Ребята, заряжай!

Ученые БГУИР создали мобильное зарядное устройство на основе высокочастотных преобразователей энергии

Экологично, энергоэффективно и, более того, — энергосберегающе. И это все о новой разработке ученых БГУИР. Они создали зарядное устройство на основе высокочастотных преобразователей энергии, которое легче своих предшественников в разы, оттого и мобильнее. Помимо этого, устройство существенно увеличивает коэффициент полезного действия (КПД) источников питания и автоматически поддерживает ток, напряжение и мощность. Корреспондент «Р» первая познакомилась с новинкой и узнала о всех ее преимуществах.

Ведущий научный сотрудник, кандидат физико-математических наук Александр ГИРО демонстрирует разработку.

Они полны энергии
 
В главном корпусе БГУИР туда-сюда снуют с конспектами, портфелями студенты. Нет, участие в вышеупомянутой разработке они не принимали. К такому делу допускают только специалистов — высокоточных, как сами преобразователи, с которыми они работали. Ведущий научный сотрудник, кандидат физико-математических наук Александр Гиро руководил этим проектом в лаборатории «Технология гибридных микросхем» НИЧ БГУИР.  Вместе с Александром Михайловичем мы заходим в кабинет, где стоят два уcтройства.

— То зарядное устройство, что вы видите, создано для тяговых аккумуляторов, — показывает он на одно из них. — Второе — источник питания для осуществления гальванических процессов, например, когда необходимо кузов автомобиля покрыть цинком или металлическую ложку серебром. 

Это разные приборы, но объединяет их одно: они преобразовывают энергию на высокой частоте. Мы же остановимся на автоматическом зарядном устройстве ЗУ 80-100. Как объяснить барышне, что же это такое и с чем его едят? Александр Гиро заходит издалека:

— Электричество в целом преследует нас всюду: общественный транспорт, средство нашей с вами связи, различное оборудование, электромобили и многое другое работает за счет электроэнергии. Как она вообще к нам в розетки поступает? Не секрет, что та энергия, что вот-вот выработалась на электростанциях, не может сразу же использоваться потребителем. Представьте себе переменное напряжение в 100 тысяч вольт, 50 герц! Его нужно как-то изменить под наши стандарты — переменное напряжение 230 вольт. Для этого и нужны преобразователи. 

Они существуют давным-давно. Выглядят, правда, как огромные шкафы. Совершенно не мобильны, громоздки. Ученые поставили задачу сделать их менее «масштабными» и с задачей справились. Но не это главный успех. Помимо этого, они разрешили вопрос преобразования энергии от альтернативных источников: солнечных батарей, а также генераторов, которые используют энергию ветра или геотермальную энергию.

Ноу-хау БГУИР в этом устройстве — это алюмооксидная технология, на основе которой сделаны гибридные силовые модули. Именно они и преобразовывают энергию.

Альтернатива есть


— Есть проблема: солнце у нас светит не постоянно, энергия ветра также не имеет четкую интенсивность, за счет чего выходное напряжение этих источников колеблется, а иногда и вовсе составляет — ноль, — объясняет ученый. — К тому же полученную от всего этого энергию потребителю сразу использовать нельзя. А вот с помощью нашего преобразователя ее можно, во-первых, накопить в аккумуляторе, а во-вторых, автоматически преобразовать в тот вид, который нам нужен, то есть 230 вольт с частотой 50 герц. 

Как распоряжаться полученной энергией — дело ваше: можете сами использовать, можете отдать в электросеть. Интересный момент: при работе этого преобразователя впустую тратится порядка 1-2% энергии — это ничтожно мало для работы такой машины. Все остальное — ваше! Вот вам и КПД. 

Александр Михайлович показывает на монитор компьютера и как ребенку разжевывает: 

— Даже в нем стоят миниатюрные и также высокочастотные преобразователи. Зачем? Для питания жидкокристаллической матрицы нужно одно напряжение, а для питания микросхем, которые обеспечивают информационные потоки, — другое. 

Зарядное устройство БГУИР внешне разительно отличается от обычных силовых трансформаторов с мощностью 5 тысяч ватт, которые работают на низкой частоте 50 герц и весят 40 килограммов. Такой же по мощности трансформатор в этом преобразователе — всего 500 граммов! Чувствуете отличие? Что это дает: при создании такого устройства, как минимум, экономятся примерно 20 килограммов меди, 20 килограммов трансформаторной стали. И это мы говорим только об одном образце.

Устройства БГУИР осуществляют преобразование энергии (в зависимости от мощности преобразователя) на частотах от 10 тысяч герц до нескольких миллионов герц!

Вот это мощь!


— Как мы можем использовать эти преобразователи в электромобилях? — переспрашивает Александр Гиро и улыбается (меня этот вопрос интересовал в первую очередь). — В частности, преобразователь пригодится в управлении тяговыми двигателями и в зарядке аккумулятора. Зачем искать специальные зарядные столбы, если можно все сделать с помощью преобразователя? Он сам отрегулирует с высокой точностью ток, который нужно в аккумулятор электромобиля подать, и отследит состояние батареи, чтобы вовремя отключить подачу этого тока. 

Интересный момент: зарядные устройства, которые установлены в электромобилях, маломощные и обеспечивают очень медленный заряд. Как раз такие преобразователи и заряжают при желании быстро, потому что сразу могут дать мощный ток. 

— Мы ученые, а не предприниматели. Но все же ищем инвестора, который был бы заинтересован сделать белорусский электромобиль с нашим устройством. Для всех электромобилей его, конечно, можно использовать уже сейчас — даже в том виде, что есть. Нужно только записать в память микропроцессора программы, учитывающие характеристики конкретного авто — точнее, его аккумулятора. И все: можно делать электрозаправки быстрого заряда.

Пока же сделано три опытных образца зарядного устройства. Они уже испытываются на «Амкодоре». Заряжают электропогрузчики и другую технику, работающую на электроэнергии. Сейчас, к слову, обсуждается вопрос с «Амкодором» о выпуске большего количества зарядных устройств. 

Может, такая разработка нужна обывателю в быту? Ну, предположим, после установки на даче солнечных батарей. 

— Зарядным устройством можно обзавестись, если настроены на передовые технологии и заботу об экологии. Правда, пока наш опытный образец стоит около 4 тысяч долларов. Срок его службы составляет около 10 лет. Если делать такие устройства в промышленных масштабах, то цена, конечно, будет ниже, — рассуждает Александр Гиро и замечает, что для ученых нет цели продать — им важно создать. К тому же для них зарядные устройства — это всего лишь частный случай использования технологии высокочастотного преобразования энергии.

alinakasel@gmail.com

Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Автор фото: Александр КУЛЕВСКИЙ
Версия для печати
Заполните форму или Авторизуйтесь
 
*
 
 
 
*
 
Написать сообщение …Загрузить файлы?