كبل فائق الناقلية في ألمانيا يقوم بنقل الكهرباء بفعاليةٍ إلى آلاف المنازل
لقد مضى 180 يوماً أو 4300 ساعة على عمل المشروع الألماني AmpaCity والذي يتمثل بالكبل ذو الناقلية الفائقة في مدينة Essen، ألمانيا، والذي يقوم بنقل الكهرباء والطاقة. في تاريخ 27 أكتوبر، قرر شركاء المشروع، والذي يشمل معهد Karlsruhe للتكنولوجيا (KIT)، بالاطلاع على الجوانب الايجابية من المشروع. ينقل هذا الناقل الفائق الكهرباء بشكل أكبر بخمس مرات من الأسلاك النُحاسية الاعتيادية وبخسارةٍ شبه معدومة. منذ إطلاقه في 30 أيار من هذه السنة، وزع هذا الكبل، الذي يبلغ طوله كيلومتراً، ما يقارب 20 مليون كيلوواط ساعي أي ما يمثل استهلاك 10.000 منزل في Essen.
” يُظهر مشروع AmpaCity إمكانية تحويل الأبحاث الأساسية إلى تطبيقات،” يقول Mathias Noe، الذي يترأس معهد الفيزياء التقنية في KIT وأحد شركاء المشروع. ويتابع، ” تُسهم الأبحاث بحل التحديات الاجتماعية، كعملية تغيير أنظمة الطاقة في ألمانيا. ولهذا الغرض، تجري الأبحاث الأساسية الموجهة نحو التطبيقات، والتي تكون ممولة من الميزانية الاتحادية، في تعاون وثيق مع التنمية الصناعية المبتكرة.”
بعد مضي 180 يوم من العملية، بدأ شركاء المشروع بالنظر إلى أول إيجابية من المشروع. “إلى الآن، تمت العملية بدون أي مشاكل. لقد حصلنا على معلومات تقنية مفيدة وقيمة ساعدتنا على تحسين نظام الناقلية الفائقة،” يقول الدكتور Joachim Schneider، المسؤول الفني لشركة الغاز والكهرباء RWE Deutschland. قام شركاء المشروع بتعديل مخطط نظام المراقبة لتحقيق التكامل الأمثل للناقل الفائق في نظام حماية شبكة كهرباء مدينة Essen. بالإضافة لذلك، تم تعديل نظام التبريد الخاص بالكبل للتأقلم مع احتياجات AmpaCity.
حصل مشروع AmpaCity، الذي أصبح معروف بشكل عالمي، على التمويل من الوزارة الفيدرالية لشؤون الاقتصاد والطاقة (BMWi). ” تحتاج عملية تغيير أنظمة الطاقة في ألمانيا (Energiewende) إلى ابتكارات جريئة للحصول على تصميمٍ آمن بكفاءة عالية لأنظمة الطاقة المستقبلية. لهذا قمنا بتمويل هذا المشروع ضمن برنامج أبحاث الطاقة،” كما يقول Uwe Beckmeyer، وكيل الوزارة البرلماني إلى الوزير الفيدرالي لشؤون الاقتصاد والطاقة، خلال زيارته للمدينة. قامت الـ BMWi بتمويل المشروع بقدر 5.9 مليون يورو. وتم الاستثمار بقيمة 13.5 مليون يورو من شركاء المشروع. ومن هؤلاء الشركاء شركة RWE المسؤولة عن إدارة الشركة، الشركة المُصنعة للكبلات Nexans، ومعهد Karlsruhe للتكنولوجيا (KIT) الذي يدعم الاختبارات العملية بشكل علمي.
قبل نشوء مشروع AmpaCity، تم إجراء دراسة تفصيلية تتعلق بإمكانيات التقنية والكفاءة الاقتصادية لاستخدام النواقل الفائقة في المناطق السكنية بمستوى جهد متوسط. وقد تبين أن الكبلات ذات الناقلية الفائقة هي الخيار الأكثر منطقية للحد من استخدام كبلات عالية الجهد في شبكات المناطق السكنية، والتي تساهم أيضاً بتبسيط بنية الشبكة، وتفكيك محطات المحولات التي تستهلك الموارد والمساحات. تستطيع الكبلات النحاسية ذات الجهد العالي تخديم الطاقات العالية في المدن بأسعار صغيرة نسبياً، لكن الخسارة في التيار تكون عالية. تسلط الدراسات الأولية الضوء على الإيجابيات المرتبطة باستخدام النواقل الفائقة بجهد 10.000V في شبكات المناطق السكنية الداخلية والتخلص من المحطات عالية الجهد. بشكلٍّ وسطي، قد يتسبب ذلك بكفاءة محسنة، شبكة كهربائية ذات حجم أصغر، وتكاليف صيانة وإدارة أقل وبمساحات أقل استهلاكاً للكهرباء في المدينة.
تستند النواقل الفائقة مرتفعة الحرارة وبنقل كهربائي في الدرجة -200 C بدلاً من -270 C إلى بحث نُفذ من قبل البروفيسور Alex Muller والدكتور Johannes Georg BednorzK، والذي تم منحهما جائزة نوبل في عام 1987 لعملهم. بفضل الخواص في مواد الناقلية الفائقة، نوع خاص من السيراميك، تبرد في درجة -200 C، يتحول الكبل إلى ناقل كهربائي مثالي. في مدينة Essen، الكبل ذات الناقلية الفائقة بجهد 10.000V يحل مكان 110.000V خطّ.
تعرف على الناقلية الفائقة والنواقل الفائقة هنا
تعرف على النواقل الفئقة مرتفعة الحرارة هنا
المصدر: Phys.org
