昆明理工大学学生课外学术科技创新基金课题申请书.doc

序号： 编码： 昆明理工大学学生课外学术科技创新基金课题申请书 课 题 名 称：农村太阳能和沼气能混合开发、利用的研究 课题负责人姓名： 许建光 学院、班级专业： 电力工程学院 、电自09级3班 填 报 日 期： 2011 年 10 月 22 日课题类别： A类:自然科学类学术论文B类:科技发明制作 C类:哲学社会科学类社会调查报告和学术论文共青团昆明理工大学委员会制填 报 说 明一、申请课题必须符合昆明理工大学学生创新基金暂行办法（昆明理工大学（2001）学字217号）及昆明理工大学学生课外学术科技创新活动实施办法要求的资助范围，申请书各项内容要实事求是，逐条认真填写。表达要明确、严谨，字迹清楚易辨。二、部分栏目填写要求课题类别在相应的课题类别前的“”中任选其中之一划“”。课题性质根据研究内容填写“基础研究”、“应用研究”、“开发研究”或“人文社科研究”。参加人员指参加课题研究工作3个月以上，在课题组内起主要作用的人员，包含课题负责人。三、课题申请书须经学院签署资格审查意见，加盖公章后一式二份报送校团委。四、有关事项可向昆明理工大学学生课外学术科技创新活动领导小组办公室（设在校团委）咨询。研究课题课题名称农村太阳能开发和利用的研究课题性质应用起止年月自2012年1月至2012年12月课题负责人姓名许建光性别男年龄21学历本科学院班级专业电自093完成学分情况联系方加人员姓 名性别年龄学历学院班级专业在本课题分工罗慕哲 女21本科水文091朱 勇 男21本科电自093指导教师姓 名所在单位职 称研究领域李超凡 昆工电力学院讲师小电流接地系统选线主要研究内容和意义摘要（限120字） 目前农村太阳能的利用不足：1、 农村地域广阔，有充足的阳光，但是太阳能的利用几乎为零。2、 由于交通不畅、经济不发达，技术落后，太阳能的利用难以发展。3、 目前太阳能在农村的利用就是太阳灶、太阳能热水器、太阳能温室、太阳能干燥器及太阳房等，但不能很好的服务于人类。4、 有结构单一、不方便、不经济、受地域季节影响等缺点。研究内容： 本实验通过太阳能电池发电，电解水，产生的氢气和甲烷混合，给家庭提供足够的。多余的混合气体储存起来，解决沼气不足和太阳能气象条件的影响等缺点，做到可靠、高质、经济、方便、环保等多项优点的集合。 研究意义：1、 农村太阳能丰富，地域广阔处处皆有，不会因为空间狭小而受到限制。2、 丰富的太阳能弥补沼气能的不足，沼气能同时也能弥补太阳能的不足。混合使用会更经济实惠，方便可靠。3、 能源质量高，获取能源花费的时间短，使用者容易接受。4、 照射在地球上的太阳能是非常强大的，假如把地球表面O.1的太阳能转为电能(转变率5)，每年发电量可达5.61012kWh，相当于目前世界上能耗的40倍，其总量是现今世界上可以开发的最大能源。5、 开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。6、 另外，太阳资源在农村的利用极少，有更好地开发前景。预预期目标及成果（限200字内）预期目标： 虽然中国以及全世界的科学家都有对太阳能、沼气的开发利用都有成就，但是还不能很好的服务于人类和可持续的发展。根据地域上的差异、科学技术的差距以及生活习惯的不同，人们对太阳能和沼气能地需求不同，通过本实验解决能量太阳能密度低、不稳定、效率低、成本高和沼气池缺气等问题。验证实验的可行性，找出实验中存在的问题，并找出解决问题的思路和方法。 实验内容：用太阳能电池接受太阳光发电，基于电解水对电压和电流的大小和稳定性要求不高，用电来电解水，把电解出来的氢气输送到沼气罐，和甲烷混合在一起，在沼气罐的出口处安装一个特制的活动气筒（用的时侯安装上，不用的时候可以卸下），把多余的氢气和甲烷压缩存储到储存罐里，在冬天、阴天或者沼气池气体不足时用。1弥补了太阳能的不稳定和时间限制的缺点，2把多余的甲烷和氢气储存。 成果：1、制作实验装置一台。2、申请专利12项。3、发表论文23篇论文。4、将产品推广使用。申请课题经费预算预算支出科目金 额开支说明仪器设备费8000用于定购太阳能电池板、电解槽、小型沼气罐、气压计、气压开关等实验材料费6000固定太阳能电池板的钢架、导管、输电线、甲烷和氢气混合储存罐、自制气体活动气筒材料等科研业务费4500调研及资料检索费、网络通信费、论文版面费，专利申请费其 他 费1500项目验收费，专用工具费、其它不可预测因素等费用本研究课题的科学依据和意义科学依据：在中国的农村地域广阔，无论高山还是平原，太阳光普照大地，处处皆有，不受地域的限制，但人烟稀少、丰富太阳能没有得到充分地利用，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。在农村太阳能能源质量高，获取能源花费的时问短，使用者从感情上容易接受。太阳能源巨大照射在地球上的太阳能是非常强大的，40min照射在地球上的太阳能足以供全球人类一年的消耗，每秒钟到达地面的太阳能高达8105kw，每年到达地球表面的太阳辐射能相当于1.301014t标准煤，假如把地球表面O.1的太阳能转为电能(转变率5)，每年发电量可达5.61012kWh，相当于目前世界上能耗的40倍，其日照时间也比较长，丰富的太阳辐射能是重要的能源，是人类能够自由利用的能源，其总量是现今世界上可以开发的最大能源。 如今太阳能电池板已经在市场上流通，让太阳能转化为电能已经成为现实，把电能转化为化学能的技术已经成熟（水经过电解转化为氢气和氧气）。目前的太阳能热水器已经普及了，太阳能电池只用于发电没有真正的应用于家庭，因为其价格让消费者难以接受，另外如果想利用电池板发电来取暖，受冬季阳光照射时间短、发电量不是特别大、储电池等多方面影响。经过本实验，可以解决以上的问题。沼气池在中国农村已经普及，它既经济环保又方便，给本实验提供了一个有力的实际可行的理论依据。从经济角度出发，虽然一次成本比较高，但是从整体上来考虑，把储存下来的氢气和甲烷以市场价格出售赚回来的钱考虑在内，也能让广大群众接受。太阳能发电与沼气的混合使用给人们带来了方便。1、沼气不够用的时候，氢气可以用于煮饭烧水等家庭用气。2、把多余的氢气和甲烷储存起来。意义：太阳能是一种重要的可再生绿色能源。从目前的技术成熟度和经济可行性来看，太阳能最具竞争力的可再生能源。我国太阳能资源极为丰富，年日照时间在小时的地区占国土面积的三分之二以上，特别是西部地区，年日照时间在小时以上，年总辐射量1700千瓦时/平方米年以上，是世界上太阳能最丰富的地区之一。经济和社会效益显著，经初步调查，我国绝大多数太阳能热水器生产厂经济效益都很好，很少有亏损企业。不用煤、油、电而用太阳能热水器洗浴的城乡居民全国有3000多万。年节约能源200万吨标煤。太阳能产业已成为某些地区新的经济增长点，在农村生活的大部分人煮饭做菜取暖主要是烧木柴和煤炭，一、破坏环境，使水土流失，二、利用率不高，浪费资源，三、虽然大部分人家都装上了沼气池，但是仅靠秸秆、猪禽舍、厕所等为原料的沼气池不能完全满足人们的需求，需要一种具有很高能量的原料-太阳能，减小了家庭的用电开支，方便了自己。为我国农村沼气发展和环境保护开辟一条新路。研究内容和预期成果研究内容：把太阳能发电推广到农村，用最丰富的可再生能源来替代不可在生能源。用太阳能电池板发电，来电解水，生成氢气的和沼气池里面的甲烷混合使用，多余的混合气体储存起来，销售到市场或者在秸秆和阳光缺少的时候用。1、探索农村太阳能的地域分布和季节分布情况2、实验在不同光照强度下，太阳能电池板的发电量。3、不同电压和电流情况下，水的电解程度。4、分解水为氢气和氧气后，氢气和甲烷的混合存储、利用及安全使用等问题。5、制作一个比较灵活方便的装置，把太阳能电池板、电解槽和沼气罐组装在一起。6、解决最优化问题。 预期成果：完成本次实验，找到较好的思路和方法地解决上述问题，同时对上述方案和实验进行改进，使之能更好的达到预期目标，能投入到广大农村并且有效使用，能解决沼气短缺和季节性问题。从经济和科技等方面为广大农村提供实惠和技术，为环保和能源问题做出贡献，也为以后的发展提供动力。拟采用的研究方法、技术路线及工作进度可行性论证： 本设计采用的方法是理论设计与经验设计相结合的方案，所运用的资料来源广泛，内容充足，贴近论文,利用率高，学校丰富的图书馆资源，给课题顺利开展的重要保证。同时 在指导老师的帮助下，为本课题开展提供了重要的技术支撑。 1、太阳能是最丰富的可再生资源，农村地域广阔，太阳能丰富既经济又环保。2、太阳能的利用技术已经有了发展，给本设计提供了技术要求。3、农村沼气池的推广使用已经普遍，为我们的设计提供实验基础。4、小组成员大多来自农村，对沼气池相当熟悉，对用户的实际要求比较了解，对农村的太阳能地域分布和季节分布有一定的了解。拟利用资源（科研教学设施、仪器设备、资料、实验场地以及自家沼气池等）1、指导老师研究室现有的一系列实验设备和仪器。2、可以使用电工电子中心的实验设备和仪器。3、通过网上购买一些先进的元件和市场元件。4、利用校内图书馆资料及网上可查资料。项目实施计划及进度安排：（查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、开题报告、实验研究、数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题答辩和成果推广等）2012年1月2月：进一步了解目前不同种类太阳能电池板的发电能力和价格，以及沼气池的发酵原理、电解水的原理。2012年3月4月：选定实验的主要器件和设备，完成设计电路图以及元件设备结构简图。2012年4月5月：购买元件、按照设计图安装2012年6月7月：逐步进行试验，解决存在的问题，混合气体能燃实现电解和发酵工作。2012年8月9月：组装太阳能电池板、电解槽和发酵罐，研究最优方案。2012年10月1