Enerģiju uzkrāj kastītē. Ko atklājis RTU jaunais pētnieks Kaspars Kroičs? 3
Rīgas Tehniskās universitātes Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātes Industriālās enerģētikas un elektrotehnikas institūta pētnieks Kaspars Kroičs padarīs ekonomiski izdevīgāku vēja enerģijas iegūšanu Latvijā un pasaulē.
Jaunais pētnieks darbojas spēka elektronikā, kurā izmanto pusvadītājus un pārveidotu elektrisko enerģiju. Nozare attīstās ļoti strauji. Piemēram, mobilā telefona barošanas bloks pirms 15 gadiem bija liels un smags.
Šobrīd, lietojot zinātniskos sasniegumus, tas ir mazs un viegls.
Arī saules un vēja enerģijas uzkrāšanai baterijās, ievadīšanai tīklā vai tiešai izmantošanai nepieciešami arvien jauni pārveidotāji, kas līdzstrāvu efektīvāk pārvērš maiņstrāvā. Spēka elektronikā sāk izmantot gallija nitrīda tranzistorus, kas ļauj uzlabot pārveidotāja parametrus.
Tomēr jauna materiāla pielietojums prasa papildu izpēti. Ierīces prototips jau ir tapis, bet tas vēl jāpielabo, pārbaudot vēja ģeneratoros.
Par vienu no savu pētījumu tēmām Kaspars izvēlējās pārveidotāju izveidi superkondensatora enerģijas uzkrājējam. Reizēm īpašas idejas un problēmas risinājumi atnāk negaidot.
“Piemēram, kolēģim ziemā radās problēmas ar auto piestartēšanu. Paralēli akumulatoram pieslēdzu superkondensatoru, un izdevās auto piestartēt. Tomēr sērijveidā šāds risinājums būtu dārgs. Tāpēc radās doma, ka ar pusvadītāju elementu un spēka elektronikas palīdzību var izveidot iekārtu, kas uzlādē superkondensatoru ar nelielu strāvu, kas, piemēram, palikusi automašīnas akumulatorā, bet izlādi kontrolēti vadīt ar speciālu algoritmu. Šāda iekārta būtu lētāka un ļautu, piemēram, automašīnas akumulatoram limitēt strāvas maksimālo patēriņu. Ja šo ierīci pievieno akumulatoram, tā vispirms samazina tā pārslodzi un pagarina akumulatora mūžu. Otrkārt, avārijas situācijā, kad akumulatorā uzlādes līmenis ir pārāk zems, lai iedarbinātu motoru, ar ierīces palīdzību var koncentrēt no akumulatorā atlikušās enerģijas apjoma pietiekami spēcīgu elektroimpulsu, lai mašīnu vēlreiz iedarbinātu. Šādai divējādi izmantojamai iekārtai būtu jāatrodas katrā automašīnā,” stāsta Kaspars.
Šobrīd izstrādāts arī pārveidotājs uzkrājēja integrēšanai pasažieru vai kravas lifta sistēmā.
Kad lifts bremzē, kravas potenciālā enerģija tiek izmantota, lai ražotu elektrību un uzkrātu to elektriskajā baterijā. Līdzīgā veidā tas jau atrisināts hibrīdautomašīnā, kad tā bremzē, akumulatorā uzkrāj elektroenerģiju, ko pēc tam var izmantot. Prototips uzrāda labus rezultātus un ļautu ieekonomēt lifta darbināšanai tērēto elektroenerģiju pat 20 – 30% apmērā. Tomēr vienas relatīvi sīkas problēmas dēļ to vēl nav iespējams ilgstoši ekspluatēt. Lai uzbūvētu uzlabotu prototipu, nepieciešams jauns finansējums.
“Eiropā un visā pasaulē trūkst spēka elektronikas speciālistu. Toties Latvijā ir neierobežotas iespējas izaugsmei šajā inženierzinātnes jomā. Ja skolēni izvēlēsies studēt inženierzinātnes, varu apliecināt, ka RTU Industriālās elektronikas un elektrotehnikas institūtā ir pieejama pietiekami moderna aparatūra, lai veiktu augsta līmeņa pētījumus. Ņemot vērā jau šobrīd esošo speciālistu deficītu darba tirgū, varu teikt, ka inženierzinātņu studijas ir labākā izvēle stabila un labi apmaksāta darba nodrošināšanai nākotnē,” aicina Kaspars.
Vērtējums. Pētnieks strādā nākotnei
Viesturs Brazis, RTU Industriālās elektronikas un elektrotehnikas institūta asociētais profesors un vadošais pētnieks: “No elektriskās enerģijas uzkrājēju plašā izmantošanas lauka jaunais pētnieks Kaspars Kroičs savā zinātniski pētnieciskajā darbā uzsvaru licis uz to pielietojumu vēja ģeneratoros, automobiļos un liftos. K. Kroiča darbi spēj būtiski veicināt vēja enerģijas tehnoloģijas attīstību. Elektroenerģijas uzkrājēja pielietošana ļaus mašīnu iedarbināt arī ar nosēdušos akumulatoru. Savukārt liftiem un ceļamkrāniem, iekustinot lielus smagumus un tos apturot, novērojams īslaicīgs enerģijas patēriņa pieaugums, ko var lietderīgi izmantot. Jaunās paaudzes elektrotīklu un elektrotransporta tehnoloģiju apvienošana viedajos tīklos palielinās nepieciešamību izmantot elektroenerģijas uzkrājējus un pārveidotājus. Jaunā pētnieka izstrādātie risinājumi jau ir gatavi pieņemt nākotnes izaicinājumus.”
