Электромобильді сымсыз зарядтау. Made in NU
Бүгінгі таңда экологияны сақтау мәселелері көптеген елдерді алаңдатады. Қазіргі уақытта атмосфераның автомобиль шығарындыларымен ластануы адамзаттың үлкен проблемасы болып отыр. Көмірқышқыл газы мен басқа да зиянды заттардың шығарындылар деңгейі, өкінішке орай, жыл сайын өсіп келеді. Қазіргі уақытта бұл проблеманы шешудің мүмкін нұсқаларының бірі ретінде электромобильдерді жаппай өндіру мен пайдалануды ынталандыру ұсынылады.
Назарбаев Университетінің Инженерия және сандық ғылымдар мектебі де қазіргі заманның осынау маңызды технологиялық трендінен қалыс қалған жоқ. Мектептің профессоры Мехди Багери студенттермен және университеттің ғылыми қызметкерлерімен бірлесіп электромобильдерге арналған сымсыз зарядтау жүйесінің нұсқасын әзірлеп ұсынды.
– Бүгін көпшілік электромобильдерді экологияның (кейде экономиканың да) құтқарушылары деп атайды, мен осы тұжырыммен толық келісемін. Менің ойымша, электромобильдер бізге қажет, себебі олар адамдар үшін ыңғайлы және экологиялық таза, зиянды қалдықтары жоқ. Сондықтан электромобиль индустриясын дамыту – уақыт талабы. Бір қуаныштысы, бірқатар елдер қазірдің өзінде мұны түсінеді, көптеген компаниялар электромобильдерді дамытуға инвестициялар жұмсайды, – деп атап көрсетті ғалым.
Электромобильдердің әр түрлерін жасау тарихы 100 жылдан асады. Олардың бәрін автомобиль ішкі жану қозғалтқышынан емес, электр энергиясының автономды көзінен (аккумуляторлардан, отын элементтерінен, конденсаторлардан және т.б.) қоректенетін бір немесе бірнеше электр қозғалтқыштарымен қозғалысқа келтірілетіндігі біріктіреді. Бұл ретте электромобильдің зарядталуы сымды немесе сымсыз технологиялардың көмегімен жүзеге асырылуы мүмкін.
Соңғы уақытта стационарлық сымсыз зарядтау технологиясына көп көңіл бөлініп отыр. Энергияны тұрақты сымсыз беру – сымдарды пайдаланбай зарядтаудың кең таралған техникасы, алайда электромобильді/батареяны толығымен зарядтау үшін автокөлікті бірнеше сағат бойы зарядтау станциясына қалдыру керек, бұл өте ыңғайсыз, өйткені зарядталуын 8-12 сағат бойы күтуге тура келеді.
– Назарбаев Университетінде электромобиль үшін динамикалық сымсыз зарядтау жүйесін әзірлеу жобасы 2018 жылы іске қосылды. Жобаны Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі қаржыландырады және National Laboratory Astana (NLA) ғылыми орталығының және біздің Мектептің базасында жүзеге асырылуда. Біз бірлесіп электромобильді динамикалық сымсыз зарядтауға арналған технологиялар әзірлейміз. Яғни, динамикалық сымсыз зарядтау жүйелерімен жабдықталған барлық көлік құралдары қозғалыс кезінде зарядталуы мүмкін. Көшеде жүргенде немесе бағдаршамда күтіп тұрғанда автомобиль аккумуляторын зарядтауға болады. Көше қиылысында немесе кептелісте күту көлік үшін пайдалы болады, ол электр қуатын осы уақытта асфальт астындағы станциядан тегін алады, – деді Мехди Багери.
Бұдан басқа, электр отынының өзіндік құны бензинге қарағанда бірнеше есе аз болады. Асфальттың астында ыстық, сондай-ақ өте суық жағдайларда жұмыс істеу үшін қауіпсіз энергия беруге арналған катушкалар орнатылады.
Бүгінгі таңда Корей технология институтында (KAIST) әзірленген электромобильдерді динамикалық сымсыз зарядтаудың ең озық жүйелері заряд бергіш ретінде ұзартылған бір катушканы пайдаланады, ал Оук-Ридж (Oak-Ridge) ұлттық зертханасы және Оклендтегі зерттеу тобы сегменттелген катушкалар архитектурасын пайдаланады.
– Біздің жобада жүйенің тиімділігін арттыру үшін біз дөңгелек және тікбұрышты сегменттелген катушкалардың архитектурасын әзірледік және пайдаландық, – деді жобаға қатысушысы, Инженерия және сандық ғылымдар мектебінің докторанты Максим Лу. – Енді біздің алдымызда жүйені оңтайландыру және тарату катушкаларындағы шығындарды азайту міндеті тұр. Сондай-ақ, зарядтау құрылғысына арналған энергиямен қамтамасыз ету үшін, жаңартылатын энергия, мысалы, жергілікті қалалық күн немесе жел электр станциясы сияқты энергия көздерін пайдалану мүмкіндігін табуға тырысамыз. Бұл ретте, біздің жобамыз үшін жүйенің барлық құрамдас бөліктерін Қазақстанда Назарбаев Университетінің зерттеушілері мен студенттері әзірлеп, жинағаны маңызды.
Жас ғалым атап көрсеткендей, қазіргі уақытта жүйенің жалпы өнімділігін анықтау және шығындарды одан әрі барынша азайту мақсатында жобаның жекелеген тораптары мен құрылғыларының тиімділігіне тестілеу жүргізілуде. Жобалау тобының алдағы жоспарларында электромобильдер үшін динамикалық сымсыз зарядтаудың озық жүйелерінің тиімділігіне қол жеткізу және асып түсу, сондай-ақ осындай жүйені нақты қалалық жағдайларда іске асыру мақсаты тұр.
– Менің ойымша, электромобильдер дәстүрлі отынмен жұмыс істейтін автомобильдерді біртіндеп ауыстыруы тиіс. Бұның өзі таяудағы болашақта орындалатын мәселе. Оның үстіне бұл ауаның ластануы мен көмірқышқыл газының шығарындыларын айтарлықтай азайтуға көмектеседі, сондай – ақ экологиялық таза энергия көздерінің кең таралуына әкеледі, – деп атап көрсетті Максим Лу.