ابررسانا – مزایای استفاده از SFCL در سیستم قدرت و تعاریف وابسته

مزایای استفاده از SFCL در سیستم قدرت به شرح زیر است:

– استفاده از ترانسفورماتورهای بزرگتر بدون نیاز به افزایش ظرفیت کلیدهای قدرت

– استفاده از ترانسفورماتورهای بزرگتر با امپدانس کمتر و در نتیجه بهبود تنظیم ولتاژ

– کاهش I2t در ترانس و افزایش طول عمر آن (I جریان خطا و t زمان ماندگاری خطا است)

– کاهش افت ولتاژ در هنگام بروز خطا

سوئیچ های ابررسانا

با تغییر در شدت میدان مغناطیسی، امكان تغییر در وضعیت جسم ابررسانا از ابررسانایی به مقاومتی و برعكس امكانپذیر است. بنابراین از مواد ابررسانا جهت انجام سوئیچینگ یا كلیدزنی نیز می‌توان بهره گرفت. تحقیقات اولیه در این زمینه از اواخر دهه 1950 میلادی آغاز شد و كوشش هایی برای استفاده از سوئیچهای ابررسانا در مدارها و حافظه كامپیوترهای بزرگ صورت گرفت.

در سال 1956 مداری با نام كرایوترون شامل یك سیم‌پیچ نیوبیوم با دمای بحرانی 3/9 درجه كلوین و هسته‌ای از سیم تانتالوم با دمای بحرانی 4/4 درجه كلوین معرفی شد كه با توجه دمای 2/4 درجه كلوین هلیوم مایع، امكان تغییر وضعیت سیم تانتالوم در اثر ایجاد جریان الكتریكی و در نتیجه وجود میدان مغناطیسی در سیم‌پیچ نیوبیوم وجود داشت.

با توسعه دانش نیمه‌هادی، توجه به سوئیچ های ابررسانا كاهش یافت اما با این حال حتی با وجود پیشرفتهای صنعت نیمه هادی حجم و تلفات كمتر، و سرعت بالاتر تراشه‌های ابررسانا نسبت به تراشه‌های نیمه‌هادی، استفاده از سلولهای كرایوترونی و جایگزینی ابررسانا به جای مدارهای مسی را برای ساخت ابركامپیوترهای بسیار سریع و كم تلفات، توجیه پذیر می‌سازد.

آهنربای مغناطیسی ابررسانا ها

ابررساناها قادر به تولید میدان مغناطیسی بزرگتری نسبت به رساناهای معمولی (مثل مس) هستند و در این میان HTS از این لحاظ نسبت به LTS برتری دارد. همچنین درHTS هزینه تبرید کمتر بوده و محدوده ی دمای کاری آن نسبت به LTS بیشتر می باشد.

در ساده­ترین حالت، آهنربای ابررسانا دارای یک منبع تغذیه، یک دستگاه برای تبرید و سیم­پیچ ابررسانا است. از این آهنربای قوی به طور وسیعی در صنعت، آموزش و تحقیقات استفاده می شود. برای مثال در اکتشاف معادن از آهنربای ابررسانا برای جدا کردن سنگ­های دارای فلز استفاده می­شود.

نمونه های دیگر، شامل شتاب دهنده های ذرات هسته ای، کاشت یونی (برای اضافه کردن ناخالصی به نیمه هادی­ها)، شتاب دهنده های خطی (که در پزشکی برای از بین بردن تومور استفاده می شود)، MRI و NMR (که در آنها میدان مغناطیسی شیئی مورد نظر را تحریک کرده و سپس توسط یک آشکار ساز پاسخ آن به میدان مغناطیسی تحلیل می شود) می­باشند. شرکت های مختلفی از جمله Siemens، Philips و Oxford Instrument به تولید و پخش این نوع سیستم­ها می پردازند.

کابل HTS

كشف متحول كننده ابررساناهای دما بالا در سال 1986 منجر به تحول و تولید نوع جدیدی از كابل ها در سیستمهای قدرت شد. در ایالات متحده، اروپا و ژاپن رقابت سختی برای تجارت كابل های ابررسانا در آینده وجود دارد. قابلیت هدایت جریان برق در كابل های HTS بالغ بر 100 بار بیشتر از هادی های آلومینیومی و مسی متداول می‌باشد. اندازه، وزن و مقاومت این نوع كابلها از كابلهای

معمولی بهتر بوده و امروزه تولیدكنندگان تجهیزات الكتریكی در سراسر دنیا سعی دارند با استفاده از تكنولوژی HTS باعث كاهش هزینه‌ها و افزایش ظرفیت و قابلیت اطمینان سیستم های قدرت شوند.

کابل های HTS نه تنها دارای ظرفیت انتقال بیشتری نسبت به کابل های معمول هستند، بلکه در صورت نشت نیتروژن از آنها خطری به وجود نمی آید، در حالیکه در کابل های ولتاژ بالا که در آنها از روغن استفاده می شود، نشت روغن باعث آلودگی خاک یا آب می گردد. کابل HTS شامل تعدادی نوار هادی، که برای کاهش تلفات AC آنها را به هم می پیچانند، و یک لوله یا مجرا برای عبور گاز خنک کننده است. به کارگیری این کابل ها در محل هایی که با کمبود فضا مواجه هستند، مورد توجه بیشتری قرار می گیرد، چرا که با وجود کانال های زیرزمینی کابل های معمول و جایگزینی آنها با کابل های HTS می توان توان بیشتری را منتقل کرد. در حال حاضر بعضی از شرکت های برق از این کابلها استفاده می کنند.

برای دسترسی به بازار چنین تجهیزاتی، شرکت های ایرانی باید با شرکت های بین المللی فعال در طراحی، تولید و توزیع تجهیزات شبکه های قدرت و به خصوص شرکت های برقی که در حال گسترش شبکه های خود می باشند، ارتباط برقرار کنند.

منبع : tadbirkara.com و p-electric.blogfa.com

در دانیال نور بیابید...