​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

  • 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.
    1314
  • 22/08/2018

    Учеными впервые запечатлены флуктуации при квантовом фазовом переходе

    Физики впервые смогли напрямую зафиксировать локальную динамику системы, которая совершает квантовый фазовый переход, — аналог таких процессов, как конденсация и кристаллизация. В результате ученые пронаблюдали квантовый аналог пузырей пара, которые появляются в воде во время кипения.
    163
  • 29/08/2018

    В Новосибирске обсудили перспективы развития технологической кооперации науки и производства

    ​Заседание Совета главных инженеров предприятий Сибирского федерального округа на VI Международном форуме и выставке технологического развития "Технопром-2018" было посвящено перспективам развития технологической кооперации науки и производства.
    138
  • 08/08/2018

    Академик Александр Латышев: Центр полупроводниковых нанотехнологий должен обеспечить мировой уровень исследований

    ​Тысячные тиражи компонентов из новейших материалов через пять лет смогут получать предприятия российской электронной промышленности. Источник — новый инжиниринговый центр, о котором рассказывает врио директора Института физики полупроводников имени Ржанова СО РАН академик Александр Васильевич Латышев.
    274
  • 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.
    1474
  • 01/03/2018

    Исследования группы российских ученых помогут при изучении новых полимерных материалов

    ​Ученые из Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и  Научно-технологического центра уникального приборостроения РАН (НТЦУП РАН), подведомственных ФАНО России, совместно с коллегами из Российского университета дружбы народов (РУДН) провели серию экспериментов по исследованию термостимулированных поверхностных плазмон-поляритонов (ТППП).
    426
  • 06/09/2018

    Что обещают нам радиационные технологии?

    ​С тех пор, как электронный пучок был выпущен «на волю», перед технологами открылась масса поразительных возможностей. Радиационные технологии обещают нам поистине революционные перемены в самых разных областях производства.
    96
  • 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).
    1193
  • 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.
    1400
  • 22/12/2017

    Новосибирские физики сконструируют для лунной базы солнечные батареи

    ​Освоение других планет - давняя мечта человечества. Но ее невозможно реализовать, не решив энергетическую проблему. Новосибирские физики предложили способ усовершенствовать солнечные батареи для работы в космосе.
    431