Superkonduktorlu elektrik lənətləri necə işləyir və onların şəhər elektrik şəbəkələrində kəskin yayılmasını əngəlləyən əsas çətinliklər nədir?

Süperillənmiş elektrik xətləri, süperillənmiş materialların xüsusiyyətlərindən istifadə edərək elektrik enerjisini nəql edir. Süperillənmiş materiallar aşağı temperaturda (adi olaraqkritik temperaturların altında) sıfır müqavemet göstərir, bu da cürmün süperillənmiş materyalda zərurətsiz nəqlini deməkdir. Burada süperillənmiş elektrik xətlərinin necə işlədiyinin əsas öyrənilənləri var:

• Süperillənmiş Materiallar: Adi niobium-titanium (NbTi) alliyumları və ya yüksek temperaturdakı süperillənmiş maddələr kimi itriyum barium məsəni oksid (YBCO) kimi spesifik aşağı temperaturda süperillənə bilən maddələrdən istifadə edilir.

• Soğutma Sistemi: Süperillənmiş vəziyyətin qorunması üçün soğutma sistemi lazımdır ki, materialın onun kritik temperaturnın altında qaldığı təmin edilsin. Müxtəlif soğutucu ortamlar arasında sıvı helium (adi aşağı temperaturdakı süperillənmiş maddələr üçün) və ya sıvı azot (yüksek temperaturdakı süperillənmiş maddələr üçün) mövcuddur.

• Enerji Nəqli: Süperillənmiş vəziyyətdə cürm praktiki olaraq heç bir zəruriyyətsizlik ilə həvəzərində nəql olunur, bu da enerjinin nəqlinin effektivliyini çox artırır. Ayrıca, süperillənmiş maddələrdəki yüksək cürm sərbəstliyi, süperillənmiş kabloların adi kablardan daha az həcm ilə daha çox enerji nəql etməsinə imkan verir.

Şəhər şəbəkələrində geniş yayılmanın əsas çətinlikləri

Süperillənmiş elektrik xətləri, enerji zəruriyyətsizliklərin azalmasına və nəql kapasitəsinin artırılmasına baxmayaraq, şəhər şəbəkələrində geniş yayılmasının bir neçə çətinlikləri var:

• Soğutma Tələbləri: Süperillənmiş elektrik xətləri, sistemnin mürəkkəlli və bahalığını artıracaq daimi kriyojenik soğutmanı tələb edir. Soğutma ehtiyacı, ilk investisiyanın yanı sıra, davamlı operasiya və təmir maliyyətini də apardır.

• İşlənmə Maliyyəti: Hazırda, süperillənmiş maddələr adi həvəzərlərə nisbətən daha bahalıdır. Daha da, süperillənmiş kablaların işlənməsi daha mürəkkəldir və bu, maliyyətə giden çoxlu artım yaradır.

• İnfrastruktur Yeniləndirməsi: Mövcud enerji infrastrukturu, süperillənmiş elektrik xətlərini yerləşdirmək üçün geniş məhdudiyyətlərə malik ola bilər. Bu, paylanma sistemlərinin, alt stansiyanın və digər əlaqədar obyektlərin yeniləndirilməsini daxil edir.

• Güvənc və Təhlükəsizlik: Süperillənmiş kablolar, aşırı şərtlərdə (məsələn, enerji yükünün çoxluğu) süperillənmiş vəziyyətini itirə bilər, bu, "quench" adlandırılır. Quench zamanı, süperillənmiş materyal direksiyon vəziyyətinə qayıdır, bu da tez-tez temperaturun sürətli artmasına və kabelin zədələnməsinə səbəb olur. Böhranların önələnməsi üçün güvənərli koruma mekanizmləri vacibdir.

• Texnologiya və Standartlar: Süperillənmiş elektrik xətləri, nisbətən yeni bir texnologiyanın hissəsidir və ilgili texniki speksifikasiyalarda və endüstri standartlarında hələ inkişaf etməkdədir. Mənfi standartların olmaması, kommersiyalaşmaya mane olabilir.

• İctimai Qəbul: Yeni texnologiyaların tanıtılması, ictimai güvən və dəstək almaq üçün vaxt tələb edir, xüsusən də altyapı və texnologiyada böyük dəyişikliklər olduğu zaman.

Müəssəmə

Süperillənmiş elektrik xətləri, aşağı temperaturda süperillənmiş maddələrin sıfır müqavemet xüsusiyyətlərindən istifadə edərək elektrik enerjisini effektiv şəkildə nəql edirlər. Amma, onların qarşılaşdığı çətinliklər, yüksək soğutma tələbləri, işlənmə maliyyəti, infrastruktur yeniləndirməsi, güvənc və təhlükəsizlik problemləri və inkişaf etməkdə olan texnologiyanın və standartların varlığıdır. Bu çətinliklərin həll edilməsi, süperillənmiş texnologiyaların enerji nəqlində qəbul və inkişafına kömək edəcəkdir.