Кафедра фізики нетрадиційних енерготехнологій та екології (КФНЕЕ)

Презентація кафедри КФНЕЕ

Історія

Кафедра була заснована в Харківському національному університеті імені В.Н. Каразіна в 2003 р. Засновником і першим завідувачем кафедри був професор Ю.Ф. Шмалько, один з ініціаторів та організаторів першого в Україні фізико-енергетичного факультету (ФЕФ) спільного підпорядкування - Міністерству освіти і науки України та Національної академії наук України. У 2003 р. Ю.Ф. Шмалько був обраний професором і завідувачем кафедри фізики нетрадиційних енерготехнологій та екології, протягом кількох років був деканом фізико-енергетичного факультету. На кафедрі він читав лекції студентам за новими напрямками в галузі фізико-технічних проблем енергетики, керував науковими семінарами.

З 2008 р. кафедру очолював професор В.І. Ткаченко, фахівець в галузі альтернативної енергетики, фізики плазми, нелінійної фізики, плазмової електроніки, гідромеханіки, надкритичної флюідної екстракції. З цього часу тематика досліджень кафедри розширюється за рахунок включення тематики НВК ВДЕРТ ННЦ ХФТІ.

З 2021 р. кафедру очолює доцент О.П. Кулик. Коло його наукових інтересів стосується матеріалознавства та енергетики, технологій та джерел відновлюваної енергії, кристалографії, фізики твердого тіла, поверхні, дидактики фізики.

Діяльність кафедри покликана інтегрувати академічну і вузівську науку для підвищення рівня вищої освіти, залучення молодих кадрів в науку і для підготовки висококваліфікованих фахівців з нетрадиційної енергетики сьогоднішнього і завтрашнього днів.

Навчання бакалаврів відбувається за двома освітніми програмами: "Прикладна фізика нетрадиційної енергетики" за спеціальністю 105 "Прикладна фізика та наноматеріали" та "Моделювання енергетичних систем та енергоефективність" за спеціальностю 144 "Теплоенергетика".

Навчання магістрів відбувається за освітньою програмою "Прикладна фізика нетрадиційної енергетики" за спеціальністю 105 "Прикладна фізика та наноматеріали".

Кафедра також здійснює навчання аспірантів для отримання освітньої кваліфікації "Доктор філософії з прикладної фізики та наноматеріалів".

Абітурієнту

З моменту заснування кафедра здійснює випуск висококваліфікованих фахівців в галузі фізики альтернативної енергетики і екології, які успішно працюють в різних областях науки і виробництва. Випускники кафедри успішно працевлаштовуються в спеціалізованих науково-дослідних організаціях, комерційних структурах і вищих навчальних закладах.

Співробітники кафедри пропонують зацікавленим в тематиці кафедри абітурієнтам, а також їх більш молодшим колегам, спілкування в рамках семінарів з актуальних проблем фізики поновлюваних джерел енергії, екології та суміжних фізико-технічних питань.

Тематика семінарів:

1. Сонячна енергетика - фотоелектричні і колекторні установки.

2. Вітроустановки малої потужності і нова концепція малої вітрової енергетики.

3. Експерименти Ніколи Тесла і бездротова передача електрики.

4. Отримання водню з води енергетично найбільш вигідним способом і осередок Стенлі Мейєра.

5. Сірководнева і газгідратна енергетика Чорного моря.

6. Керований термоядерний синтез і технології термоядерної енергетики.

7. Кріогенні і пневматичні автомобілі на стиснутому повітрі і рідкому азоті.

Для інформування абітурієнтів про профорієнтаційни заходи кафедри створено телеграм-канал: https://t.me/kfnee.

Для отримання зворотнього звʼязку потрібно залишити повідомлення будь-кому із адміністраторів каналу.

Наука

Основні напрямки наукових досліджень кафедри пов'язані з вивченням фізичних та фізико-хімічних основ енергоперетворення, дослідженням і розвитком комплексів як традиційної, так і альтернативної енергетики: сонячної, водневої, сірководневої, вітрової, геотермальної, а також екологічно чистих кріогенних та пневматичних силових установок, які можуть бути використані в енергетичних системах та на транспорті.

На базі Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного Національної академії наук України наукові співробітники кафедри розробили вітроенергетичну установку з водневим накопичувачем енергії, яка призначена для перетворення енергії вітру в електричну енергію і виробництва екологічно чистого енергоносія з водню і кисню. Створено водневий накопичувач в якості паливного елемента, який здатний виробляти електроенергію при відсутності вітру, використовуючи водень і кисень.

Активно досліджуються металогідридні системи та установки по утилізації низько потенційного тепла існуючих електростанцій і енергетичних установок.

Рис. 1. Вакуумна технологічна установка.

Рис. 2. Термосорбціонний компресор для дослідження

металогідридних систем з блоком управління.

Співробітниками кафедри спільно з НВК ВДЕРТ проводяться розробки модельного ряду високоефективних повітряних генераторів потужністю 1-3 кВт з використанням вітрової турбіни із змінною геометрією. Вона складається з концентратора (конфузора) і випускного пристрою (дифузора). У даній конструкції використовуються новітні матеріали і технології, розроблені в ННЦ ХФТІ.

Рис. 3. Повітряний генератор із змінною геометрією, розробленийв НВК ВДЕРТ ННЦ ХФТІ.

Фахівці кафедри взяли активну участь в розробці першої в країнах СНД моделі екологічно чистого кріогенного автомобіля, який працює на рідкому азоті, а також ряду пневматичних двигунів різної конструкції.

Рис. 4. Випробування пневматичних двигунів

на експериментальному стенді.

Рис. 5. Експериментальна модель криогенного

автомобіля на рідкому азоті.

Співробітниками кафедри розроблена сучасна математична модель і комп'ютерна програма для розрахунків і тривимірної візуалізації повного набору термодинамічних функцій рідкого і газоподібного азоту та інших технічних газів в широкому діапазоні тисків і температур.

Рис. 6. Результати комп'ютерних розрахунків щільності і ізобарічеськой теплоємності рідкого і газоподібного азоту.

Особливу увагу на кафедрі приділяється розробкам сучасних систем енергозбереження та підвищення енергоефективності діючих технологій в енергетиці, комунальній сфері та на транспорті. Зокрема, активно вивчаються термоелектричні і вихрові перетворювачі енергії.

Щороку співробітники кафедри публікують 10-15 наукових статей в журналах, які мають значний імпакт-фактор, представляють понад 20 доповідей на міжнародних наукових конференціях, отримують патенти України, видають монографії та методичні посібники.

Міжнародна співпраця

Співробітники кафедри здійснюють активне міжнародне співробітництво в області екологічно чистих силових установок з фахівцями Університету Північного Техасу, Університету Міссурі і Сент Луїса, США; Університету Конджу, Південна Корея та Інституту Інноваційних Технологій EMAG, Польща.

Співпраця включає проведення спільних науково-технічних досліджень, організацію міжнародних конференцій і семінарів, обмін спеціалістами та стажування в провідних зарубіжних наукових і навчальних лабораторіях.

Фахівці кафедри регулярно беруть участь у виконанні міжнародних грантів з розробок новітніх енергетичних та екологічно чистих технологій.

Контактна інформація

Адреса: ауд. 229д, майдан Свободи, 4, м. Харків, 61022.

E-mail: dpaeseua3@gmail.com