Ученые НовГУ предложили материалы для создания малогабаритных и экологически чистых альтернативных источников энергии
В Новгородском государственном университете (НовГУ) разработали материалы для перспективных магнитоэлектрических источников энергии, которые позволят создавать компактные и экологически чистые генераторы, при этом не зависящие от энергии Солнца и не требующие для размещения больших площадей.
Уже несколько лет ученые НовГУ занимаются исследованием свойств магнитоэлектрических (МЭ) элементов, которые, по мнению авторов, могут стать основным компонентом для альтернативных генераторов будущего. В основе их действия лежит магнитоэлектрический эффект, благодаря которому собранная из внешней среды механическая энергия сначала преобразуется в магнитную, а затем — в электрическую.
Конструктивно МЭ-элементы выполнены в виде пластин, действующих как камертон в резонансе. Колебания или вибрация способствуют интенсивному выделению энергии, которую затем преобразуют и аккумулируют. Энергия, вырабатываемая МЭ-элементом при воздействии вибрации складывается из двух составляющих — из энергии, преобразованной за счет пьезоэффекта, и энергии, преобразованной благодаря магнитоэлектрическому эффекту. Такой генератор может использоваться в ветроэнергетических установках, гидрогенераторах, турбогенераторах и электрооборудовании, предназначенных для преобразования механической энергии в электрическую.
«В отличие от прочих устройств сбора энергии предлагаемое обладает рядом преимуществ. Например, по сравнению с панелями на солнечных элементах, устройство имеет более компактный размер и не требует солнечного света и большой площади поверхности для работы. В отличие от тяжелых и материалоемких электромагнитных генераторов, МЭ-элементы имеют меньший вес и не используют в своем составе дорогостоящую медь для обмоток», — рассказал один из авторов разработки, профессор кафедры проектирования и технологий радиоаппаратуры НовГУ Роман Петров.
Для исследований были отобраны два типа элементов с разными размерами. Они состоят из склеенных между собой пластины пьезоэлектрика и тонкой гибкой магнитострикционной пластины. Для точного измерения их характеристик был специально разработан уникальный измерительный стенд. С его помощью ученые изучили работу элементов в нерезонансном и резонансном режимах в широком диапазоне частот.
«Исследование показало, что магнитоэлектрические элементы обладают высоким потенциалом для применения в энергогенераторах. При этом совместная работа МЭ-элементов в резонансном режиме значительно, на несколько порядков, увеличивает выходную мощность. Это мощность в десятки милливатт, поэтому такие системы уже могут использоваться в энергонезависимых устройствах», — отметил ученый.
Полученные результаты будут использованы для создания прототипов новых генераторных систем.
Узнавайте первыми главные энергетические новости и актуальную информацию о важных событиях дня в России и мире.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал
"ГИС-Профи. Информационное сопровождение предприятий энергетической отрасли"