барлық жаңалықтар
Назарбаев Университеті ғалымдары ұсынған энергия үнемдеу инновациясы
Профессор Зинетулла Инсеповтың басшылығымен ғалымдар командасы ұшақ-, зымыран- және реактор-құрылыста қолданылатын әдістемені қолданды. NU әңгімелері
Профессор Зинетулла Инсеповтың басшылығымен ғалымдар командасы ұшақ-, зымыран- және реактор-құрылыста қолданылатын әдістемені қолданды. Қорытындысында жоғары вольтты электр беру желілеріндегі тәж разрядтарының шығындарын үнемдеу 20-дан бастап 40% – ға дейін жетеді.
Қазіргі таңда электр беру желілеріндегі электр энергиясының негізгі шығыны тәждік разрядпен — күшті бір текті емес өрістерде (негізінен ылғалды ауа райында) ауадағы бетінің елеулі қисығы бар электродтардың дербес разрядымен байланысты болып отыр. Бұл проблема электр энергиясын ЭБЖ сымдары бойынша беру уақытынан бері белгілі, бірақ әлі күнге дейін шешілмей келе жатыр.
– Біз алюминий сымдарына көміртекті нанобөлшектері бар гидрофильді кеуекті нанокомпозитті жабындылау есебінен тәж разрядтарындағы шығынды 20% – дан 40% – ға дейін төмендетуге қол жеткіздік. Бұған бізге өзінің қарапайымдылығымен және технологиялылығымен ерекшеленетін микроплазмалық оксидтеу әдісі көмектесті, — деді жоба жетекшісі, профессор Зинетулла Инсепов.
Осы алюминийді микроплазмалық оксидтеу деп аталатын әдіс, алюминий өнімінің үстіңгі беті жоғары механикалық және радиациялық беріктігімен сипатталатын корунд деп аталатын альфа-модификациялы алюминийдің жоғары температуралы оксидімен жабылған кезде зымыран -, ұшақ жасауда және реактор жасауда кеңінен қолданылады.
Осы жобамен жұмыс істеу қанша уақыт жүргізілді?
Жобамен жұмыс істеу 2015-2017 жылдар бойы жалғасты. 2015 жылы түрлі бағыттарда іздеу жұмыстары басталды, негізгі нәтижелер 2017 жылдың жазында Новосібір қаласында СибНИИ Энергетика тәжірибелік полигонында сынақ нәтижелері бойынша алынды.
Біздің зерттеулеріміздің нәтижелері “Техникалық физика журналына хат”, 2018ж. және “Technical Physics Letters” 2018ж. аударма журналында жарияланды. Электрондық-микроскопиялық зерттеу және қосымша компьютерлік үлгілеу нәтижелері жабынның жоғары анититәжді сипаттамаларына көміртекті нанобөлшектермен алюминий композиттік қосылыстың электрлік беріктігі жоғары оксид есебінен ғана емес, сонымен қатар жұқа су үлдірі судың жоғары диэлектрлік беріктігі есебінен жабынның электр беріктігін қосымша ұлғайтатын гидрофильділік деп аталатын алюминий сымының үстіңгі қабатына судың барынша жоғары жағылуына алып келетін нанокомпозитті жабынның кеуектілігі есебінен қол жеткізілгендігін көрсетті. Бұл жаңа оң әсер “Journal of Physics D: Applied Physics”, 2019 журналында жарияланды.
Бұл жұмыс бос орында жасалған жоқ. Әңгіме мынада, осыған ұқсас проблема элементар бөлшектерді аса ірі үдеткіштерде де бар. Мысалы, АҚШ-та SLAC (Stanford University) жерасты үдеткішінің ұзындығы 8 км-ге жетеді.
Жоғары вольфрам сынамасын басу міндеті үдеткіштің ішкі қуысына жартылай наножабынды енгізумен шешілді, нәтижесінде тесіп өтетін электр өрісі 30 МВ/м-ден 100 МВ/м-ге дейін көтерілді. Наножабындылау атомдық-қабаттық тұндыру әдісімен жасалды. Қазіргі уақытта біз ашқан жаңалық қаражатты үнемдеу үшін әлемде үдеткіштердің жаңа әзірлемелерінде (атап айтқанда ЕҒО-да – Еуропалық ғылыми орталықта) пайдаланылады, өйткені үдеткіштің ұзындығы айтарлықтай қысқарады. Біздің зерттеуіміздің нәтижелері 2004-2017 жж. ішінде тұтастай бірқатар ғылыми жұмыстарда жарияланды.
Назарбаев Университетіндегі жұмыстың мақсаты профессор Зинетулла Инсеповтың 15 жыл бойы Жапония мен АҚШ-та, аргон ұлттық зертханасы мен Ферми атындағы зертхананың (ФермиЛаб, Иллинойс штаты, АҚШ), Пурду университеті (Индиана штаты, АҚШ), Киот университеті, Жапония базасында жүргізілген жұмыстарының іргелі идеялары мен нәтижелерін іс жүзінде қолдану болды.
Жобаны әзірлеушілер командасы туралы айтып беріңізші?
Менің басшылығыммен әзірлеушілер командасына тәжірибелі мамандар да, сондай-ақ жас ғалымдар да шақырылды. Команданың негізін құраған Құрбанғали Тыныштықбаев, Ғалиолла Иманбаев, Ардақ Айнабаев және басқалар болды, барлығы 10 адам. Кейін оларға Нұрхат Жақиев келіп қосылды, ол келгеннен кейін компьютерлік үлгілеу бойынша бірегей жұмыстар жүргізілді. Жобада көрнекті ғалым АҚШ-тағы бірінші токамактың негізін қалаушы Др. Джим Норем (Jim Norem), сондай-ақ Др. Алвин Толлестрап (Alvin Tollestrup) бастаған ФермиЛаб командасын, ФермиЛабта коллайдер үшін детектор жасап шығарған профессор Калтехті (Калифорния технологиялық институты) ерекше атап көрсеткен дұрыс. (Айта кететін жағдай, Алвин 95 жаста, ол әлі күнге дейін өзін тамаша сезінеді және ФермиЛабтағы жас ғалымдардың ұжымын басқарады).
Сынау үшін КЕГОК-тан (Kazakhstan Electricity Grid Operating Company) және АУЭИС-тен (Алматы энергетика және байланыс университеті) мамандар тартылды.
Жоба бойынша серіктестеріміз КЕГОК (жобаның тапсырыс берушісі) және Сибнииэнергетика, Новосибирск қ., директордың орынбасары, бас инженер Александр Гайворонский бастаған өнеркәсіптік сынақтар жөніндегі зертхана қызметкерлері болды.
Сіздің ашқан жаңалығыңыздың қолданбалы мәні неде?
Біздің ашқан жаңалығымыздың қолданбалы мәні қолданыстағы ЭБЖ электр беру желілеріндегі электр шығындарын төмендету болып табылады, оларды пайдалану мерзімі көп жағдайда 30-40 жылдан асады (Қазақстанда ЭБЖ 80% КСРО кезінде салынған) және антитәжбен жабылған жаңа электр сымдарын шығаруды жолға қою.
Осы технологияны өндіріске енгізу бойынша өзіңіздің жоспарларыңыз бен уағдаластықтарыңыз бар ма?
Бүгінде әлемде ЭБЖ сымдарын жабындылау саласындағы негізгі жұмыстар Жапонияда жасалып, елге айтарлықтай пайда әкеледі. Біз жұмыс істеп тұрған ЭБЖ-да желілерді бөлшектемей антитәжбен жабындылау үшін арнайы конструкциялы өнеркәсіптік роботтарды іске қосуды ұсынамыз. Сондай-ақ осындай жабыны бар сымдарды өнеркәсіптік шығаруды жолға қою ұсынылады. Ол үшін ЭБЖ-ға антитәж жабындылау бойынша мамандандырылған роботтың құрылымын әзірлеу және оларды өндіретін кәсіпорындардың базасында антитәжі бар жабынды сымдар шығаруды ретке келтіру және ЭБЖ-да өнеркәсіптік сынақтар жүргізу қажет.
Біздің әзірленімдерге ресейлік ғалымдар мен Ресей үкіметі қызығушылық танытты. Біздің жұмыстарымыздың нәтижелері осындай антитәждік жабындыларды жасауға арналған Ресейдің салалық бағдарламасын әзірлеу және қабылдау кезінде есепке алынды және Назарбаев Университеті осы бағдарламаға серіктес ретінде қатысуға шақырылды. Бағдарламаға сондай-ақ, Мәскеудегі Фрумкин атындағы электрохимия институты қосылды, ол электрохимия саласындағы әлемдегі ең мықты институттардың бірі. СибНИИЭн өкілі А. С. Гайворонскийдің сендіруі бойынша, ағымдағы жылдың соңына дейін бағдарламаны қаржыландыру ашылатын болады.
Өкінішке орай, Қазақстанда осы технологияны өндіріске енгізу бойынша нақты жоспарлар жоқ. Біздің негізгі тапсырыс беруші КЕГОК нәтижелерге жақсы баға бергеніне қарамастан, одан әрі енгізу жұмыстарын тоқтатты.
Бұдан басқа, біз Павлодар кабель зауытына да антитәжбен қапталған кабель өндірісін жолға қою үшін біздің нәтижелерімізді пайдалану туралы, оларға біздің жұмысымыздың нәтижелері туралы ақпарат жолдап, ұсыныс жасаған болатынбыз. Бірақ әзірше олардан жауап болған жоқ.
Сонымен қатар, осы жобаны іске асыру сымдарды ауыстырмай-ақ пайдалану мерзімі 20-40 жыл болған қолданыстағы жоғары кернеулі желілерді пайдалану кезінде айтарлықтай экономикалық тиімділік әкелген болар еді. Антитәж жабындылау технологиясының қарапайымдылығы оны электрді тәждік жоғалтуды төмендету талап етілетін электр техникасының көптеген салаларында қолдануға мүмкіндік береді.
Назарбаев университеті, 2020 түлек
Осы мақаламен бөлісіңіз