Экологичное автономное зарядное устройство разрабатывается в ЮУрГУ

Развитие современной техники и технологий неразрывно связано с поиском новых источников энергии, в первую очередь электрической. Кроме того, в последнее время все наиболее актуален вопрос об экологичности получаемой энергии. Ученые и студенты Южно-Уральского государственного университета работают над созданием автономного зарядного устройства, который не вредит окружающей среде.

Студент кафедры электрооборудования и автоматизации производственных процессов филиала ЮУрГУ в г. Златоусте Константин Романов занимается разработкой устройства автономного энергообеспечения, способного вырабатывать электрическую энергию в условиях отсутствия подключения к электросети: на отдыхе, в походах, при различных авариях и техногенных катастрофах. Под руководством доцента, кандидата технических наук Виктора Сандалова создан действующий образец устройства автономного энергообеспечения.

Эффект Зеебека для получения электричества

Всем хорошо известен переносной аккумулятор с солнечной батареей – Power Bank. Но зарядные устройства могут быть основаны на ином принципе – эффекте Зеебека. Эффект Зеебека – явление возникновения электродвижущей силы в замкнутой электрической цепи. Эффект Зеебека и обратный ему эффект Пельтье позволяют создавать небольшие генераторы и холодильники, работающие без подвижных частей, но также возможно создание и термоэлектрогенератора для зарядки аккумуляторов и снабжения небольшим количеством энергии различных устройств.

«Благодаря встроенному и постоянно поддерживающему внутренний заряд аккумулятору, созданное нами устройство способно подзаряжать мобильные телефоны, смартфоны, планшеты и прочую аппаратуру с Li-ion аккумуляторами», – поясняет Константин Романов.

Патент на новое зарядное устройство

Отличительными признаками устройства автономного энергообеспечения, созданного учеными ЮУрГУ, от отечественных и зарубежных аналогов является повышение КПД выработки электроэнергии за счет применения оригинального решения, запатентованного в прошлом году на уровне полезной модели. Запатентованное устройство содержит источник тепла, нагреватель, термоэлектрический генератор и жидкостный охладитель, причем нагреватель выполнен в виде замкнутого контура, содержащего бак для воды и конденсатор пара. К термоэлектрогенератору подключен контроллер заряда, буферный аккумулятор и USB-разъем. Наличие буферного аккумулятора внутри самого устройства позволяет накапливать и использовать электроэнергию в ситуациях, когда нет возможности ее выработки.

«Сейчас самое главное – найти на рынке все элементы и материалы будущего устройства, специализированных деталей для него просто не выпускают. Придется самостоятельно обрабатывать, монтировать и отлаживать все узлы и механизмы, чтобы устройство вырабатывало электрическую энергию» – делится Константин Романов.

Лабораторные испытания прототипа

Исследователями проведены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. В ходе лабораторных испытаний над модулями Пельтье уже получены характеристики и закономерности процессов. После оптимизации опытного образца ученые рассчитывают начать промышленное производство.

«На данный момент, в соответствии с планом работы над научно-исследовательским проектом, ведется обработка характеристик устройства, а также получение данных, которые быстро не снимешь. Например, скорость заряда различных гаджетов, также ведется работа над внешним видом образца», – рассказывает Константин Романов.

На основе полученных результатов на рецензирование комиссией международной научно-технической конференции «Пром-инжиниринг» была подана статья об устройстве автономного энергообеспечения в англо- и русскоязычной версиях. Труды конференции в виде полных статей на английском языке будут опубликованы в цифровой библиотеке «IEEE Xplore», индексируемой наукометрической базой Scopus. Практическая значимость исследования позволила Константину Романову стать одним из победителей конкурса «Вперед к открытиям», проводимого в ЮУрГУ в рамках Проекты 5-100.