سوپر کنڈکٹنگ بجلی کے کیبل کیسے کام کرتے ہیں، اور شہری بجلی کے نیٹوک میں ان کے وسیع پیمانے پر استعمال کے راستے میں کیا بنیادی چیلنجس ہیں

سوپر کنڈکٹنگ بجلی کی لائنوں میں سوپر کنڈکٹنگ مواد کی خصوصیات استعمال کی جاتی ہیں تاکہ برقی توانائی کا انتقال کیا جا سکے۔ سوپر کنڈکٹنگ مواد کم درجہ حرارت پر (معمولاً ان کے کریٹیکل درجہ حرارت سے نیچے) صفر مزاحمت ظاہر کرتے ہیں، یعنی کرنٹ سوپر کنڈکٹر کے ذریعے کسی بھی نقصان کے بغیر بہ سکتا ہے۔ یہاں سوپر کنڈکٹنگ بجلی کی لائن کے کام کرنے کا ایک بنیادی آؤٹ لک ہے:

• سوپر کنڈکٹنگ مواد: ایسے مواد کا استعمال کیا جاتا ہے جو کچھ کم درجہ حرارت پر سوپر کنڈکٹنگ ہوسکتے ہیں، جیسے نیوبیم-ٹیتانیم (NbTi) الیکٹروائل یا ہائی ٹیمپریچر سوپر کنڈکٹرز جیسے یٹریم بیریم کپر آکسائڈ (YBCO)۔

• کولنگ سسٹم: سوپر کنڈکٹنگ حالت کو برقرار رکھنے کے لئے، کولنگ سسٹم کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ مواد کو اپنے کریٹیکل درجہ حرارت سے نیچے رکھا جا سکے۔ عام کولنگ میڈیا میں مائع ہیلیم (تدریجی کم درجہ حرارت والے سوپر کنڈکٹرز کے لئے) یا مائع نائٹروجن (ہائی ٹیمپریچر سوپر کنڈکٹرز کے لئے) شامل ہیں۔

• بجلی کا انتقال: سوپر کنڈکٹنگ حالت میں، کرنٹ کونڈکٹر کے ذریعے تقريباً کسی بھی نقصان کے بغیر بہتا ہے، جس سے بجلی کے انتقال کی کارکردگی میں قابل ذکر بہتری ہوتی ہے۔ علاوہ ازیں، سوپر کنڈکٹرز میں زیادہ کرنٹ کی چگنی کی وجہ سے، چھوٹی مقدار کی سوپر کنڈکٹنگ کیبل بڑی کیبل کے مقابلے میں زیادہ بجلی کا انتقال کر سکتی ہے۔

شہری گرڈز میں وسیع پیمانے پر استعمال کے لئے محدود کرنے والے اہم تحفظات

جوہری طور پر سوپر کنڈکٹنگ بجلی کی لائنیں کم بجلی کے نقصان اور اضافی انتقالی صلاحیت کی فوائد پیش کرتی ہیں، لیکن ان کا وسیع پیمانے پر شہری گرڈز میں استعمال کرنے کے لئے کچھ تحفظات ہیں جو ان کی محدودیت کو دکھاتے ہیں:

• کولنگ کی ضروریات: سوپر کنڈکٹنگ بجلی کی لائنوں کو مستقل کرائوجینک کولنگ کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے سسٹم کی پیچیدگی اور لاگت میں اضافہ ہوتا ہے۔ کولنگ کی تجهیزات صرف ابتدائی سرمایہ کاری کے علاوہ مسلسل آپریشنل اور صيانت کی لاگت بھی پیدا کرتی ہیں۔

• تیاری کی لاگت: موجودہ طور پر سوپر کنڈکٹنگ مواد روایتی کنڈکٹر مواد سے زیادہ مہنگے ہیں۔ علاوہ ازیں، سوپر کنڈکٹنگ کیبل کی تیاری کا عمل زیادہ پیچیدہ ہوتا ہے، جس سے لاگت میں اضافہ ہوتا ہے۔

• بنیادی ڈھانچہ کی تبدیلی: موجودہ بجلی کا بنیادی ڈھانچہ سوپر کنڈکٹنگ بجلی کی لائن کو سماجنا کے لئے وسیع تبدیلیوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ توزیع نظام، سب سٹیشنز، اور دیگر متعلقہ سہولیات کو اپ ڈیٹ کرنا شامل ہوتا ہے۔

• معتمدگی اور سلامتی: سوپر کنڈکٹنگ کیبلز کسی بھی انتہائی حالات (جیسے بجلی کا اوور لوڈ) کے تحت اپنی سوپر کنڈکٹنگ حالت کھو سکتی ہیں، جسے "کوئنچ" کہا جاتا ہے۔ کوئنچ کے دوران سوپر کنڈکٹر واپس ریزسٹو حالت میں لوٹ جاتا ہے، جس سے درجہ حرارت میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے جو کیبل کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔ معتمد حفاظتی مکانات کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ ایسے واقعات کو روکا جا سکے۔

• ٹیکنالوجی اور معیارات: سوپر کنڈکٹنگ بجلی کی لائنوں کی ٹیکنالوجی نسبتاً نئی ہے، اور متعلقہ ٹیکنیکل مشخصات اور صنعت کے معیارات ابھی تک تیار ہو رہے ہیں۔ متعارف کرانے کے لئے میٹر ہونے والے معیارات کی کمی کامیابی کو روک سکتی ہے۔

• عوامی قبولیت: نئی ٹیکنالوجیوں کا متعارف کرانے میں عوامی اعتماد اور حمایت حاصل کرنے میں وقت لگتا ہے، خاص طور پر جب یہ بنیادی ڈھانچہ اور ٹیکنالوجی میں کثیر تبدیلیوں کی ضرورت ہوتی ہے۔

خلاصہ

سوپر کنڈکٹنگ بجلی کی لائنوں کو کم درجہ حرارت پر سوپر کنڈکٹنگ مواد کی صفر مزاحمت کی خصوصیات کا استعمال کرتے ہوئے برقی توانائی کا انتقال کیا جاتا ہے۔ لیکن، ان کا سامنا کرنے والے تحفظات میں کولنگ کی مہنگی لاگت، تیاری کی لاگت، بنیادی ڈھانچہ کی تبدیلی کی ضرورت، معتمدگی اور سلامتی کے اعتبارات، اور تیار ہونے والی ٹیکنالوجی اور معیارات شامل ہیں۔ ان تحفظات کو حل کرنا سوپر کنڈکٹنگ ٹیکنالوجی کو بجلی کے انتقال میں قبولیت اور ترقی کو فروغ دے گا۔