सुपरकंडक्टिङ पावर लाइनहरू कसरी काम गर्छन् र शहरी पावर ग्रिडमा उनीहरूको व्यापक प्रयोगलाई रोक्दछन् त्यसका मुख्य चुनौतीहरू के हुन्छन्

सुपरकंडक्टिङ पावर लाइनहरू सुपरकंडक्टिङ सामग्रीहरूको गुणधर्महरूलाई प्रयोग गरेर विद्युत ऊर्जा प्रसारण गर्छन्। सुपरकंडक्टिङ सामग्रीहरू सामान्यतया तिनीहरूको महत्त्वाकांक्षित तापमान (जसलाई तिनीहरूको महत्त्वाकांक्षित तापमान भनिन्छ) निम्न तापमानमा शून्य प्रतिरोध देखाउँछन्, यो अर्थ हुन्छ कि विद्युत धारा सुपरकंडक्टरबाट नष्ट बिना प्रवाहित हुन सक्छ। यहाँ सुपरकंडक्टिङ पावर लाइनहरू कसरी काम गर्छन् भन्ने एक सामान्य दृष्टिकोण छ:

• सुपरकंडक्टिङ सामग्रीहरू: निश्चित निम्न तापमानमा सुपरकंडक्टिङ हुन सक्ने सामग्रीहरू प्रयोग गरिन्छ, जस्तै निओबियम-टाइटेनियम (NbTi) मिश्रित वा उच्च तापमान सुपरकंडक्टरहरू जस्तै यत्रियम बेरियम कोपर ऑक्साइड (YBCO)।

• ठण्डाउने प्रणाली: सुपरकंडक्टिङ अवस्था बनाए राख्नको लागि, ठण्डाउने प्रणाली आवश्यक छ जसले सामग्रीलाई तिनीहरूको महत्त्वाकांक्षित तापमान निम्न राख्न सक्छ। सामान्य ठण्डाउने माध्यमहरूमा तरल हिलियम (पारम्परिक निम्न तापमान सुपरकंडक्टरहरूको लागि) वा तरल नाइट्रोजन (उच्च तापमान सुपरकंडक्टरहरूको लागि) छन्।

• शक्ति प्रसारण: सुपरकंडक्टिङ अवस्थामा, धारा सुपरकंडक्टरबाट लगभग नष्ट बिना प्रवाहित हुन्छ, यसरी शक्ति प्रसारणको दक्षता बढाइन्छ। अत्यधिक धारा घनत्वको कारणले, एक छोटो आयतनको सुपरकंडक्टिङ केबलले पारम्परिक केबल भन्दा बढी शक्ति प्रसारण गर्न सक्छ।

शहरी ग्रिडहरूमा व्यापक अपनाउनको लागि प्रमुख चुनौतीहरू

सुपरकंडक्टिङ पावर लाइनहरू घटियो शक्ति नष्ट र बढी शक्ति प्रसारण क्षमता जस्ता उल्लेखनीय फाइदाहरू प्रदान गर्छन्, तर तिनीहरू शहरी ग्रिडहरूमा व्यापक अपनाउनको लागि केही चुनौतीहरूको सामना गर्छन्:

• ठण्डाउने आवश्यकता: सुपरकंडक्टिङ पावर लाइनहरूलाई निरन्तर क्रायोजेनिक ठण्डाउने आवश्यक छ, जसले प्रणालीको जटिलता र खर्च बढाउँछ। ठण्डाउने उपकरणले न केवल प्रारम्भिक निवेश बल्कि निरन्तर संचालन र रख-रखावको खर्च पनि उत्पन्न गर्छ।

• निर्माण खर्च: हाल यो विषयमा, सुपरकंडक्टिङ सामग्रीहरू पारम्परिक चालक सामग्रीहरू भन्दा धेरै महँगी छन्। अत्यन्त, सुपरकंडक्टिङ केबलको निर्माण प्रक्रिया अधिक जटिल छ, जसले खर्च बढाउँछ।

• आधारस्तरीय सुधार: अस्तित्वमा रहेको शक्ति आधारस्तरीय संरचनाहरूलाई सुपरकंडक्टिङ पावर लाइनहरूलाई समायोजन गर्नको लागि विस्तृत सुधार आवश्यक हुन सक्छ। यसमा वितरण प्रणाली, सबस्टेशनहरू र अन्य सम्बन्धित सुविधाहरूको अपडेट गर्न समावेश छ।

• विश्वसनीयता र सुरक्षा: सुपरकंडक्टिङ केबलहरू अतिमात्रा शक्ति भार जस्ता अतिमात्रा परिस्थितिमा आफ्नो सुपरकंडक्टिङ अवस्था गुमाउँ सक्छ, यसलाई "क्वेन्च" भनिन्छ। क्वेन्चमा, सुपरकंडक्टर फिर्ता प्रतिरोधी अवस्थामा फिर्ता आउँछ, यसले तेजी तापमान बढाउँछ जसले केबललाई क्षति पार्न सक्छ। यस्तो घटनाहरूलाई रोक्नको लागि विश्वसनीय सुरक्षा प्रणाली आवश्यक छ।

• प्रविधि र मानक: सुपरकंडक्टिङ पावर लाइनहरू एक नयाँ प्रविधि छ, र यसको सम्बन्धित तकनीकी विवरणहरू र उद्योग मानकहरू अझै प्रगतिशील छन्। परिपक्व मानकहरूको अभावले व्यापारिक विकासलाई रोक सक्छ।

• जनताको स्वीकृति: नयाँ प्रविधिहरूको परिचय अक्सर जनताको विश्वास र समर्थन पाउनमा समय लिन्छ, विशेष गरी जब यसले आधारस्तरीय र प्रविधि मा महत्त्वपूर्ण परिवर्तन ल्याउँछ।

सारांश

सुपरकंडक्टिङ पावर लाइनहरू निम्न तापमानमा सुपरकंडक्टिङ सामग्रीहरूको शून्य प्रतिरोध गुणधर्मलाई प्रयोग गरेर विद्युत ऊर्जा प्रसारण गर्छन्। तर, तिनीहरूलाई सामना गर्ने चुनौतीहरूमा उच्च ठण्डाउने आवश्यकता, निर्माण खर्च, आधारस्तरीय सुधारको आवश्यकता, विश्वसनीयता र सुरक्षा सम्बन्धी चिन्ताहरू, र प्रगतिशील प्रविधि र मानकहरू समावेश छन्। यी चुनौतीहरूलाई सम्बोधन गर्ने ले सुपरकंडक्टिङ प्रविधिको शक्ति प्रसारणमा अपनाउन र विकासमा मद्दत गर्नेछ।