Projekta DRAUGEN aktualitātes

Ventspils Augstskolas Inženierzinātņu institūtā “Ventspils Starptautiskais radioastronomijas centrs” (VSRC) 28. februārī noslēdzās nozīmīgs lietišķo pētījumu projekts, kura īstenošanā divus gadu garumā bija iesaistītas divas organizācijas: VSRC un AS “LATVO” kā projekta sadarbības partneris. Divu gadu gaitā projektu realizēja 14 zinātniskie darbinieki un inženieri – gan pieredzējuši zinātnieki, gan doktoranti un studenti.

Lai popularizētu izgudrojumu autorus un viņu ideju realizāciju Latvijas tautsaimniecības efektīvākai attīstībai, Latvijas Izgudrotāju biedrība , Biedrība “CONNECT Latvija ” un Latvijas Zinātņu akadēmija organizē starptautisko izgudrojumu un inovāciju izstādi MINOX 2020 . Tā ir iespēja iepazīties ar jaunākajiem izgudrojumiem un inovatīviem risinājumiem, tikties ar to autoriem un piedalīties dažādās aktivitātēs. Savus inovatīvos projektus demonstrē individuālie izgudrotāji, pētniecības institūti un augstskolas, uzņēmumi, kā arī jaunieši un skolēni.

Šobrīd pasaulē vērojama tendence izmantot videi draudzīgus alternatīvus enerģijas avotus autonomām mazas jaudas slodzēm. Tādējādi ir pieaugusi interese par ierīcēm, kas spēj nelielu mehānisko enerģiju pārvērst elektroenerģijā. Tajā pašā laikā ir parādījušies jauni hibrīdi vernier tipa pastāvīgā magnēta ierīču veidi, kuru darbības pamatā ir mainīgas magnētiskās pretestības princips. Šo principu izmantojoša konstrukcija ļauj izveidot kompaktu tiešās piedziņas elektroenerģijas ģeneratoru neliela piedziņas ātruma un mazjaudīgas slodzes pielietojumiem.

Ventspils Augstskolas pārstāvji ar savu stendu piedalījās izstādē iespēju festivālā “Uzņēmēju dienas Kurzemē 2020”, kas norisinājās šī gada 9. – 10. oktobrī, Olimpiskajā centrā “Ventspils”. Pasākuma organizatori ir Latvijas Tirdzniecības un rūpniecības kamera (LTRK) un Ventspils pilsētas pašvaldība. Kurzemes lielāko un nozīmīgāko reģiona uzņēmēju pasākumu piedāvāja apmeklēt gan klātienē, gan attālināti, vērojot to tiešsaistē vietnē www.uznemejudienas.lv . Pasākuma apmeklētājiem klātienē bija dota iespēja iepazīties ar Kurzemes reģiona un citu Latvijas uzņēmumu piedāvājumiem.

Daudzu mūsdienu izgudrojumu izmantošanai nepieciešami neatkarīgi enerģijas avoti. Galvenokārt par tādiem tiek izmantotas baterijas un akumulatori. Kā tīrs enerģijas avots, kuru var izmantot ceļojot, lai darbinātu elektroniskas ierīces vai uzlādētu akumulatoru baterijas, var būt ģenerators, kas pārveido kustības enerģiju, piemēram, braucot ar velosipēdu, atbilstošā elektriskajā spriegumā. Projekta “Draugen (Videi draudzīgs mazas jaudas ģenerators ar lineāru rotora kustību)” ietvaros Ventspils Augstskolas pētnieki ir izstrādājuši un patentējuši ģeneratoru ar lineāru rotora kustību, kas pielietojams dažādās nozarēs. Pielietojot matemātiskās un fizikālās modelēšanas metodes, tika izpētīti izgatavojamo ģeneratora prototipu darbības raksturlielumi, kā rezultātā tika radīti jauni tehniskie risinājumi, paaugstināta iekārtas darba efektivitāte un pilnveidota ģeneratora izgatavošanas tehnoloģija. Izstrādātā ģeneratora konstrukcijā pielieto principu, kura pamatā ir induktora magnētvadītāja magnētiskas plūsmas pārslēgšana. Ģenerators sastāv no nekustīgi nostiprināta induktora ar pastāvīgu magnētu un tinumu, un kustīgās daļas, uz kuras izvietoti komutācijas elementi no silīcija tērauda. Ģeneratora konstrukcija un raksturlielumu analīze ir veikta, izmantojot specializētu 3D modelēšanas programmatūru, kas ļauj aprēķināt ģeneratora optimālus izmērus dažādām klientu vajadzībām. Ģeneratora konstrukcijas modelēšana, pielietojot SolidWorks 3D modelēšanas programmatūru, kā arī EMWorks programmatūru ģeneratoru elektromagnētiskā modeļa izstrādei, rada iespēju ātri pielāgot izstrādājamā ģeneratora konstrukciju un izejas jaudu atbilstoši klientu vajadzībām. Šādā veidā modificējot produkta konstrukciju, ražošanas izmaksas, pateicoties induktora lentas ražošanas tehnoloģijai, palielinās nebūtiski. Tādējādi, atšķirībā no tirgū esošajiem ģeneratoru modeļiem, jaunu produktu var ātri pielāgot tirgus prasībām un jebkuram velosipēdu tipam. Pielietojot izveidoto ģeneratora matemātisko modeli, VeA un AS Latvo pētnieki izgatavoja ģeneratora prototipu, kas jau ir iebūvēts velosipēda ritošajā daļā un pašlaik notiek tā parametru mērījumi. Paredzēts, ka prototips tiks parādīts 2020. gada novembrī starptautiskajā velosipēdu izstādē Eurobike2020, kas notiks Vācijā, Friedrihshāfenā.

Ventspils Augstskolas IZI Ventspils Starptautiskais radioastronomijas centrs, kā vadošais partneris, un AS “LATVO”, kā projekta sadarbības partneris, kopš 2019. gada marta sākuma ir uzsācis īsteno Eiropas Reģionālās attīstības fonda (ERAF) darbības programmas "Izaugsme un nodarbinātība" 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa "Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā" 1.1.1.1. pasākuma "Praktiskas ievirzes pētījumi" 2. atlases kārtas ietvaros projektu “Videi draudzīgs mazas jaudas ģenerators ar lineāru rotora kustību (DrauGen)”. Projekta ietvaros tika uzlabots iepriekšējās induktora ģeneratora konstrukcijas dizains. Tā kā induktora ģenerators domāts (paredzēts) uzstādīšanai uz velosipēda aizmugures riteņa, tad pastāv virkne ierobežojumu konstrukcijai, ņemot vērā šīs nianses, jaunā konstrukcija atbilst minētajām prasībām. Liela nozīme induktora ģeneratora darbības efektivitātei ir diska konstrukcija. Disks tiek stiprināts arī uz riteņa un tajā ir 86 kontaktori jeb komutācijas elementi. Modelēšanas rezultātā tika noteikts optimālais diska diametrs un kontaktoru skaits, kā arī tika noteikts, ka labākā kontaktoru forma ir X veida forma, jo tā ir efektīva un ir viegli montējama diska konstrukcijā un arī šo kontaktoru formu nav grūti saražot. Šī forma nodrošina labu magnētisku plūsmu vadītspēju, lai nodrošinātu pietiekamo EDS vērtību induktora ģeneratoram. Diskam rotējot, kontaktori slēdz un atslēdz magnētiskas plūsmas starp konstrukcijas elementiem un rezultātā rodas pulsējošs magnētiskais lauks, kā rezultātā tinumos (kuras ir novietotas uz konstrukcijas elementiem no divām pusēm) parādās elektrodzinējspēks. Šobrīd pēc jaunās konstrukcijas modelēšanas rezultātiem tika pasūtītas prototipa detaļas, lai izveidotu nomodelētās konstrukcijas prototipu un pārbaudītu modelēšanas ceļā iegūtos rezultātus ar reālajiem. Tuvākajā laikā plānots prototipa izgatavošana un testēšana.

Projekta “Videi draudzīgs mazas jaudas ģenerators ar lineāru rotora kustību (DrauGen)” Nr. 1.1.1.1/18/A/125 ietvaros ir veikta tirgus ekonomiskā izpēte. Tā kā projekta DrauGen mērķis ir izveidot un videi draudzīgus elektroenerģijas veloģeneratorus, kuri spēj uzlādēt un barot citas mazas elektroierīces tad tika veikta potenciālā tirgus izpēte, lai saprastu vai izstrādātais veloģenerators būs komercializējams. Galvenā ideja ir aizvietot kāda no velosipēda riteņa rumbām ar dinamo rumbu, kurā ir nemagnētiska materiāla izgatavots rotors ar magnētiskajiem kontaktiem kurš pārvietojas perpendikulāri magnētiskā lauka līnijām. Veicot tirgus izpēti un analīzi tika secināts, ka velosipēdistiem, velotūristiem un velosipēdistiem-tālbraucējiem šī ierīce ir vispiemērotākā, jo šie mērķa segmenta pārstāvji ir visbiežākie dinamo mezglu pircēji un viņiem labi noderētu iespēja uzlādēt savas elektroierīces, pavadot ilgu laiku ceļā, kā arī tikt pie spēcīgas, ilgtspējīgas gaismas ierīces. Pēc pasaules velosipēdu aksesuāru tirgus izpētes tiek secināts, ka tirgus ir salīdzinoši mazs un izaugsmes potenciāls ir ierobežots, jo tikai atsevišķās Eiropas, Baltijas un Skandināvijas valstīs riteņbraukšana ir populāra. Šī projekta attīstībai labvēlīgākās valstis pēc pētījuma rezultātiem ir Nīderlande, Dānija, Vācija, Zviedrija, Itālija, Polija un Francija. Balstoties uz segmentācijas analīzi, ir vēlams konkurēt līdzīgos segmentos kā dinamo rumbu ražotājiem. Izanalizējot un salīdzinot biznesa modeļus un stratēģijas, kā arī ar tiem saistītos riskus tiek secināts, ka licencēšanas biznesa modelim ir vislabākais potenciāls. Izvēloties šo modeli lielākās pūles prasīs produkta izstrāde, toties, tieši šajā jomā komandai ir vislielākā pieredze. Turklāt, veiksmīga DAK ražotāju ražošanas licencēšana prasa mazākas investīcijas un mazāk pūļu. Šī stratēģija, arī, neietekmēs īpašumtiesības uz tehnoloģiju, pat ja tiks atrasts jauns pielietojums ģeneratoram.

Induktora tipa ģeneratora 3D konstrukcija:

Ir uzsākta sadarbība ar SIA CIVITTA pārstāvjiem, tirgus izpētes veikšanai. Veloģeneratora tapšanā ir iesaistītas divas inženieru komandas gan no Ventspils Augstskolas, gan sadarbības partnera AS LATVO, no kurām viena izstrādā pašu veloģeneratoru, jeb ierīci, kas ražo elektrību braukšanas laikā, bet otra – sprieguma stabilizētāju – ierīci, kura nepieciešama divriteņa apgaismes sistēmas un papildus akumulatora nodrošināšanai elektrību. Sprieguma stabilizators nepieciešams, lai nodrošinātu divriteņa elektroiekārtu barošanu pie mazākiem braukšanas ātrumiem, nekā tad, ja būtu tikai ģenerators, kā arī, lai pasargātu elektroierīces no to sabojāšanas, braucot ar lielāku ātrumu, pie kāda ģeneratora radītais spriegums pārsniedz iekārtu lietošanai atļauto. Šobrīd tiek izskatīti divi dažādi risinājumi sprieguma stabilizatora elektriskās shēmas izveidē, lai pētītu to darbību pie dažādiem parametriem un noskaidrotu, kurš no variantiem darbojas ar vismazākajiem jaudas zudumiem. Paralēli tiek strādāts pie elektriskās shēmas dizaina. Paredzēts sprieguma stabilizācijas iekārtu kompakti ievietot divriteņa stūres iznesumā, bet tā, lai tā būtu viegli pieejama un remontējama. Paredzētas dažas USB kontaktligzdas (iespējams arī mikroUSB), kuras atradīsies stūres iznesuma apakšā un būs noslēdzamas ar hermetizējošiem vāciņiem. Pagaidām dizains ir idejas līmenī, bet tā kā mērķis ir augsta produkta kvalitāte, tad šādai ierīcei noteikti būs jābūt izturīgai pret triecieniem, vibrāciju, putekļiem un ūdeni – pielāgotai arī ekstrēmākiem braucieniem ar divriteni.