​Исследователи Новосибирского государственного технического университета в сотрудничестве со специалистами Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН создали управляемый электронный трансформатор, который стабилизирует напряжение в электросети небольших жилых районов. Статья об этом опубликована в журнале International Journal of Electrical Power & Energy Systems.

 
Малоэтажные здания получают электроэнергию из сетей с низкой мощностью. Когда к такой сети подключают одновременно много устройств, напряжение может опуститься на 40 % ниже нормы. Скачок влияет на работу всех бытовых приборов, например, компьютеров или холодильников, и может привести к их поломке. Избежать этого помогает стабилизация напряжения в сети. 
 
«Мы предложили как раз такое регулирующее устройство, — говорит доцент кафедры теоретических основ радиотехники НГТУ кандидат технических наук Леонид Григорьевич Зотов. — Несмотря на то, что на входе в сеть напряжение меняется, в пределах конкретного дома оно остается стабильным».
 
Разработанная учеными модель представляет собой блок управления системой энергоснабжения, в которую могут входить солнечные панели и литий-ионные аккумуляторы, накапливающие энергию. С помощью блока управления пользователь задает разные режимы функционирования системы — например, экономный или повышенной мощности. Тогда блок управления автоматически соединяет имеющиеся источники электроэнергии в определенном порядке, создавая эффективную систему электропитания. 
 
Управляемый электронный трансформатор готов ко внедрению и испытан на моделях. По словам ученых, устройство работоспособно и дает результаты. «В нем применен так называемый режим мягкой коммутации полупроводниковых элементов. Благодаря этому удалось повысить частоту переключений транзистора и сделать устройство маленького размера», — объясняет Леонид Григорьевич. Разработанное устройство по габаритам сопоставимо с системным блоком компьютера, его возможную стоимость на рынке создатели оценивают в несколько тысяч рублей.
 
Область применения технологии — малоэтажные строения, например, комплексы коттеджных поселков или загородных домов, потому что элементы должны быть достаточно небольшими, а система — децентрализованной: не один большой трансформатор, а множество маленьких электронных трансформаторов. Именно такое условие позволяет применить интегральную технологию, создав фазовые переключения в соответствии с определенным алгоритмом и в результате получив дополнительный, сверхсуммарный эффект. 
 
«Такие системы востребованы в загородной зоне, в сельской местности. Они позволяют питаться от солнечной энергии или аккумуляторов, уменьшив расходы на коммунальные платежи. Наше устройство может получать энергию либо от топливного элемента, либо от солнечных панелей», — рассказывает профессор кафедры теоретических основ радиотехники НГТУ доктор технических наук Владимир Павлович Разинкин.
 
Разработанная учеными технология помогает решить еще одну проблему. В автономных системах электроснабжения бывает несколько аккумуляторов, имеющих разную степень заряженности или дающих разное напряжение. Созданная система учитывает особенности аккумуляторов и формирует оптимальный для потребителя режим. 
 
Говоря о перспективах данного направления, ученые называют область космических исследований — в частности, электроснабжение космических аппаратов. «Там как раз важно, чтобы устройство было эффективным, не создавало помех, было маленького размера», — говорит Леонид Григорьевич Зотов.

Похожие новости

  • 29/06/2017

    Ученые знают, как напечатать будущее

    ​Технологии цифровой печати объектов, как двумерных (2D), так и трехмерных (3D), стремительно развиваются во всем мире. К сожалению, в России за время перестройки была разрушена база, которая позволила бы нашей стране занять достойное место в этой области.
    264
  • 30/08/2016

    В Новосибирске создали быструю флешку на основе мультиграфена

    Согласно результатам, полученным учеными из Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, флеш-память с использованием мультиграфена по быстродействию и времени хранения информации может превосходить аналоги, основанные на других материалах.
    1001
  • 18/09/2017

    Ученые ИФП СО РАН создают суперсцепляющий материал

    Возможно, первый «человек-паук» на планете будет новосибирцем: фантазии голливудских сценаристов – будни ученых Академгородка. Сегодня в Институте физики полупроводников работают над материалом, который сделает возможным появление «людей-ящериц».
    178
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    743
  • 17/03/2017

    Сибирские физики создадут точнейшие атомные часы

    Ученые из Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и из Новосибирского государственного технического университета разработали сверхстабильный лазер для атомных часов, который позволит российским физикам создать устройства для измерения времени, не уступающие в точности западным аналогам, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physics: Conf.
    761
  • 25/08/2016

    Новосибирские ученые помогут выявить опухоль за три минуты

    ​Утверждение сибирских физиков звучит фантастично. Человек сдает кровь, ее проверяют на специальной установке, которая через несколько минут выдает график. У здорового человека это набор пиков, напоминающих расческу.
    707
  • 30/11/2017

    Российские ученые описали свойства нового материала для солнечных батарей

    ​Российские, немецкие и белорусские ученые обнаружили аномально высокую способность оксисульфида висмута превращать энергию солнечного света в электричество. Чтобы свет превратился в электричество, фотоны должны столкнуться с материалом поверхности солнечных батарей и выбить из него электроны, которые затем направляются на электроды.
    87
  • 20/06/2017

    Международная выставка «НТИ ЭКСПО» в Новосибирске

    ​​​Уникальная международная выставка достижений технологического развития "НТИ ЭКСПО" пройдет в рамках V Международного форума технологического развития "Технопром-2017" 20-22 июня в Новосибирске при поддержке правительства РФ, коллегии ВПК, Минпромторга России, Минэкономразвития России, МИДа РФ, правительства Новосибирской области.
    749
  • 25/07/2016

    Новосибирские учёные разрабатывают лазеры в зелёном диапазоне

    ​Сотрудники Института физики полупроводников СО РАН и лаборатории молекулярной фотоники НГУ занимаются одним из самых актуальных на сегодня направлений в области лазерных технологий — созданием зелёных светодиодов и лазерных диодов (за синие светодиоды в 2014 году ученые из Японии и США получили Нобелевскую премию).
    802
  • 22/05/2015

    Электрон похудел

    В новосибирском Академгородке получен уникальный материалСАМЫЙ обычный, известный из школьного курса физики электрон преподнес сюрприз: он вдруг потерял массу. Точнее, он движется так, словно ее нет.
    1014