proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
PRo Выставки
Testing&Control
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[30/06/2015]     Глобальная энергия 2015

23 апреля  2015  г. Некоммерческим партнерством по развитию международных исследований и проектов в области энергетики «Глобальная энергия» в Москве были названы имена лауреатов Международной премии «Глобальная энергия». Этой высокой награды были удостоены: профессор Джаянт Балига - за инновационные разработки в области управления и распределения электроэнергии, и профессор Сюдзи Накамура - за изобретение, коммерциализацию и развитие энергоэффективного белого светодиодного освещения.


Премия “Глобальная Энергия” – независимая международная награда за выдающиеся исследования и научно-технические разработки в области энергетики, которые способствуют эффективному использованию энергетических ресурсов и экологической безопасности на Земле в интересах всего человечества. С 2003 г. лауреатами премии стали 33 ученых из 10 стран: Великобритании, Германии, Исландии, Канады, России, США, Украины, Франции, Швеции и Японии. Список имеющих право номинировать на премию состоит из более чем 3000 ученых из 83 государств мира и ежегодно обновляется. Решение по выбору лауреатов премии принимает Международный комитет по присуждению премии «Глобальная энергия», в состав которого входят 25 авторитетных ученых из 13 стран. В шорт-лист номинантов премии 2015 г. вошли 11 человек: Сергей Алексеенко (Россия), Кемаль Ханьялич (Нидерланды), Балига Джаянт (США), Юрий Васильев (Россия), Юмей Лу (Китай), Эйке Вебер (Германия), Василий Глухих (Россия), Расселл  Дюпюи (США), Сюдзи Накамура (США), Виктор Орлов  (Россия), Валентин Пармон (Россия).

Джаянт Балига и Сюдзи Накамура были отмечены премией «Глобальная энергия» 2015 г. за революционные открытия, которые изменили современную энергетику и принесли колоссальный коммерческий эффект. Профессор Сюдзи Накамура изобрел синий светодиод, который позволил развить энергоэффективное белое светодиодное освещение. За свою разработку он был удостоен Нобелевской премии по физике в 2014 г. Профессор Джаянт Балига, получивший из рук президента США Национальную медаль технологий и инноваций, изобрел биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ), что является одной из наиболее важных инноваций в области управления и распределения электроэнергии. БТИЗ позволил за последние 20 лет сэкономить свыше 50 тыс. ТВт-часов электроэнергии, свыше 1 трлн галлонов бензина и сократил выбросы СО2 на 75 трлн фунтов. Сегодня БТИЗ – основа интеллектуальных энергосистем (знаменитые SMART GRID -  умная сетка управления и распределения энергии). Изобретение американского ученого индийского происхождения широко применяется во всем мире: начиная с робототехники и заканчивая медицинскими системами. Экономия составила 24 трлн долл.

Изобретение американца японского происхождения Сюдзи Накамура стало революцией в электронике. Синий светодиод ценен тем, что открывает новые способы получения чистого белого света. Эффективность светодиода на основе белого света в 20 раз выше, чем у традиционных ламп накаливания. Министерство энергетики США считает, что переход к LED-освещению только в США сэкономит 300 ТВт-час и сократит ежегодные выбросы углекислого газа на 210 млн метрических тонн.

То, что сделали оба лауреата уникально не только в истории «Глобальной энергии», но и в истории мировой науки. Таких цифр не встречали не только в науке, да и практически нигде. Объем разработки и внедрения уникальный. Впервые в истории «Глобальной энергии» премия присуждена не только за открытие и разработку, но и за коммерциализацию. Оба лауреата не только сделали важные открытия, но и предприняли огромные усилия по внедрению своих разработок, коммерциализировали их. И БТИЗ-транзистор и белый светодиодный свет внедрены повсеместно.

Несколько слов о лауреатах

После окончания Индийского Технологическийого института в Мадрасе в 1971 г., в 1974 г. Дж. Балига в Политехническом Институте Ренсселера в Нью-Йорке была присвоена степень доктора наук. В течение следующих 15 лет в научно-исследовательском центре «General Electric» в Скенектади он занимался исследованиями силовых полупроводниковых приборов и высоковольтных интегральных схем. В 1984 г. Джаянт Балига был включен в список «100 наиболее ярких молодых ученых Америки» по версии Журнала «Science Digest».

В 1991 г. он основал Научно-Исследовательский Центр силовых полупроводников, в 1999-2000 гг. создал 3 компании с целью лицензирования и коммерциализации своих разработок. Дж. Балига - пионер концепции функциональной интеграции биполярных и полевых-МОП транзисторов. Занимается моделированием концепций новых силовых устройств, технологией их изготовления, исследованием новых материалов. В 1979 г. теоретически доказал, что показатели полупроводниковой структуры МОП-транзисторов можно улучшить в несколько раз, если заменить кремний на арсенид галлия и карбид кремния. Это стало основой для нового поколения силовых устройств XXI века. Профессор Балига удостоен множеством наград за вклад в развитие полупроводниковых приборов. Является обладателем свыше 100 патентов в США.

БТИЗ широко применяется во всем мире: в системах кондиционирования, бытовой технике (посудомоечные машины, миксеры, холодильники), для автоматизации производства (робототехника), в медицинских системах (компьютерная томография, источники бесперебойного питания), на городском электрическом транспорте и гибридных электрокарах, в системах управления двигателями, в автомобильной электронике, сотовых телефонах, микропроцессорах ноутбуков, лэптопов, серверов.

Согласно данным Департамента энергетики США, двигатели с переменной скоростью вращения привода (появившиеся благодаря БТИЗ) экономят 2 квадриллиона тепловой энергии в год (эквивалентно 70 ГВт мощности). Широкое распространение компактных люминесцентных ламп экономит 30 ГВт энергии.

Одна из последних технологий, ставшая возможной благодаря БТИЗ, - производство недорогого компактного дефибриллятора для реанимации остановки сердца. С его помощью ежегодно в США врачи спасают свыше 100 000 человек.

В 1992 г. Дж. Балига стал первым в истории получателем награды «Гордость Индии». В 1997 г. во время празднования 50-й годовщины изобретения транзистора журнал «Scientific American» назвал ученого в числе «Восьми героев полупроводниковой революции». В 2010 г. Барак Обама наградил его высшей наградой для инженера в США - Национальной медалью технологий и инноваций.

Биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ) (англ. IGBT от Insulated-gate bipolar transistor) представляет собой трёхэлектродный силовой электронный прибор, используемый, в основном, как мощный электронный ключ в импульсных источниках питания, инверторах, в системах управления электрическими приводами. Первый промышленный образец БТИЗ был запатентован International Rectifier в 1983 г. В 1985 г. был разработан биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ) с полностью плоской структурой (без V-канала) и более высокими рабочими напряжениями. Изобретение удалось коммерциализировать уже в течение первого года. Благодаря его огромным преимуществам БТИЗ стал использоваться многими компаниями в огромном количестве своей продукции.

Компания «Дженерал электрик компани», в которой работал Дж. Балига, оценила важность этого изобретения. Включая Джека Уэлча, возглавившего  «Дженерал электрик» в сорок пять лет, все поддержали молодого ученого ещё в 1981 г. Изобретение удалось быстро коммерциализировать. В 1993 г. продукт вышел на рынок. Все основные производители мира стали использовать БТИЗ для систем энергообеспечения. Это устройство производится в больших объемах. БТИЗ открывает новые способы контроля электросбережения, повышая эффективность электрических устройств. Например, в холодильных установках можно использовать подстраивающиеся приводы с переменной скоростью. БТИЗ используются в насосах, в системах кондиционирования, во флуоресцентных лампах, заменивших традиционные. БТИЗ и дальше будет усовершенствоваться и активно использоваться.


Профессор Сюдзи Накамура окончил Университет Токусима по специальности инженер-электроник в 1977 г. В 1994 г. получил степень доктора технических наук Университета Токусимы. С 1979 по 1999 г. работал в корпорации "Nichia Chemical Industries". С 1999 г. он является профессором Калифорнийского Университета (г. Санта-Барбара). С 2003 г. член Национальной Академии Инженерии США.

Работая в "Nichia Chemical Industries", в 1990 г. Судзи Накамура изобрел синий светодиод. В результате исследований пленки нитрида галлия, осаждаемой из металлорганических соединений, ему удалось вырастить многослойные гетероструктры на основе нитрида галлия с добавками индия, которые давали яркий синий свет. До 1990-х гг. производители светодиодов могли выпускать только красные, желтые и зеленые диоды. Однако только комбинация синего, зеленого и красного цветов способна давать чистый белый, а, значит, и все оттенки световой гаммы. К 1993 г. компании «Nichia» первой в мире удалось начать индустриальный выпуск синих светодиодов. Изобретение С. Накамуры позволило создать светодиодные лампы, произведя революцию в наружных светодиодных видеоэкранах. Разработками ученого пользуются все полупроводниковые компании, все компании, производящие мобильные телефоны и цифровые камеры, телевизионную и DVD-аппаратуру, приборы для оснащения самолетов и автомобилей, оборудование для освещения улиц, светофоров.

В 2014 г. Сюдзи Накамура был удостоен Нобелевской премии по физике. По мнению ученого, интегральные схемы, Интернет и фотоэлементы являются самыми важными технологическими изобретениями человечества за последние 50 лет.

Эффективность светодиодных ламп в 20 раз выше традиционных ламп накаливания и в 10 раз выше энергосберегающих ламп. Только в США переход на светодиодное освещение сэкономит 300 ТВт*час энергии и сократит ежегодные выбросы углекислого газа на 210 млн тонн. Время белых светодиодов для домашнего освещения придет лет через 10. что сделает платежи за электроэнергию чрезвычайно малыми. Пока же технология их производства достаточно дорогая.

Синие светодиоды используются и в солнечных батареях. Эта технология позволит снабдить светом миллионы людей, не имеющих доступа к электричеству. Эта награда для меня является своеобразной оценкой способности принимать на себя многие риски. Рискнув применить нитрат галлия, который ранее не воспринимался как материал, для использования в светотехнике, С. Накамура удалось достичь прорыва. «Для того чтобы сделать изобретение, которое будет иметь глобальное значение, необходимо верить в себя, брать на себя риски», - учит своих студентов Нобелевский лауреат.

«Энергия молодости»

Вместе с лауреатами премии «Глобальная энергия» 2015 г. в конференции, организованной ИТАР ТАСС, были представлены молодые ученые, ставшие победителями X Общероссийского конкурса молодежных исследовательских проектов в сфере энергетики «Энергия молодости» 2013 г. Они представили результаты своих исследований в рамках этого проекта. Конкурс «Энергия молодости» проводится с 2004 г., предоставив хорошую возможность для ученых младше 35 лет сделать первый шаг на пути создания и внедрения инновационных идей. За время существования программы ее победителями стали более 170 молодых ученых из 40 исследовательских центров.

Победителей этого конкурса определяет пул независимых экспертов Международной энергетической премии «Глобальная энергия». Каждый из выигравших гранты проектов решает актуальные задачи отрасли и имеет большой потенциал к практическому применению.

Безотходный вариант производства биотоплива предложили члены коллектива из Иркутска во главе с Василием Павличенко. Они использовали передовые разработки генной инженерии, позволившие создать модифицированную разновидность тополя. По мнению молодых ученых, дерево «с улучшенными свойствами» будет идеальным, легко возобновляемым сырьем, что особенно актуально в условиях Сибири и Дальнего Востока. Используя генно-инженерный подход, можно создать тополя, обладающие ускоренными показателями роста и развития. Такие растения позволят значительно увеличить сырьевую базу и снизить экономические затраты на ее воспроизводство.

Вячеслав Кулагин (Институт энергетических исследований ИНЭИ РАН) из Москвы и его научный коллектив смогут обеспечить российских специалистов собственной исследовательской базой для прогнозирования мировой экономики и энергетики. Представленные молодыми учеными сценарии развития отрасли уже использовались при разработке новой «Энергетической стратегии России до 2035 г.» и концепции «Энергетической стратегии до 2050 г.». Результаты исследований вызывают интерес и полемику среди экспертов. Широкое обсуждение спровоцировал научно обоснованный факт, что все заявления о скором обвале нефтяных цен или резком их повышении выше 200 долл./барр. являются не более чем спекуляциями. В. Кулагин особо обратил внимание экспертов на риски, которые таят в себе зарубежные рынки для российских компаний. «Недооценка этих рисков способна стать причиной системных кризисных проблем в экономике страны в будущем».

Данный проект по прогнозирования мировой энергетики важен для России, потому что рассматривать отечественную энергетику вне контекста остального мира нельзя. Взаимозависимость зарубежной и российской энергетики очень высока, что чрезвычайно важно для экономики страны в целом. В прогнозе оцениваются не только числовые показатели развития рынка, но и инструменты регулирования энергетического рынка,  которые могут помочь при реформировании российской энергетики, чтобы она работала более стабильно и эффективно, а предлагаемые проекты реализовывались с минимальным риском, и были конкурентоспособны.

Первая часть проекта представляет собой модельный комплекс, включающий несколько блоков моделей (газовый блок имеет порядка 200 узлов, нефтяной блок – 97 узлов и т.д.). Предложенный модельный блок отличается от зарубежного рядом подходов в области прогнозирования. Россия рассматривается в системе мировой энергетики, с учетом всех стран СНГ, Европы и т.д. Модель позволяет гибко оценивать изменения  в российской энергетике вместе с изменениями мировой экономики, демографической среды, мировой энергетики.

В зарубежных аналогах Россия рассматривается либо как страна целиком, либо как часть Евразии вместе с другими странами СНГ. Детализация такого уровня недостаточна для качественной оценки изменений в российской энергетике.

Во второй части работы проводились исследования с использованием разработанного модельного комплекса: это прогнозы по развитию мировой энергетики, месту российской энергетики в мире, оценки рынков по объемным показателям всех энергоресурсов и ценам.
Результаты исследований этого научного коллектива достаточно востребованы. Они легли в основу новой «Энергетической стратегии России». В качестве внешних условий они используются для разработки генеральных схем развития газовой и нефтяной отрасли. С использованием данного инструментария были выполнены исследования для Министерства энергетики РФ и для крупнейших энергетических компаний. Этот отечественный продукт, являющийся полностью независимым исследованием (без какого-либо внешнего финансирования), востребован в России и за рубежом.


Научный коллектив Национального исследовательского Томского политехнического университета из Томска во главе с Павлом Стрижаком, одним из самых молодых докторов наук в мире (докторскую диссертацию он защитил в 26 лет)  борется с причинами аварий и возгораний на ТЭС. Тема исследования: «Разработка основных элементов теории энергоэффективного и безопасного зажигания мелкодисперсных угольных топлив в энергетических установках». Ученые обратили внимание, что нередко аварийные ситуации возникают из-за того, что процессы горения угольной пыли далеки от оптимальности и энергооэффективности. Практическая значимость проекта состоит в создании уникальных моделей отдельных технологических операций энергетических установок, которые позволят техническим специалистам прогнозировать характеристики физико-химических процессов, протекающих при нагревании угольных топлив.

Часто угольная пыль начинает воспламеняться и приводит к нерегламентированным возгораниям на участках обработки угля – помола, сушки, транспортировки угля. В итоге это приводит к серьезным авариям, взрывам, пожарам, с многомиллиардными затратами на ликвидацию последствий таких происшествий.

Основной целью проекта было определение условий, которые могут приводить к нерегламентированным возгораниям. Исследовались минимальные температуры возможных возгораний для 16 типов углей, более 20 месторождений. Определялся баланс между размером частиц, температурой угля и рядом других свойств, что позволило создать математический аппарат, пригодный для определения условий возможного возгорания не только специалистами. Разработанный математический аппарат позволяет изучать условия зажигания и взрывов угольной пыли на ТЭС для широкого диапазона температур – от 400 до 1500оС, практически для всех тепловых станций, которые были построены за последние 50-60 лет. Результат исследований достаточно масштабный  при условии его внедрения.


Победителями XI Общероссийского конкурса молодежных исследовательских проектов в области энергетики «Энергии Молодости-2014» стали:

- Ануфриев Игорь Сергеевич. Тема исследования: «Экспериментальное исследование способа интенсификации и экологических характеристик горения жидких углеводородов в оригинальных горелочных устройствах с высокой концентрацией водяного пара» (Новосибирск).

- Солнцев Дмитрий Николаевич. Тема исследования: «Прикладные экспериментальные и расчетные исследования гидродинамики теплоносителя в активной зоне реактора КЛТ-40 плавучей АЭС с целью увеличения единичной мощности» (Нижний Новгород).

- Титов Евгений Владимирович. Тема исследования: «Мониторинг электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики и создание системы защиты на основе современных информационных технологий» (Барнаул).


Игорь Ануфриев, кандидат физико-математических наук из Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе и его коллектив исследуют "бессажный" способ сжигания жидких углеводородов. При нём сажа в продуктах горения практически отсутствует. Этот метод может стать поистине революционным для современной теплоэнергетики, так как позволит широко применять дешевое низкокачественное топливо (отработанные масла, смазочные жидкости, отходы нефтеперарботки), огромные запасы которого пока не используются из-за отсутствия эффективной технологии сжигания.


Дмитрий Николаевич Солнцев и Андрей Владиславович Варенцов, сотрудники кафедры «Атомные и тепловые станции» Института ядерной энергетики и технической физики Нижегородского государственного технического университета (научный руководитель ректор НГТУ, д.т.н., проф. Сергей Михайлович Дмитриев) смогли подтвердить работоспособность реакторной установки нового поколения, которой предстоит питать первую в мире плавучую АЭС. Перед молодыми учеными поставлена важная задача — создать банк данных и обосновать теплотехническую надёжность активной зоны реактора. Для этого они изучают локальную гидродинамику теплоносителя (в ядерном реакторе им является вода), выявляют особенности и закономерности его течения. Учёные проведут экспериментальные и расчётные исследования, на основе которых будут разработаны рекомендации разработчику реакторов для плавучих АЭС КБ им. Африкантова. Ещё один результат работы — проверка работы расчётных кодов программного комплекса "Логос". Моделирование движения теплоносителя важно при проектировании новых реакторов.

Молодые учёные во главе с Евгением Титовым, кандидатом наук из Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова, провели работу по повышению электромагнитной безопасности на любых объектах, будь то производство или коммунально-бытовые сооружения.

 Существующие способы контроля электромагнитных излучений не позволяют эффективно отслеживать электромагнитную обстановку. Источников электромагнитных полей становится всё больше, и опасность для здоровья людей растёт. Группа Титова работает над технологией, которая может обоснованно предлагать необходимые защитные мероприятия. Научная новизна проекта заключается в создании технических средств защиты, компьютерном моделировании электромагнитного излучения и разработке универсальных информационно-технических мероприятий. Предлагаемая модернизированная технология контроля электромагнитного излучения позволит эксперту-экологу сократить полное время обследования одного объекта до 1 часа. Это в 6 раз эффективнее существующих на данный момент методик. Удельные затраты при этом сократятся на 77%. Разрабатываемая программа автоматически обрабатывает измеренные в любом помещении параметры и показывает зоны и время безопасного нахождения. В дальнейшем разработка алтайских учёных может быть коммерциализована и в виде прибора поступит на рынок.



Фото: Победители конкурса 2014 года. Слева направо: Андрей Варенцов (НГТУ), Игорь Ануфриев, Дмитрий Солнцев, Евгений Титов


Материал подготовила Т.Девятова

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Время и судьбы
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Время и судьбы:
О.Пеньковский - «шпион века» или «подстава» КГБ?

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 0
Ответов: 0

Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 0 Комментарии
Спасибо за проявленный интерес





Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.07 секунды
Рейтинг@Mail.ru