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📍|主題|
▫️ 材料系日常
📍|前情提要|
▫️ 不知道大家有沒有聽過材料系呢? 查詢看看二類組科系的分數排名,會發現高分的科系除了大家熟知的電機系和資工系以外,就是材料系了(第三名)。eric編現在是台大材料系的大二生,今天就讓eric編帶大家了解材料系平...
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📍|主題|
▫️ 材料系日常
📍|前情提要|
▫️ 不知道大家有沒有聽過材料系呢? 查詢看看二類組科系的分數排名,會發現高分的科系除了大家熟知的電機系和資工系以外,就是材料系了(第三名)。eric編現在是台大材料系的大二生,今天就讓eric編帶大家了解材料系平常到底在幹嘛!
📍|工學院的文組&工學院的領頭羊|
▫️ 材料系身為工學院(包含土木系、機械系、化工系、工海系、材料系、醫工系、還有各類研究所)的一員,自然有許多科目是和物理化學相關的,而錄取分數作為除了電資學院(電機和資工系)外二類組(理工班群)最高分,理所當然的是工學院的領頭羊啊!但是材料系卻又有個很特別的就是,工學院許多科系都要修的「工程圖學」,材料系卻不用修(機械、化工、工海、土木系都要修喔)。
▫️ 相較其他工學院的課程,除了大一的課程各系都差不多以外,材料系的課程其實蠻甜的(有唸書拿高分不難),而作業部分也不像其他科系例如機械化工等等的系那麼繁重。材料系的課程,例如材料導論,也不需要太複雜的數學運算,比較著重在「觀念理解」以及「記住各物質的性質」,所以材料系也常常被我們戲稱是「工學院的文組」。
📍| 不只是材料系那麼簡單|
▫️ 材料系的課業壓力集中在大一大二,尤其大一的必修學分高居台大各系必修學分的前段,大一下的時候必修占了18學分(包含普物、普化、微積分等),如果算上國文還有第二外語,就已經24學分了。這是什麼概念呢?在沒有申請雙、輔系(雙主修:大概讀「2個系」的意思;輔系:大概讀「1.5個系」的意思)情況下,一般來說一學期的學分上限就是25學分(沒錯基本上就塞不下其他想上的課)。
▫️ 但到了大三大四,材料系的必修就變得很少了,會有很多時間讓學生自由的決定要往哪個領域發展。因此eric編發現材料系很多學長姊還有同屆的同學,往往不會只侷限在材料系,若是對理論研究有興趣的,會雙主修物理系;對電子領域相關有興趣的,會雙主修或是去電機系修課;也有對文學很有興趣的朋友選擇輔修中文系;而有部分的材料系同學,會選擇雙輔經濟系或著財金系,所以材料系其實提供蠻多空間給學生選擇方向的。
📍| 小系的溫暖|
▫️ 台大材料系一屆只有收大約50位學生,所以相較化工、電機系動輒170多人,材料系是小系。小系的缺點是可能沒有那麼多機會遇到厲害的人(雖然eric編覺得材料系已經有很多厲害的同學了),但優點很多,這邊舉例三個給大家聽:
1. 系上的人你一個學期就認識完了,不太會發生同學都不知道你是誰的窘境,還蠻不錯的!
2. 大學的科系有很多活動,例如週、之夜、宿營、舞會等等,為了要辦成活動,通常都要整屆出動了,所以大家一起辦活動,容易產生革命情感,大家的感情也比較融洽(愛心)
3. 翹課被發現的機率很高,因為系上就那幾個人,所以材料系乖乖上課的比例也很高,大家可以在教室一起嘴砲活絡感情。要提早離開教室的同學,大家都會超大聲地跟他說再見,超暖的吧!
📍|材料大車隊|
▫️ 雖然材料系是工學院,但台大目前只有一個工學院綜合大樓(簡稱工綜),主要由機械系和材料系瓜分。總而言之材料系沒有自己的系館(類似高中社辦),所以我們系上上課主要是去全校共用的教學樓,分布位置大約在學校中央,到哪裡都有點遠。因此,材料系同學們在一起上完課之後,不想吃學餐(學校內的餐廳,通常我們都吃膩了)就只能組成材料大車隊的出去校外覓食。大家騎著自己的腳踏車組成超大車隊到學校附近的溫州街商圈、118美食街、公館商圈,或是到台科大學餐用餐。有時候時間允許,材料大車隊就直接殺到中正紀念堂附近吃飯,假日有空也會揪團騎到淡水,可以說台北各地,只要時間許可,材料大車隊都可以抵達!!(以上為eric編這屆情形,車隊不一定每屆都有)
▫️ (創辦人os:當你55688台灣大車隊!?)
📍|工學院的聖誕魔咒??|
▫️ 不知道大家有沒有聽過臺大流傳的工學院聖誕魔咒?聖誕魔咒就是指如果工學院的學生,在大二上學期的聖誕節以前沒有脫魯,接下來就要直接魯到大四了。eric編本人是直接魯到很入味了(非常遵守這個規則),但是還是幫魔咒平反一下,會不會脫魯其實跟魔咒沒什麼關係~系上也是有過了大二聖誕節之後還是成功脫魯的朋友,所以還是看個人造化啦:)
📍|所以讀材料系有趣嗎?|
▫️ 其實讀材料系最大的困擾就是沒什麼人知道材料系在幹嘛(出路太廣了),很多時候都會遇到長輩問你:「材料系是做什麼的啊?」返鄉過節我都要大費唇舌跟他們解釋,但其實種類太多而且各知識內容都很深奧,我才大二也無法給予很完整的陳述。而且因為材料系有分成高分子組、電子組、陶瓷組、金屬組,要做什麼、往什麼領域發展其實是由自己決定的,沒有一個標準答案。材料系的課程分配也是給予學生很大的自由度。
▫️ 在材料系中最有趣的莫過於可以看到每個人選擇不同的方向然後發展成擁有不同專業的人。另外,我自己的觀察,材料系平常都是感覺很放鬆、很愛玩,但是考試時、認真要做事情的時候也不馬虎,大家都期待用最有效率的方式獲得成果。最後補充一下,材料系是延畢比例最少的系喔,就知道材料系有多快樂了吧!
📍|編者|
▫️ eric編
▫️ 底下標註想讀材料系的朋友!
中央電機電子組 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 的精選貼文
〈工業技術與資訊〉分散式能源崛起 -
透過「虛擬電廠」整合再生能源、儲能設備、備援電力等分散式能源,已成為能源管理新顯學(09/26/2021 鉅亨網新聞)
逐年攀升的尖峰負載,讓臺灣的能源使用規劃,成為各方焦點。跳脫興建更多電廠的思維,透過「虛擬電廠」,整合再生能源、儲能設備、備援電力等分散式能源,已成為能源管理新顯學。隨著再生能源占比逐步升高,為了解決供電間歇性的問題,能長時間儲存電力的「液流電池」也備受關注。
數 10 年來,臺灣傳統電力供應以大型電廠為主,想要解決尖峰用電問題,除了蓋電廠外,是否還有更省成本、更有效率的解方?
攤開臺灣的用電分布,若以 1 年 8,760 小時來看,臺灣每年用電最多的 200 個小時,對於電力系統產生的額外需求大約為 2GW,相當於年度用電尖峰的 5%,且大多集中在夏季。工研院綠能與環境研究所組長梁佩芳認為,若要持續蓋電廠,得先思考 2 個問題:一是電廠投資大、建廠時間久,還會面臨環保抗爭行動;二是只為了每年 200 小時的尖峰需求興建新電廠,似乎也不太符合投資效益。
其實除了大型電廠之外,民間也暗藏不少中小型的電力資源,像是散落在企業、工廠、住家裡的太陽能、風力、儲能設備、備援發電機、UPS 系統和電動車等。隨著供電挑戰愈來愈大,未來必須要更加靈活善用這些電力資源。「虛擬電廠」概念應運而生,「就是將分散式的中小型資源聚合起來,變成可靠的電力供應來源,就像一個可受控制的電廠。」
用戶代理人扮演關鍵角色
當傳統以大型機組為主的集中式電力系統,走向分散式電力系統後,原先單純做為電力的消費者,同時也轉為電力供給的產銷者。正因為聚集了各種不同類型的用戶參與,虛擬電廠有著更大的調度彈性,能在短時間內提供尖峰負載電力,也能為電力公司提供輔助服務。
相比過去台電控制大電廠,只要一個指令;當眾多小資源集結時,該如何有效管理就成了關鍵。這造就一個角色興起,也就是所謂的「聚合者」或「用戶代理人」(Aggregator),「他必須聚合用戶資源,就像一個統一窗口,去台電或電力市場報價,未來代理人會是新的商機。」
「虛擬電廠有很多不同機制,有些可以做出一桌菜,有些就是很專業的一道菜,不同公司的營運策略都不一樣。」梁佩芳表示,目前虛擬電廠在國際已有不少成功案例,以全球知名的德國公司 Next Kraftwerke 來說,旗下聚合超過 1 萬個用戶,裝置容量達 8GW 以上,並依據用戶特性,設計不同方案,有些投入電力交易市場,有些則投入輔助服務市場;特斯拉(Tesla)也在加州聚集旗下家用儲能設備 Powerwall 的用戶,向電力公司提供電網服務,當加州電力不夠時,便控制電池放電。
滿足五大條件 虛擬電廠商機可期
梁佩芳認為,虛擬電廠必須具備 5 項條件才能發揮其優勢。第一是 ICT 的基礎建設,為了讓代理人清楚掌握每個參與者的狀況,需要導入智慧電表等 ICT 應用,才能即時掌握數據。
第二是預測。代理人需了解電力系統狀況,進行負載預測,事先讓參與者知道未來幾天的用電趨勢,讓用戶有心理準備,提高用戶的參與意願,不至於突然收到斷線通知,措手不及。
第三是打造客製化方案。因應不同參與者的特性,客製化電力的供應狀態,而非所有人一體適用的規則,甚至是調整用戶的生產行為。比如台電大多在下午 1 點到 3 點的尖峰時間,要求降低用電,或許就能和工廠討論改變生產排程。
第四是對市場的了解。代理人需對市場敏銳,針對用戶屬性,細分成不同群體,參與市場上的不同計畫。台電現已要求,未來代理人參與電力市場,必須取得「合格排程者」(Qualified Scheduling Entity;QSE)的資格,代表代理人對市場有基本了解。
第五是決策技術。如何安排出最妥適的方法,讓參與者的成本降低,在電力市場獲得比較高的回報;同時也要有預先準備,當執行期間發生意外的話,如何啟動緊急機制,這些都需要依賴精密的排程決策。
雖然目前臺灣的虛擬電廠概念在仍在起步階段,代理人角色也仍舊偏少,但可以預期,台電的電力交易平台正式上線後,「臺灣的市場就會打開,未來參與電力市場服務會比以前更加自由、開放,只要聚合資源就能去交易,許多業者都在準備,商機可期。」
四大優勢 液流電池成儲能新星
在分散式能源系統中,再生能源和儲能設備不僅是其中的重要一環,兩者也有高度相關。隨著再生能源的占比逐漸增加,面對「看天吃飯」的間歇特性,更需要長時間的儲能設備,才能 24 小時供應綠電,而安全性更高、儲能時間又長的「液流電池」開始受到關注。
工研院綠能所組長張文昇指出,液流電池顧名思義「就是電池裡有液體流動」。液流電池包含 2 個大型的電解液桶槽,內含可儲存電力的活性物質,將電解液以管線輸送到中央元件,稱其為「電堆」。當需要充放電時,便透過泵浦將液體輸送至電堆,產生電子轉移,以此進行放電或儲電。根據電池種類不同,液流電池可使用多種不同金屬元素組成,目前最成熟的便是採用釩離子的液流電池系統。
比起傳統鋰電池,液流電池具備更多優勢。第一是安全,挑選電池首重安全考量,用水溶液安全性高,無爆炸跟自燃風險。第二是設計更有彈性,由於能量是儲存在液體裡,桶槽愈大,能提供的能量就愈多,根據不同應用情境,只要增加桶槽與電解液,儲存的能量與時間就能更多、更久。
第三是使用壽命長,深度充放電循環可超過 2 萬次,至少用 20 年沒問題,平均儲能成本攤提下來,在長時間儲存上比鋰電池更划算。第四活性物質在液體裡容易回收,即使電池長期使用後,裡頭的有價金屬也不耗損。
「液流電池屬於長跑型的選手,潛力上就是適合做連續長時間的放電和儲存,」張文昇說。這也是為什麼液流電池特別適合作為長時間儲能用途,面對間歇性的再生能源,可將綠電安全、穩定的儲存起來,扮演重要的調節角色。
由於能量是儲存在液體裡,桶槽愈大,能提供的能量就愈多,根據不同應用情境,只要增加桶槽與電解液,儲存的能量與時間就能更多、更久。
打造電堆 2 倍功率 創國際領先水準
早在 2008 年,工研院便意識到儲能會是未來電力系統的要角,率先進行小型的前瞻計畫,評估各種不同的儲能方法。直到 2017 年正式投入,在沙崙綠能科技示範場域打造液流電池系統。
張文昇指出,液流電池有幾個研發關鍵。第一也是最重要的,便是位於中央位置的電堆,「電池所有的功率跟充放電效率,都在那裡決定。」第二是電解液性質,由於活性物質儲存在液體裡,就像泡咖啡,水加太少,底部就會有很多顆粒沉澱,若能在相同體積中,溶解更多活性物質,就能儲存更多能量。第三是系統整合介面,如何讓液體流動的最好、耗電最低,牽涉到系統設計問題。
工研院在電堆上花最多心思,除了在結構設計面讓能源效率最大化,材料也經過最適化調整,比起市面上相同體積的電堆,工研院可輸出 2 倍以上的功率,居於國際領先水準。
應用範圍廣 積極導入產業
目前工研院已在沙崙打造一套 200 度電的儲能系統,近似於 2 萬顆手機電池的容量。未來沙崙場域希望可以達到電力自給自足達 50% 的程度,儲能系統能調節尖峰負載,也能支援夜間用電,甚至在停電時做為緊急備援電力。
工研院也將此套系統投入產業使用。工研院綠能所總監楊昌中指出,2019 年,工研院和中油攜手打造首座多元電力供應及儲能系統的智慧加油站「臺南前鋒路示範站」。因應未來的電車趨勢,中油率先啟動轉型,著手布建百分百使用再生能源的全綠能站體,提供加油站本身與電動機車充換電需求,其中的儲能系統便是採用安全性更高的釩液流電池。
今年 1 月,政府也通過「一定契約容量以上之電力用戶應設置再生能源發電設備管理辦法」,俗稱「用電大戶」條款,規範契約容量 5,000kW 以上的用戶,必須在 5 年內設置契約容量 10% 的再生能源,而液流電池也很適合推展至工業區和住商大樓。
除了國內的產業化進度外,目前也有國際電池材料公司,委託工研院進行測試工作,顯示技術已被國際認可。工研院也積極將技術技轉給臺灣電池和儲能業者,「透過扶植臺灣有潛力的廠商,讓此技術做到電堆百分之百 MIT,」楊昌中說。在分散式能源和再生能源的發展下,工研院持續以扎實技術力,協助臺灣迎接能源新時代。
完整內容請見:
https://news.cnyes.com/news/id/4729870
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中央電機電子組 在 交通大學校友會 NCTU Alumni Association Facebook 的最佳貼文
引領全球半導體科研五十年 施敏教授獲頒未來科學大獎
被譽為「華人諾貝爾獎」、每年每獎項均頒百萬美元獎金的未來科學大獎9月12日公布獲獎名單,國立陽明交通大學終身講座施敏教授因提出基礎性的金屬與半導體間載子傳輸理論,引領全球半導體元件開發,獲頒2021未來科學大獎之「數學與電腦科學獎」,11月將於北京受獎。
未來科學大獎成立於2016年,是大中華區第一個由科學家和企業家共同創立的民間科學大獎,設立「數學與電腦科學獎」、「生命科學獎」與「物質科學獎」,授予具科學突破、重要科學發現的科學家。2021未來科學大獎頒獎典禮將於11月登場,國際頂尖科學家將齊聚分享科學成果,探討科學研究發展、洞悉未來趨勢。
施敏教授1963年取得美國史丹福大學電機博士,進入知名研發重鎮貝爾實驗室(Bell Labs) 。但在1968-1969年度,特別請長假回國,指導他的第一位博士生張俊彥(我國第一位工學博士),提出金屬與半導體間的電荷流動理論和傳輸模式,奠基過去五十年在積體電路元件中最為關鍵之歐姆與蕭特基接觸,使得晶片產業能夠依照「摩爾定律」持續擴展,成為各類電子系統不可或缺之要件,也不斷大幅度的提升了人類的生活和文明。
在此之前(1967年),施敏教授和貝爾實驗室同事姜大元博士,共同發現了「浮閘記憶體效應」(Floating-gate memory effect)。由此理論的基礎概念衍生出多種記憶體,其中「快閃記憶體」為目前所有移動電子產品的核心元件,但因此項工作在美國完成,並不在此次未來科學大獎獲獎範圍。
此外,施敏教授於1967-1969年所撰寫的《半導體元件物理學》(Physics of Semiconductor Devices),起先用於交大電子研究所上課講義,很快受到全球矚目,翻譯成六國語言、發行超過300萬冊,被全世界半導體和積體電路領域師生、研究人員及相關產業不斷地引用,為全球最暢銷的「半導體界聖經」。
施敏教授的成就與貢獻備受國際推崇。1991年獲IEEE J.J. Ebers獎、2017年獲IEEE最負盛名的Celebrated Member Award;是少數當選中央研究院院士、美國國家工程院院士以及中國工程院外籍院士的三院院士;也曾獲工研院院士、全球「快閃記憶體高峰會」(Flash Memory Summit)「終身成就獎」。
未來科學大獎科學委員會輪值主席、國立交通大學前校長張懋中表示,科委會由國際知名科學家組成,評選過程中力求最大限度地全方位了解獲獎人的研究成果與國際科學界的地位與影響力,每一位獲獎人的誕生,都來自科學界客觀公正的評選與推薦。施敏教授的成就奠基相關領域,半世紀以來,對積體電路科技進展與社會的貢獻深遠,實為舉世同欽。
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|Audi Dakar兵器搶先揭秘!|
Audi Sport正式公布2022 Dakar戰車,名為RS Q e-tron,組別為嶄新Cat. T1E - alternative drivetrains,配備三個源自Formula E嘅MGU(motor-generator unit)馬達發電機單元,以及一組源自DTM、專用於發電嘅2.0TFSI引擎。
動力布局為串聯式混能,前後軸各有一個MGU作驅動,第三個MGU會連接TFSI引擎,沿途替52kWh 800V電池充電。系統總輸出可達680匹,但受賽例限制,馬力及極速分別限於408匹及170km/h,鬆散路面上0-100km/h 4.5秒內。
廠方指,新車設計蘊含大量Audi招牌細節,你搵到幾多個?另外,新車只有單一波檔,前後軸之間並無實體機械連接,優勢在於可用軟件模擬中央差速,自由準確控制扭力分配之餘又慳重量。
然而,廠方新聞稿提及電子系統可靠性隱憂,亦以當年美國登月為喻,稱研發初時連官方賽例都未有,大家都係摸住石頭過河,啟程至今僅十二個月,因此強調跑得完已經當係成功、贏係夢想咁話。
新車已進入測試階段,開賽日期為2022年1月2日,賽程歷時14天,每日可馳騁多達800公里大地。TG早前亦有深入報道其參賽人馬及幕後軍師,共有三隊,位位都係身經百戰嘅猛人,有位仲贏過14次Dakar。邊位咁勁呀?:https://bit.ly/3uDgdNW
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