本方向利用计算流体动力学、传热传质学、太阳能热利用工程、太阳几何学等,对农业建筑热环境中的相关科学问题开展研究。
    本方向的主要研究领域有建筑自然通风中的非稳态浮力流动及其传热传质过程的数值模拟和理论分析、固体微粒在非线性流场中的漂移运动、建筑被动加热和制冷、热储存、太阳能与建筑一体化中的传热传质机理等;已形成一个研究方向明确、研究成果突出的学术团队。近五年来,本方向学术团队在建筑热环境方向承担了国家973前期研究专项、国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才培养计划、云南省自然科学基金等20余项,累计发表国际刊物论文百余篇,获得省部级奖1项。
    本方向所开展的工作,将为云南地方经济发展、节能减排、建筑通风采暖、被动加热与制冷、太阳能一体化建筑、新型热利用材料、农产品干燥等方面提供科学依据和理论基础,为国家及西部大开发、可再生能源的合理利用提供高水平的科研成果,培养高层次的科研人才。
 
    农业电气化与光伏技术方向是学校教育部重点实验室的学术支撑方向;利用高等量子力学、半导体物理与器件、材料科学、光伏科学与工程等,开展光伏理论、新型化合物太阳电池、薄膜太阳电池、晶体硅太阳电池产业化技术、新能源材料、固定式光伏方阵的倾角优化、光伏系统的合理配置设计以及大、中、小型光伏发电系统研究、设计、安装及实践等方面研究。研究工作在国内同行中具有明显的特色和优势,研究成果在本研究领域具有一定学术地位,在国内外同行中有一定的影响。上世纪70年代研制出我国第一只绒面晶体硅太阳电池,其成果转让云南半导体器件厂生产,建立了当时我国最大的太阳电池生产基地。所研制的砷化镓太阳电池在我国“实践4号”卫星上进行挂片试验。目前,已经建设完成户用光伏系统199个;建成了独立运行光伏电站52座;培训了光伏系统配置、工程施工、电站维护与管理的大量技术人员。
    经多年建设,本方向形成了一支研究方向明确、研究成果突出的学术团队。近五年来,共发表学术论文200篇左右,三大检索收录30余篇;制定“国家光伏标准”2项;申请发明专利12项;先后承担了国家科技部科技攻关项目、国家发改委金太阳工程、国家自然科学基金项目、霍英东青年基金项目、云南省科技厅重点项目等30余项;培养硕士生、博士生27人。
    云南省具有丰富的太阳能资源,在边远地区建立独立光伏电站,可有效解决供电、缺电问题;在农村地区建立中小型光伏电站,可调节和改善电网末端的供电质量和稳定性;选择合适区域建立大型光伏发电站,可促进当地经济发展、提高人民生活水平、保护生态环境及促进可持续发展。因此,本方向将对实现农业电气化、推广农业技术,促进农业发展起到重要的作用,具有较好的社会效益及现实意义。
 
    生物质转化与利用工程方向是学校教育部重点实验室和云南省生物质能产业发展的重要学术和技术支撑方向;主要以生物学、化学、物理学等学科为基础,遵循生态学原理、污染治理原则、综合利用原则,利用现代生物和化学工程技术的手段与方法,研究和开发生物质的各种能源转化技术(如:沼气发酵技术与综合利用、能源植物与生物柴油、生物质发酵制氢、燃料乙醇、有机污水处理等)及其综合利用,形成了以生物质能转化技术为核心的,带动农业生态环境建设与保护,实现节能减排与污染治理的可持续发展模式。
    近五年来,本方向学科组承担国家级和省部级纵向项目20余项、企业资助横向课题40余项;获云南省科学技术成果一等奖1项、全国第18届发明展览会金奖1项;发表论文200篇左右;出版著作3部;获国家发明专利6项、实用新型专利5项,转让科技成果3项。其中,玻璃钢商品化沼气池技术转让直接经济效益8000多万元,已在国内和发展中国家推广应用;气相循环酯化制备生物柴油专利技术已授权省内外2家企业使用,实现了产业化,并获云南省能源局技术装备支撑;沼气工程与4F循环经济模式已在养殖场、酒精厂建立了多个大中型示范工程。10多年来,在云南农村能源的推广应用中,做了大量的技术咨询与服务工作。2002年以来,对亚非国家多次进行了沼气技术与能源综合利用技术的输出和培训,帮助这些国家建立了国家培训中心、大型沼气示范工程、农村家用沼气示范工程等。
    生物质能在未来能源结构中占有重要地位,现代生物质能的开发利用在获得高品质能源的同时能有效治理、保护和恢复生态环境。生物质能研究与开发、高层次人才的培养不仅对云南地方能源可持续发展具有重要的意义,而且由于云南地处长江、珠江、湄公河等流域的源头或上游,对云南省及周边国家和地区的生态建设、环境保护和可持续发展尤显重要。因此,本方向的成果在优化能源结构、恢复生态和治理环境方面具有重要理论价值和十分广阔的应用前景。
 
    太阳能集成系统与能量转换利用工程方向是学校教育部重点实验室的学术支撑方向;将太阳能-热能转换理论、工程热力学、传热传质学、流体力学、气象学、自动控制、空调制冷技术等方面进行多学科交叉,解决太阳能光热收集、转换、贮存过程中的关键科学问题。
    在太阳能光热转换及冷热联供方面,建立了国内外首台太阳能固体吸附制冷装置综合试验台,提出了用同一集热器实现供热与制冷联合循环并实现样机,理论与实验分析了太阳能制冷装置特性并通过优化使太阳能冰箱达到产业化工艺水平。在太阳能热电循环、聚光太阳能利用方面,提出并实现了用槽式聚光太阳能热电联供装置,实现聚光反射镜面有效替代太阳电池,节约发电成本,并将电池热量供用户利用,实现热电联供。针对新型屋面蒸发降温系统及建筑节能特性,提出新型蒸发降温模式并对其进行了全面的理论和实验研究。在太阳能集热系统与建筑结合方面,对太阳能集热器件与建筑节能构件结合时的能量转换规律进行了深入的研究,成果用于太阳能与建筑一体化图集设计及相关企业技术研发。在太阳能农作物干燥方面,开展了太阳能农副产品干燥、农业温室供热、太阳能热泵供热技术等的研发,推动了云南省太阳能企业产品的技术创新。近5年来,本方向学科组承担国家高技术研究发展计划项目、国家自然科学基金项目、教育部科学技术研究重点项目等研究项目30余项,获省部级科学技术奖2项,发表学术论文200篇左右,被SCI和EI收录论文50余篇,获国家专利9项。
    本方向开展的工作,不仅为云南地方经济发展、生态保护、节能、农村精神文明建设起到了极大的促进作用,也为我国的太阳能热利用理论研究和应用技术开发作出了应有的贡献。本方向将结合节能减排持续能源利用不断创新,为西部大开发、可再生能源的合理利用提供高水平的科研成果,培养高层次的科研人才。
 
    农业生物环境与水土工程方向是学校教育部重点实验室和高原生态区特色生物产业发展的学术支撑方向;重点研究植物环境与动物环境工程、作物与环境因素间相互作用的影响、节水农业工程、农业水土流失控制技术、农业面源污染负荷防控技术、设施农业土壤障碍因素消减及生物修复技术、设施农业环境控制的优化设计、农业固体废弃物生物处理与资源化利用技术、可再生能源在设施农业中的开发利用与农业环境的安全性评价等。
    本方向的特色是集成现代农业学、生态学和现代生物技术、水文学与水资源学、现代地理空间技术(3S),系统研究全球变化下的农业动物和植物生长繁育环境的演变与效应、水源保障、受损农业生态系统恢复与重建、农业动植物生长繁育环境增强及提高农产量品质的水土环境与农村能源改造的理论与技术。
    目前,本方向在小流域区生态环境治理、耕地土壤改良、中药材保护地、花卉设施栽培生产基地、无公害蔬菜生产基地及能源植物开发利用等方面,深入开展了生物与非生物环境因素互作影响及生态调控技术研究,特别是在土传病害土壤生物活力特征及生物修复调控技术、坡耕地土壤节水农业耕作与栽培技术模式、小流域区水土流失治理、利用太阳能集热技术提高冬季设施栽培水土温度等方面的研究应用,成效显著。近五年来,主持国家科技支撑项目子课题1项、国家自然科学基金项目2项、教育部“春晖计划”科研合作项目1项、国家公益性行业(农业)科研专项子课1项、国家星火产业带-农业科技成果转化项目子课题1项、云南重点产业创新工程项目1项、云南省自然科学基金项目1项,发表论文100篇左右,作为主编及第1、2作者出版专著7部,已获国家发明专利8项、实用新型专利3项。
    环境因素是限制世界农业生产和导致农业减产的最主要因素。据统计,由于农业环境条件的限制,农业生产70%的潜力未能发挥出来;云南尤甚。因此,本方向不仅有重要的理论价值,也有广阔的应用前景,能强力推动高原农村农业可持续发展。

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