元智化材電子報
第30期 2022-03-17
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本系獲工學院補助高教深耕計畫款項新建魚菜共生特色教室

  • 本系獲工學院補助高教深耕計畫款項新建魚菜共生特色教室

  • -化材系魚菜共生特色教室(R2203) 圖右-教室內中間是浮筏深水栽培系統系統.jpg

  • (2組)-太陽能與市電自動切換.jpg

  • 109高教深耕計畫款項新建化材系魚菜共生特色教室.jpg

 本系獲工學院補助高教深耕計畫款項新建魚菜共生特色教室
  本特色教室的建置目標,是以永續自我循環的魚菜共生系統。以「數位跨域」為主軸,強調數位應用及跨域學習。學院數位跨域特色及銜接未來學習的智慧教室發展,以強化學生智慧化數位跨域的多元職場基本能力,學習對環境友善的永續農業,與新世代智能聯網自動化監控的化工製程的各項技術與實務操作,以及客製化3D繪圖/列印元件設計,結合直觀可視化的流體力學、熱傳、質傳模擬,結合系所跨域教師群最新研究成果,升級各項支援組件、與現有系統之間整合,藉此具體呈現系所學程整合教學特色。
  新世代化工製程,著重於永續節能、自動智能化監控、模擬輔助(最佳化系統與元件設計與)的自動控制三個主軸發展,並依據任務需求,進行滾動式製程修正。鑑於此,以此三主軸作為基本設計架構,建構一可深度整合本系不同領域教師專長之示範實作模組,是推展實作教學的特色教室的重要建置目標。
(1) 節能模組:節能模組是整合永續再生能源系統,包括以太陽能板獲取太陽能、電池系統進行儲能,作為永續自我循環魚菜共生系統的電力來源,搭配監控系統的即時資訊,機動性管理與調節系統中各項電控幫浦、電磁閥等的運作,例如在溶氧過低時啟動打氣系統、水溫過低時啟動加熱系統、水溫過高時啟動循環管線系統、pH跳動時啟動水處理分流系統等
(2) 智慧監控模組:監控模組是本特色教室的中樞大腦。利用監測永續自我循環魚菜共生系統,透過Raspberry Pi微電腦連接Arduino開發板(專門負責接收各種感測器溶氧度、溫度、酸鹼度等水質指標數據無線傳輸到Raspberry Pi進行Python程式語言/Matplotlib模組支援的動態繪圖分析與處理)與各種感測器,及時協調系統中各單元的運作。
(3) 模擬模組:模擬模組是新世代化工製程的超前部屬之具體展現。透過ANSYS計算流體力學軟體模擬流力、熱傳、質傳等微觀輸送現象, MATLAB、ASPEN程序巨觀分析,預測永續自我循環的魚菜共生系統的各項水質指標的變化趨勢,以及相對應答系統啟動後,進而利用這些軟體進一步做系統與元件設計變更,讓系統趨向最佳的控制結果。特別是搭配本系所的特色課程與創客教學部分,本模組可以結合系系所發展特色透過3D繪圖/列印與工程模擬設計最佳化多孔曝氣組件、水處理材料等。藉此展現工程模擬在新世代化工製程中超前佈署。

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