چرا از مادههای ابررسانا برای پیچیدن ترانسفورماتور به عنوان مواد استفاده نشود تا صفر ضرر حاصل شود
چونکه رسانایان فوقرسانا به عنوان مادهای که نظریاً میتواند انتقال بدون مقاومت را برساند، پتانسیل زیادی دارند، به خصوص در زمینه انتقال انرژی برای کاهش قابل توجه ضایعات انرژی. با این حال، استفاده از رسانایان فوقرسانا به عنوان مواد پیچشی ترانسفورماتورها به دلیل پیچیدگیهای فنی، اقتصادی و عملی شامل شده، راه حل سادهای نیست. در اینجا چند عامل کلیدی آورده شده است:
حد دمای بحرانی: رسانایان فوقرسانا نیاز دارند که در دماهای خاص و پایین عمل کنند تا خصوصیات فوقرسانایی را نشان دهند، معمولاً دماهای نزدیک به صفر مطلق. این بدان معناست که سیستمهای خنکسازی پیچیدهای لازم است تا حالت فوقرسانایی حفظ شود، که هزینه و پیچیدگی تجهیزات را افزایش میدهد و عملکرد پایدار بلندمدت در کاربردهای عملی را دشوار میکند.
هزینه و در دسترس بودن مواد: اگرچه برخی مواد فوقرسانا کشف و سنتز شدهاند، اما همه مواد فوقرسانا برای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ مناسب نیستند. فرآیند تهیه برخی مواد فوقرسانا پیچیده و پرهزینه است که محدودیتهایی برای کاربرد در مقیاس بزرگ ایجاد میکند.
چالشهای فنی: دستیابی به فوقرسانایی در دمای اتاق و فشار جویی هنوز یک مشکل حلنشده است. اگرچه برخی مواد گزارش شدهاند که تحت شرایط خاص دیامغناطیسم (اثر میسنر) نشان میدهند، این به معنای داشتن مقاومت صفر نیست. علاوه بر این، حتی اگر رسانایان فوقرسانا تحت شرایط آزمایشگاهی موفقیتآمیز تهیه شوند، مشکلات فنی ممکن است در تکثیر و تولید در مقیاس بزرگ ظاهر شوند.
عملی بودن اقتصادی: با توجه به زیرساختهای گسترده سیستم برق فعلی، جایگزینی کامل با مواد فوقرسانا نیاز به سرمایهگذاری اولیه قابل توجه و هزینههای بازسازی دارد. علاوه بر این، در حالی که صرفهجویی در انرژی مواد فوقرسانا در عملکرد بلندمدت قابل توجه است، هزینههای اولیه و نگهداری میتواند مدت زمان طولانی برای بازیابی سرمایه نیاز داشته باشد.
امنیت و قابلیت اطمینان: پایداری مواد فوقرسانا در شرایط حدی هنوز نیاز به مطالعات بیشتر دارد. به عنوان مثال، قطع برق ناگهانی یا تغییرات دما میتواند باعث شود مواد فوقرسانایی خود را از دست بدهند، که یک نکته مهم امنیتی در سیستمهای برق است.
به طور خلاصه، اگرچه رسانایان فوقرسانا پتانسیل انتقال بدون ضایعات را نظریاً ارائه میدهند، چالشهای فنی، اقتصادی و عملی در کاربردهای عملی مانع از پذیرش گسترده رسانایان فوقرسانا به عنوان مواد پیچشی ترانسفورماتورها شده است. با پیشرفت تکنولوژی و کشف مواد جدید، راهحلهای قابل اجرا ممکن است در آینده ظاهر شوند، اما هنوز در مرحله کاوش هستند.
پیشنهاد شده
