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專業技術訓練課程的一體化,攜手前進能源產業

2021-04-29

撰文/中原大學 機械工程學系 翁輝竹教授

元智大學 機械工程學系 沈家傑副教授

大同大學 材料工程學系 胡毅教授

明志科技大學 材料工程系 阮弼群教授

桃竹苗推動中心 國立中央大學 陳澤銓管理師

 

   中央大學做為「教育部潔能系統整合與應用人才培育計畫」桃竹苗區域推動中心的中心學校,攜手中原大學、元智大學、大同大學及明志科技大學等四所夥伴學校,除引入外部資源建立在地實踐基地,四所夥伴大學也依其能源屬性和專長領域之分工:中原大學(節能)、元智大學(儲能)、大同大學(儲能、微電網)和明志科大(創能−太陽能),與在地綠能產業連接,開設能源產業專業技術訓練課程並推動學生企業實習。

   四所夥伴學校依其能源專業主軸,分別開設:中原大學《能源利用與管理技術實務》、元智大學《燃料電池技術與系統設計》與《電池技術》、大同大學《鋰電池製作與測試技術培訓》與《微電網系統技術培訓》、以及明志科大《太陽光電技術與系統整合應用》等,共7門專業技術訓練課程,培育產業所需人才164人。課程中引進產研界師資,由開課教師與業師共同或單獨開課,強調實作技術,並開放在校學生及業界在職人士修課,成績合格者,頒予學校與企業聯名之修課證書。

中原大學:攜手產業開設專業學程,協助學生及早接軌就業市場

   為能符合我國2025年達成電力配比(燃煤30%、燃氣50%、再生能源20%)之目標,中原大學於109-2學期開設《能源利用與管理技術實務》專業技術訓練課程,規劃29小時的課程(共有25人修課),邀請合作企業瑞萊國際及崨豹科技之業界專家,以「綠能火力發電」及「再生能源發電」為主要授課內容,說明新能源綠能綠電高效微型電廠複合式發電暨供熱供暖系統,以及高效微型風力水力海浪潮汐洋流發電系統。為使修習的學生獲得較完整的節能技術實務,另於課堂中與其他合作企業安排產學座談,期使修習的學生具有能源利用與管理所需基本的技術訓練,以預作學期結束後的實習準備。學生參與業界實習的規劃如下:

圖一、學生與業界媒合流程圖

   在學生修習專業技術訓練課程後,辦理「實習座談會」,讓學生了解業界實習環境與工作性質,以預作參與業界實習之準備,隨後辦理「企業參訪」,安排到實習企業進行節能科技產業參訪,讓學生更了解合作企業,增強與企業的連結性,緊接著為「實習申請」及「實習公告」,隨後進行「企業實習」,於實習結束前進行「就業媒合」,由企業提供工作機會,協助學生及早與就業市場接軌。

    本課程主要合作企業–瑞萊國際為鼓勵學生投入節能科技領域,提升修習產業學程的興趣,於110年開始,若修畢所規劃之產業學程,將由該公司頒予領證獎勵,並提供結業證書獎助學金每人3,000元。學程之課程規劃如下:

    此學程之目的在培育兼具節能專業知識與實用技術之科技人才,學生若有意修習本學程,必須修畢核心課程三門(通識課程一門、基礎課程一門、特色課程一門),以及專業課程二門(專論/方法/原理相關課程或技術/實務/實習相關課程任選一門),共計五門課至少11學分,通過即可申請取得產業學程證明。透過此學程選修的規劃,希望能引導學生發掘自我潛力與興趣,培養能源專業知識,提升人力素質,並增進未來競爭力。

元智大學:落實企業實習,創造學校、學生與實習企業之三赢

    元智大學規劃每年開設二門能源科技專業技術訓練課程,分別為《燃料電池技術與系統設計》及《電池技術》。

    在108-2學期先開設《燃料電池技術與系統設計》,教授包含質子交換膜、甲醇重組式與固態氧化物等三種燃料電池技術,培養學生兼具能源管理及系統設計等技術,同時安排燃料電池組裝與測試實作,讓學生在實作中學習到燃料電池的結構與原理,獲得實作經驗,加深課堂上學習的專業知識,對於未來在業界實習或工作有莫大幫助。另外也加入了業界專家授課,包括:台經院燃料電池夥伴聯盟林若蓁博士(講授國內外氫能與燃料電池發展,介紹國內外如何投入綠能技術研發、研擬國家長期利益之政策,及燃料電池應用於基地台的成功案例等)、鐙鋒綠能科技簡調源經理(講授甲醇重組與燃料電池系統開發)、錫力科技林裕洲先生(講授質子交換膜燃料電池系統應用技術,介紹燃料電池系統設計與實際應用案例)等。而為了促進產學合作的培育成效,學員通過單元課程測驗,會由主辦單位與業師機構共同頒發產業研習證書。

圖二、學生前往合作企業參訪

      109第一學期開設《電池技術》,教授二次電池種類、電化學基本特性及應用,電池包含鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池及燃料電池,並安排小型電動模型車實作單元,整合Arduino控制板、紅外線感測器、馬達驅動硬體、燃料電池與儲氫罐與鋰電池等硬體,讓學生在分組實作中學習燃料電池與鋰電池的應用,認識新能源車的專業知識,強化新能源車與再生能源結合之儲能專業知識。另外也規劃產業人才培育課程,邀請有量科技李品璇經理主講「鋰電池的應用發展」,並率團至該公司參訪,學習鋰電池製作流程及電池應用,學員通過單元課程測驗,亦會由主辦單位與業師服務機構共同頒發產業研習證書。

      以上二門專業技術訓練課程,不僅能讓學生獲得豐富的能源知識,也與企業合作實習,為學生媒合了許多實習機會,實習企業包括鐙鋒綠能科技、錫力科技等公司。以鐙鋒綠能科技為例,該公司積極投入能源人才的培育,提供許多的實習項目給元智大學的學生,化材系實習生初期參與富氫氣體的純化實驗設計,到實驗驗證及產品開發;機械系實習生開發燃料電池發電裝置,包含系統整合、機構設計、控制邏輯與信號擷取等實習內容,打造出一台具有10 L/min的水電解產氫雛型機,另外也參與產品的設計與行銷,拍攝產品介紹影片與網站維護。從107年7月至今,共媒合9位實習生至企業進行一學期的實習訓練,其中有3位表現優異,最後獲得鐙鋒綠能科技的肯定,留任成為正式員工。

    元智大學感謝教育部提供的教學資源補助,以及合作廠商對能源人才提供的實習機會與經費支持,攜手共同培育能源人才,落實能源專業技術訓練課程的人才培訓一體化,創造學校、學生與實習企業之三赢。

大同大學:建立能源示範場域,培育跨國專業技術人才

      為使同學對於鋰電池之基本原理及應用面有所認識,開設《鋰電池製作與測試技術培訓》專業技術訓練課程,教授鋰電池的反應原理及構造、關鍵材料、鋰電池製程與電池設計等,並能進行電池之製作與組裝測試。課程實作包含電池的組裝與量測,電池各項性能之指標,包括能量容量、循環壽命、過充電/過放電性能等。大同公司微電網及儲能系統處並派專家蒞臨指導,透過特色深度介紹、加上在專業帶領下完成實作作品,引領學生深入了解鋰電池,並具備鋰電池研發、製程所需相關技術及核心能力,成為能源科技產業的新尖兵。總計15位同學修畢36小時課程,並通過認證取得學分。

圖四、鋰電池實作課程

    除了儲能技術,因應大同公司的人才需求,大同大學亦規畫了微電網課程,109-1學期開設《微電網系統技術培訓》專業技術訓練課程,本課程規劃智慧電網技術產學培育內容,其目的在訓練學生瞭解並能配置操作智慧電網,期以產學合作降低學用落差,更可使有志投入能源相關工作之青年,對於能源產業能進一步瞭解。本課程目標在培訓太陽能搭配智慧能源管理系統(EMS)達到供電、鋰電池儲能、負載監測,智慧化用電調度與管理的專業技術人才。總計38位同學修畢36小時課程,並通過認證取得學分。

    應用上述技術,大同大學建立了太陽能發電場域,以及建置鋰離子電池儲能系統、電力轉換設備及智慧電網示範工作室,提供電力以及教學研究示範訓練基地,亦做為跨國太陽能專業人員培訓基地,希望運用此設施做為課程培訓之基地,培養更多太陽能產業人才。

明志科技大學:重視實作,深耕太陽能模組產業實習

    配合教育部潔能系統整合與應用人才培育的需求,開設《太陽光電技術與系統整合應用》專業技術訓練課程,於108與109連續兩學年,邀請國內前二大重量級太陽能模組封裝與系統大廠(URE聯合再生能源公司、TSEC元晶太陽能公司)業師授課。聯合再生能源為新日光與昱晶、昇陽科於2018年整併而成,扮演著國內太陽能產業重要的領頭羊角色。課程內容豐富,包含太陽能電池技術現今應用、太陽能電池模組與發電系統、太陽能電池模組測試、太陽能系統安裝法規與常用規格、新穎軟性太陽能電池開發與應用等五大主題。聯合再生能源由黃柏勳處長主導、元晶太陽能則由余承曄協理領軍,由各部門主管針對五大主題,細部講述能源系統整合原理與工廠實務,講師包括郭正聞博士、彭志偉副處長及多位工程師等。本課程亦開放社會人士修習,修業成績合格授予學分,另元晶太陽能與主辦單位桃竹苗區域推動中心,共同授與學生太陽光電模組系統產業認證書。鑒於國內綠能產業蓬勃發展,元晶太陽能為滿足南部太陽能源系統需求,已於2018年在屏東完成南部廠房建置,希望藉由本課程的合作,吸引本校南部學生參與工讀實習,110學年需求本校工讀實習學生為16位,可選擇就近至南部工讀實習,亦可增加當地學生就業機會。

圖五、元晶太陽能產業證明

    另本課程著重專業技術實作,製作場域為電機工程系電力控制系統實驗室,由元晶郭博士與電機系王勝寬教授共同指導,帶領學生進行電力管理實作課程,成品為太陽能板換流器閘極驅動電路(電銲+洗板+耦合元件),適用於各種再生能源使用。基本原理為分散式發電的容量比集中式發電小很多,且供電較為不穩定,為了讓供電電壓更加穩定,所以併聯型分散式電源透過市電的方式穩定負載接收功率,以換流器為基礎的併聯型分散式發電系統,其具有產生同步市電波形以及輸出功率至市電的功能。

    明志科技大學建置薄膜與電漿科技應用中心及綠色能源電池中心,致力於各式太陽能電池(創能)與鋰電池(儲能)的研發,每年除太陽能產業外,亦有多位學生至工研院綠能所與化材所進行工讀,帶動學生與教師以創能與儲能為主題的創新思考與研究動能,研究成果每年也在學術期刊多有發表。

圖六、太陽能板換流器閘極驅動電路實作