Domeniul de cercetare al echipei este cel al Energiilor Alternative: conversie fotovoltaică-energie solară, energie solară concentrată, baterii plumb-acid, energie eoliană, energie hidroelectrică, recuperare de energie din vibraţii mecanice şi electrosmog, traductori termoelectrici în strat subţire, tratamente neconvenţionale în câmp de microunde, recuperare de combustibili din uleiuri uzate, etc.

Echipa face parte din Centru de Cercetare pentru Tehnologii Avansate şi Energii Alternative  (CETATEA).

Aceste preocupări sunt grupate în următoarea temă de cercetare cu sub-tematici specifice:

Cercetări şi tehnologii avansate pentru energii alternative cu două sub-obiective, fiecare cu două teme de cercetare principale: 

  • Cogenerare de energie din surse multiple
    • Surse mixte de energie şi schimbătoare termice
    • Mini-sisteme combinate pentru recuperare şi conversie din mai multe surse de energie
  • Cercetări, metode şi tehnici pentru captare, conversie şi stocaree, pentru energii alternative
    • Soluţii de captare, conversie şi aplicaţii ale energiilor alternative
    • Metode şi tehnici pentru stocarea energiei

Lider de Echipă

Dr. ing. Emanoil SURDUCAN – Cercetător Științific II
Domeniu de expertiză: Proiectare și caracterizare de circuite de microunde (circuite microstrip, ghid, antene), metode de microunde pentru caracterizare de proprietăți dielectrice, aplicații de microunde de mică și mare putere, caracterizare de distribuții ale densității de putere de microunde.

Membri:

Dr. ing. Marius Gabriel BLĂJAN – Inginer de Dezvoltare Tehnologică III
Domeniu de expertiză: Cercetarea și dezvoltarea microplasmei și a aplicațiilor microplasmei; Cercetarea și dezvoltarea plasmei generate de microunde și a echipamentelor de microunde; Simulări numerice.

Dr. ing. Emil BRUJ – Inginer de Dezvoltare Tehnologică II
Domeniu de expertiză: Ingineria materialelor, Știința materialelor și tehnologii, Inginerie energetică, Design mecanic, Inginerie mecanică, Mecatronică și robotică.

Dr. ing. Olivia Ramona BRUJ – Inginer de Dezvoltare Tehnologică II
Domeniu de expertiză: Dispozitive de stocare a energie, Metode numerice de optimizare, Mașini electrice, Instalatii electrice de joasă tensiune.

Dr. ing. Ciprian FORŢ – Inginer de Dezvoltare Tehnologică III
Domeniu de expertiză: .

Dr. Sorina GARABAGIU – Cercetător Științific III
Domeniu de expertiză: Tehnica de depunere prin pulsuri laser (PLD), Tehnici de spectroscopie optică (UV-Vis, fluorescență).

Dr. Radu GAVREA – Cercetător Științific III
Domeniu de expertiză: Fizica corpului solid.

Dr. ing. Ştefan GERGELY – Inginer de Dezvoltare Tehnologică I
Domeniu de expertiză: .

Dr. Robert GUTT – Inginer de Dezvoltare Tehnologică II
Domeniu de expertiză: Mecanica Fluidelor, Analiză numerică, Unde electomagnetice, Simulări termice.

Gergő KOVÁCS – Asistent Cercetător
Domeniu de expertiză: Dinamică computațională a fluidului, Grafică asistată de calculator.

Dr. Camelia NEAMŢU – Cercetător Științific II
Domeniu de expertiză: .

Ing. Raluca NELEGA – Asistent Cercetător
Domeniu de expertiză: Știința calculatoarelor, electronică și telecomunicații, Prelucrarea semnalelor și imaginilor, Machine Learning, Inteligență artificială.

Alexandru-Daniel OPREA – Asistent Cercetător
Domeniu de expertiză: Caracterizarea sistemelor RF, Programare FPGA, Modelări 3D, Simulări de iradiere solară în sistemele CSP.

Dr. ing. Radu Ionel POP – Inginer de Dezvoltare Tehnologică II
Domeniu de expertiză: Energii regenerabile – creşterea producţiei de energie electrică a microhidrocentralelor.

Dr. Simona RADA – Cercetător Științific I
Domeniu de expertiză: .

Dr. Oana Laura RAITA – Cercetător Științific II
Domeniu de expertiză: Energie regenerabilă, Eficiența energetică, Economie circulară.

Dr. ing. Vasile REDNIC – Inginer de Dezvoltare Tehnologică I
Domeniu de expertiză: Energii regenerabile și tehnologii, Mecanica fluidelor, Fizica stării condensate, Fizica chimie, Materiale metalice, Ingineria materialelor, Știința materialelor și nanomateriale.

Dr. ing. Vasile SURDUCAN – Inginer de Dezvoltare Tehnologică I
Domeniu de expertiză: Inginerie electrică, Electronică şi telecomunicații: circuite electronice, încălzire în câmp de microunde, sisteme integrate, senzori.

Dr. ing. Cristian TUDORAN – Inginer de Dezvoltare Tehnologică I
Domeniu de expertiză: Fizica și tehnologia plasmelor, Electronică de putere, Dezvoltare software.

Dr. Mioara ZAGRAI – Cercetător Științific III
Domeniu de expertiză: Ingineria Mediului, Ingineria Materialelor, Știința Materialelor, Dezvoltare durabilă, Protecția mediului.

Titlu: Soluție pentru captare și/sau transmitere de energie prin metode wireless: Sistem inteligent de arie de antene virtuale (AI-AV)

Fig.1 Configuraţie experimentală: schema bloc și implementare


Fig.2 Diagramele de radiație ale unei antene fixe, H-Field și E- Field, obținute din măsurători efectuate cu un system inteligent de antene virtuale (AI-AV)

 

 

 

 

 

 

 

 

Rezultatul activității de cercetare se referă la realizarea unei arii de antene virtuale bazată pe utilizarea unui dispozitiv mobil (de exemplu o dronă (UAS)) ce funcţionează pe baza unei aplicaţii dedicate care relochează o antenă reală la coordinate specificate (fig.1). Aria virtuală de antene astfel realizată are atributele unei arii reale de antene. Dispozitivul, montat pe UAS, care stă la baza ariei virtuale de antene are două funcţii distincte, una de comandă şi control a ariei de antene virtuale şi alta de analiză, caracterizare şi/sau control a semnalelor de radiofrecvenţă (RF) recepţionate sau transmise. O aplicație de utilizare a acestui sistem  (AI-AV) este determinarea distribuției de directivitate la o antenă montată pe un catarg (fig.2).

[1] Surducan E.,  Puşchiţă E.D.,  Surducan V., Kirei B. S., Gergely Ş., Belean B.,  Kovacs G., Oprea A.D.,  Nelega R., Turcu R. V. F., “Smart system of virtual antennae array”, RO137723 (A0) ― 2023-10-30
[2] A. Oprea, G. Kovacs , R. Nelega, E. Surducan, V. Surducan, F. Turcu, E. Puschita, UAS-based Antenna Radiation Pattern Measurements: A Practical Approach, International Conference on Advanced Scientific Computing, October 18 – 20 2023, Cluj-Napoca

Titlu: Concentrator solar cu focare multiple și motor Stirling
Aplicaţie Brevet OSIM: RO133284(A0)/2019, RO132727 (A0) /2018

Autori: Bot Adrian, Rednic Vasile, Bruj Emil, Pogăcian Gheorghe-Sergiu, Gergely Ștefan, Pop Ionel-Radu, Gutt Robert

Invenția se referă la un ansamblu hibrid, de cogenerare energie electrică și termică din surse mixte, format dintr-un sistem cu concentratoare solare cu focare multiple, elemente de recepție și transfer a energiei termice către un sistem motor Stirling-generator electric, montate pe un sistem de urmărire solară. Conducta de evacuare a gazelor de ardere a motorului Stirling este prevăzută cu două recuperatoare de căldură. Ansamblul mai cuprinde schimbătoare de căldură pentru cogenerare energie termică, invertor și acumulatori pentru conversia și stocarea energiei electrice produse și un electrolizor care produce oxigenul și hidrogenul folosiți pentru îmbogățirea aerului și respectiv a combustibilului gazos.

Titlu: Ansamblu convertor – antene pentru recuperare electrosmog
Aplicaţie Brevete: OSIM,  RO131697 (A0) 2017, OSIM, A/00591/2018

Autori: Emanoil Surducan, Vasile Surducan, Robert Gutt, Camelia Neamţu

Problema: Captarea şi conversia energiei din surse de energie neconvenționale, precum recoltare din câmp electromagnetic (EM) de bandă largă, realizează puteri de ieșire foarte mici (microwaţi-miliwaţi) și produce o tensiune continuă (DC), nepermanentă, care este insuficientă pentru alimentarea dispozitivelor electronice.

Soluţia: Ansamblul descris în aceste brevete de invenție permite conversia energiei rezultate din recoltare de energie electromagnetică cu frecvenţe în domeniul (0.8-12) GHz  de la  tensiuni DC  de 20mV-1.5V și foarte mică putere (microwaţi-miliwaţi) la valori de ieșire de 2V până la 5V și stocarea în acumulatori, care permite alimentarea permanentă a dispozitivelor electronice cu consum redus. Randamentul de conversie EM-DC  este cuprins între 43% și 70%.

Titlu: Ansamblul de omogenizare cu cristal fotonic (MHD-PCY)
Aplicaţie brevet internaţional  PCT-WO 177244/2015 şi OSIM RO 131921 (A2)/2017)

Autori: Emanoil Surducan, Vasile Surducan, Camelia Neamţu

Acest Omogenizator cu cristal fotonic (PCY) static  are rolul de a îmbunătăţii  omogenizarea tratamentului termic în incinta unui cuptor de microunde faţă de cazul când nu este utilizat (în cuptor de microunde comercial). Un cristal fotonic (PCY) este un ansamblu de rezonatori, dispuşi periodic cu o constantă de reţea A (mm),  într-un volum dat (dispunere uniformă sau în straturi). Cristalul PCY răspunde în mod specific la iradierea cu un pachet de unde incidente: astfel poate să reflecte total numai o undă din pachet,  cea care are semilungimea de undă (l/2)(şi frecvenţă asociată F) comparabilă cu constanta de reţea A, să o trasmită selectiv prin volum sau pe suprafaţa lui, să o concentreze sau să o disperseze, etc. Pentru aplicaţia noastră cristalul PCY trebuie să realizeze un transfer selectiv pentru o undă de frecveţa F= 2.45±0.05 GHz între faţa de intrare, poziţionată lateral, şi cea de ieşire din cristal (aflată într-un plan perpendiculat pe planul de intrare)  şi să realizeze  o omogenizare a densităţii de putere a undei transmise,  în proximitatea feţei de ieşire a undei din cristal.

Titlu: Model experimental de baterie plumb-acid
Aplicaţie brevet OSIM:  RO132400 (A0)/2018, RO132401 (A0)/2018, RO133009 (A0)/2018

Autori: Morari Ioan Cristian, Bot Adrian, Buimaga Iarinca Luiza Tania,  Murariu Ancuţa Teodora, Cristian Tudoran

Modelul experimental pentru un nou tip de baterie a fost construit şi caracterizat.
Modelul constă dintr-un grup de electrozi, cu o configuraţie specifică brevetată,  sudaţi împreună în mod similar cu modelul industrial.
Fiecare dintre aceste grupuri de electrozi este înserat într-o cutie de baterie flooded utilizată curent în producţia de serie a ROMBAT.
Tensiunea nominală de lucru este de 2.14V. Capacitatea este de aproximativ 55 Ah. În figura alăturată este prezentat modelul experimental al bateriei.

Titlu: Aplicator universal de plasmă rece pentru utilizare în domeniul ingineriei suprafeţelor
Aplicaţie brevet OSIM A/00648 / 05.09.2018

Autor: Cristian Tudoran

Invenția se referă la un dispozitiv care generează o descărcare electrică (plasmă) rece, având temperatura în domeniul 30..40oC, utilizată pentru tratarea materialelor conductoare sau izolatoare sub formă bidimensională (folii, fâșii, benzi, suprafețe plane).

Prin tratarea cu plasmă a materialelor înțelegem aici modificarea proprietăților suprafețelor acestora, de exemplu obținerea suprafețelor hidrofile, hidrofobe, oleofobe, funcționalizare, curățare, corodare, etc. Dispozitivul descris de prezenta invenție își găsește foarte multe aplicații în domenii precum: ingineria suprafețelor, industria materialelor textile și din piele, industria componentelor electronice, cercetare (chimie și electrochimie, depuneri de straturi subțiri, microscopie electronică, activarea electrozilor de baterii, etc.).

    • INCDTIM (prin centru de cercetare CETATEA ) este membru al Transilvania Energy Cluster (TREC), Cluj, România,  şi colaboreză activ cu membrii acestui cluster
    • Colaborare cu Green Energy Institute (GEI), Mokpo, Corea de Sud cu abordarea unor subiecte din domeniu: celule fotovoltaice, agro-fotovoltaice (panouri solare transparente pentru facilitatea culturilor agricole sub panouri), energie eoliana, stocare de energie, micro-reţele de sisteme “green energy” şi managementul lor.
    • Colaborare cu ROMBAT S.A, Bistriţa, România, pentru dezvoltarea activităţii de cercetare / dezvoltare tehnologică în domeniul acumulatorilor de plumb-acid, accesul ROMBAT S.A la infrastructura de cercetare a INCDTIM-CETATEA, sprijin reciproc pentru atragerea de fonduri de cercetare-dezvoltare.
    • Colaborare cu Universite Catholique de Louvain – Institute of Condensed Matter and Nanosciences, Louvain, Belgia. Tematica colaborării este: studiul şi managementul sistemelor de stocare a energiei, studiul bateriilor Li-ion, studiul bateriilor Plumb-Acid.
    • Colaborare cu Institute de Physic du Glob de Paris (IPGP), Franţa; tematica de colaborare se referă la experimente de convecţie în cercetări geologice bazate pe încălzirea non-contact cu microunde (TERRA-MWH)