科研貢獻世界 ─ 澳門電力電子專家林智聲

文│馬希雯
圖│譚金榮、部分由受訪者提供

有人說澳門是一個福地,自然災害和能源短缺似乎與我們無關。但在澳門土生土長,在澳門大學完成本科、碩士、博士的電力電子專家林智聲卻有不一樣的看法。他眼見世界面對著能源短缺的問題,希望運用自己多年所學,減輕能源資源的虛耗。自2006年起,他和澳大的研究團隊開始著手研發一部「澳門製造」的低成本及低損耗電流質量補償省電裝置,冀以科研力量,貢獻世界。

以科研實現環保節能

「我們希望找到一個方法,可以減少電源的損耗,達到節省能源的效果。」林智聲1999年入讀澳大電機及電子工程學士課程,本科畢業後先後獲澳門基金會碩士獎學金及澳門特區政府博士獎學金資助下在澳大繼續深造,一口氣在澳大完成本科、碩士、博士課程,就連人生的第一份工作也獻給澳大。他讀研究生的時候,本著為解決電能質量污染和地球能源短缺問題的理念,嘗試在他擅長的電力、電力電子及配電網等研究領域找出可行方案,於是他碩士畢業後與論文的指導老師、電機及電腦工程系的黃民聰副教授組成團隊,合力研發一個低成本、低損耗的電流質量補償節能裝置。

林智聲教授

2006年,林智聲與黃教授的研究團隊獲得澳門科學技術發展基金及澳大研究委員會支持,成功開展了此研究項目,著手提出新系統結構、理論推導、新控制算法,進行仿真及設計搭建第一代補償節能裝置平台。研發初期,林智聲日間在澳大校園發展及工程處擔任工程師,晚上下班便躲在電力電子實驗室做科研,他覺得最困難的並不是日夜無間的工作,而是要突破科研的瓶頸,推出新的電路結構與控制算法。

林智聲慶幸在澳大遇上改變人生的導師

擁有了初步理論技術和搭建第一代裝置平台的基礎後,研究團隊自2009年起,更加深入研究解決低成本及低損耗的電流質量補償節能裝置有可能出現的一系列新技術問題。基於朝向節能省電的目標,研究團隊不斷研究與試驗,逐漸研發出一些新的電路結構和控制算法,並在國際期刊及會議上發表了超過20篇學術論文,有些發表在世界最頂尖電力電子界期刊,如《IEEE Transactions on Industrial Electronics》(2013/2014年影響因子:6.5)、《IEEE Transactions on Power Electronics》(2013/2014年影響因子:5.726)等。這些研究成果更被林智聲與黃民聰副教授輯錄成專著《混合有源電力濾波器的設計與控制》(Design and Control of Hybrid Active Power Filters),獲得世界科學、技術與醫學領域中最大書籍出版商施普林格(Springer)於2014年出版,同年此研究項目更獲澳門科學技術獎技術發明三等獎。再者,這些研究發現亦推動著電力電子科研的進步,研究團隊為他們的科研成果分別申請了國內和美國的專利,其中兩個專利已經被授權。現在團隊掌握了這些關鍵的技術專利,逐漸朝向轉化成可以實際應用在日常生活上的工業化平台產品。

林智聲憑電流質量補償省電裝置奪多個獎項

推動培訓本地人向上流動

將近10年時間,林智聲與研究團隊已研發出三代的省電裝置。林智聲稱:「這個低成本、低損耗的電流補償裝置,好處是可以顯著地降低傳統市面上成本比較昂貴、損耗比較大的有源電流質量補償裝置的成本和運行損耗,同時它可透過減少輸配電網的損耗,從而提升輸配電網的效率及保護用電設備,從而達到節能、減少二氧化碳排放的目標。」整個裝置可謂「澳大製造」,從概念、裝置電路結構及控制算法都是林智聲與黃民聰副教授帶領團隊一手研發,成本估計會比市面上有源電流質量補償裝置較低,運行損耗估計亦可以減低至2-3%左右。「省電裝置除了可以達到環保節能的效果之外,亦能夠為用電戶減少電費的支出,特別能為一些用電量比較大的用戶帶來較可觀的經濟效益,無論是對用電戶還是電力供應商,都是一個雙贏的局面。」

他們所研發的省電裝置,花了近10年時間,整個裝置由零開始,從一個概念轉變成為現時的一個工業化裝置,並已安裝在澳門一個試點上進行實際運作測試。林智聲表示自己能夠一步一腳印踏上科研之路,成長路上深受澳大影響。

省電裝置研發進程

影響一生的人生導師

「科技能為人類帶來方便!」1999年青澀的林智聲認為科技的力量力大無比,腦海曾閃過做工程師或科研學者的夢想,希望藉此為人類生活帶來便利。他在澳門回歸之年以澳大推薦直接入學的身份入讀,一步一步實踐人生的夢想。教師是以生命影響生命的工作,人生遇上好老師,改變往往是一輩子。

林智聲之所以踏上科研之路,與在澳大遇上改變他的導師不無關係。他在學士畢業後,有次剛好聽到黃民聰副教授介紹一些電能質量和環保節能的研究課題報告,覺得電能質量污染和能源短缺將是世界性的問題,決心向此鑽研。他坦言與黃教授相識15年,早已超越師徒關係,更視對方為人生知己。另一位對林智聲影響深遠的,是他的博士導師──著名電力系統及其自動化專家、中國工程院院士韓英鐸教授。

「老闆和領袖的分別是,前者在高山上只喊著成員儘快爬上高山,領袖則會和成員互相扶持爬上高山。但我敬重的兩位人生導師卻願意匍匐在地,把殿後的年青人逐一扶上高山。」林智聲坦然深受這種提攜後輩的精神所影響,而他也時刻不忘遵從恩師的身教。

博士論文答辯通過後,林智聲與兩位導師韓英鐸院士(右一)、黃民聰副教授(左一),以及副校長馬許願(研究)教授合照。

芯片研發──新的起點

年僅而立之年的林智聲,科研人生路仍然只不過是一個起步點。過去他一直從事電力電子方面的研究,由2013年8月起加入了澳大模擬與混合信號超大規模集成電路國家重點實驗室擔任助理教授,主力結合電力電子與微電子芯片技術,研究工作有了新的起點──芯片研發。「我第一個目標是希望利用芯片技術去改善電力裝置及電子設備的效能,運用在電網或者智能電網上,使電網更加穩定、更有效率,達到節能的目標。我同時亦希望利用自己多年從事電力電子研究的經驗應用到芯片研發上,從而提升能源管理芯片的效能。」

林智聲在從事博士後研究員期間參與香港理工大學電動車充電裝置之研究

愛因斯坦曾說:「人們把我的成功,歸因於我的天才;其實我的天才只是刻苦罷了。」

相信若沒有過去10多年以來埋頭鑽研學問的努力和刻苦的精神,林智聲和他的團隊是不會取得今天的成果。成功者永遠在路上。林智聲為了實現科研的夢想,他矢言會不斷接受挑戰。「我們最終研究目標是希望把一手一腳研發出的低成本及低損耗的電流質量補償省電裝置逐步推向社會,以科研技術改善人類生活。」

第12期 | 2015年

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2019-11-26T15:50:40+08:00