ابر رسانا و کاربرد آن در ژنراتور و موتور و ترانس و غیره-آسان ژنراتور

آسان ژنراتور


ابر رسانا و کاربرد آن در ژنراتور و موتور و ترانس و غیره

ابر رسانا چیست؟ تاریخچه ابر رسانا- ذخیره سازی انرژی الکتریکی و smes -ابر رسانا ماده ای است که با کاهش زیاد دما مقاومت آن کاهش یابد.

از اوايل دهه‌ي هفتاد مفهوم ذخيره‌سازی انرژی الکتريکی به شکل مغناطيسی مورد توجه قرار گرفت. با ظهور تکنولژی ابر رسانايی، کاربردهاي گوناگونی برای اين پديده فيزيکی مطرح شد. از معروف ترين اين کاربردها می‌توان به SMES اشاره کرد. در SMES  انرژی در يک سيم‌ پيچ با اندوکتاس بزرگ که از ابر رسانا ساخته شده است، ذخيره می‌شود. ويژگی ابر رسانايی سيم‌پيچ موجب می‌شود که راندمان رفت و برگشت فرايند ذخيره انرژی بالا و در حدود  95% باشد. ويژگی راندمان بالای SMES آن را از ساير تکنيکهای ذخيره انرژی متمايز می کند. همچنين از آنجايی که در اين تکنيک ابررسانایی انرژی از صورت الکتريکی به صورت مغناطيسی و يا برعکس تبديل می‌شود، SMES دارای پاسخ ديناميکی سريع می‌باشد.

بنابراين ابررسانا می‌تواند در جهت بهبود عملکرد ديناميکي نيز بکار رود. معمولاً واحدهای ابر رسانايی ذخيره‌سازی انرژی را به دو گونه ظرفيت بالا (MWh 500) جهت ترازسازی منحنی مصرف، و ظرفيت پايين(چندين مگا ژول) به منظور افزايش ميرايی نوسانات و بهبود پايداری سيستم می‌سازند. بطور خلاصه مهم‌ترين قابليت  SMESجداسازی و استقلال توليد از مصرف است. که اين امر مزايای متعددی از قبيل بهره‌برداری اقتصادی، بهبود عملکرد ديناميکی و کاهش آلودگی را به دنبال دارد.

ابررسانایی در دمای اتاق بالا و پایین ، گرمایی ، فلزات گرافن ، ppt و کاربرد آن چیست

ابر رسانا و ابررسانایی چیست؟ در سال 1908 وقتي كمرلينگ اونز هلندي در دانشگاه ليدن موفق به توليد هليوم مايع گرديد. با استفاده از آن توانست به درجه حرارت حدود يك درجه كلوين برسد. يكي از اولين بررسي‌ هايي كه اونز با اين درجه حرارت پايين قابل دسترس انجام داد مطالعه تغييرات مقاومت الكتريكي فلزات بر حسب درجه حرارت بود. چندين سال قبل از آن معلوم شده بود كه مقاومت فلزات وقتي دماي آن‌ها به پايين‌تر از دماي اتاق برسد كاهش پيدا مي‌كند. اما معلوم نبود كه اگر درجه حرارت تا حدود كلوين تنزل يابد  مقاومت تا چه حد كاهش پيدا مي‌كند.

آقاي اونز كه با پلاتينيم كار مي‌كرد متوجه شد كه مقاومت نمونه سرد تا يك مقدار كم كاهش پيدا مي‌كرد كه اين كاهش به خلوص نمونه بستگي داشت. در آن زمان خالص‌ترين فلز قابل دسترس جيوه بود. و اونز در تلاش براي بدست آوردن رفتار فلز خيلي خالص ،مقاومت جيوه خالص را اندازه گرفت. او متوجه شد كه در درجه حرارت خيلي پايين مقاومت جيوه تا حد غيرقابل اندازه‌گيري كاهش پيدا مي‌كند. كه البته اين موضوع زياد شگفت‌ انگيز نبود. اما کاهش مقاومت غير منتظره مي‌نمود. موقعي كه درجه حرارت به سمت صفر تنزل داده مي‌شود به‌جاي اين‌كه مقاومت به آرامي كاهش يابد در درجه حرارت 4 كلوين ناگهان افت مي‌كرد. و پايين‌ تر از اين درجه حرارت جيوه هيچ‌ گونه مقاومتي از خود نشان نمي‌داد.

همچنين اين گذار ناگهاني به حالت کاهش مقاومتي فقط مربوط به خواص فلزات نمي‌شد و حتي اگر جيوه ناخالص بود اتفاق مي‌افتاد.آقاي اونز قبول كرد كه پايين‌ تر از 4 كلوين جيوه به يك حالت ديگري از خواص الكتريكي كه كاملاً با حالت شناخته شده قبلي متفاوت بود رفته است. و اين حالت تازه «حالت ابر رسانايي» نام گرفت. بعداً كشف شد كه ابررسانايي را مي توان از بين برد (يعني مقاومت الكتريكي را مي توان مجددا بازگردانيد).  و در نتيجه معلوم شد كه اگر يك ميدان مغناطيسي قوي به فلز اعمال شود اين فلز در حالت ابر رسانايي داراي خواص مغناطيسي بسيار متفاوتي  در درجه حرارت‌ هاي اتاق مي‌باشد.

تاكنون مشخص شده است كه نصف عناصر فلزي و همچنين چندين آلياژ در درجه حرارت‌ هاي پايين ابر رسانا مي‌شوند. فلزاتي كه ابررسانايي را در درجه حرارت‌هاي پايين از خود نشان مي‌دهند (ابر رسانا) ناميده مي‌شوند. سال‌هاي بسياري تصور مي‌شد كه تمام ابررساناها بر طبق يك اصول فيزيكي مشابه رفتار مي‌كنند. اما اكنون ثابت شده است كه دو نوع ابررسانا وجود دارد كه به نوع I و II مشهور مي‌باشند. اغلب عناصري كه ابررسانا هستند ابررسانايي از نوع I را از خود نشان مي‌دهند. در صورتي‌ كه آلياژها عموماً ابررسانايي از نوع II را از خود نشان مي‌دهند. اين دو نوع چندين خاصيت مشابه دارند. اما رفتار مغناطيسي بسيار متفاوتي از خود بروز مي‌دهند.

پديده‌ ي ابر رسانايي در تكنولوژي از توانايي گستردهاي بر خوردار است زيرا بر پايه‌ ي اين پديده بارهاي الكتريكي مي‌توانند بدون تلفات گرمايي از يك رسانا عبور كنند. به‌طور مثال جريان القا شده در يك حلقه‌ي ابر رسانا بدون وجود هيچ باطري در مدار به مدت چند سال بدون كاهش باقي مي‌ماند. براي نمونه در واشنگتن از يك حلقه ابر رساناي بزرگ براي ذخيره‌كردن انرژي الكتريكي در تكوما استفاده مي‌ شود. ذخيره‌ي انرژي در اين حلقه تا 5 مگاوات بالا مي رود و انرژي در مدت مورد نظر آزاد مي‌شود. عمده مشكل ايجاد كردن شرايط براي اين پديده دماي بسيار پايين آن مي‌باشد كه بايد دماهاي بسيار پايين را محيا كرد. اما در سال 1986 مواد سراميكي جديدي كشف شد (جدید ترین ابر رسانا) كه در دماهاي بالاتري توانايي ابر رسانايي را داشته باشد. (تا اكنون در دماي 138 درجه كلوين اين امر ميسر شده است).

ابر رسانا ها درالکترونیک ،شبکه و به انگلیسی چیست

ابررسانا به انگلیسی Superconducting می باشد.

كاربرد هاي ابررسانايي و ابر رسانا

كاربردهاي زيادي براي ابررساناها وجود دارد. به‌عنوان مثال استفاده از ابر رساناها باعث خواهد شد كه مدار ماهواره‌ هاي در حال حرکت به دور زمين با دقت بسياربالايي كنترل شوند. خاصيت اصلي ابر رساناها این است که به دليل نداشتن مقاومت الكتريكي امكان انتقال جريان الكتريكي در شبکه در حجم كوچك تر از ابررسانا انجام میشود. به همين خاطر اگر بجاي سيمهاي مسي از ابر رساناها استفاده شود، موتورهاي فضاپيماها تا 6 برابر نسبت به موتورهاي فعلي سبكتر خواهند شد. و باعث مي‌شود كه وزن و حجم فضاپيما بسيار كاهش يابد . از ديگر زمينه‌هايي كه ابررساناها مي‌توانند نقش اساسي در آن‌ها بازي كنند مي‌توان كاوش‌هاي بعدي انسان از فضارا نام برد.

ابررساناها بهترين گزينه براي توليد و انتقال بسيار كارآمد انرژي الكتريكي هستند. و طي شب‌هاي طولاني ماه كه دما تا 173- درجه سانتي‌ گراد پايين مي‌آيد و طي ماه‌هاي ژانويه تا مارس دستگاه‌هاي MRI ساخته شده ازسيمهاي ابررسانا، ابزار تشخيص دقيق و توانمندي در خدمت سلامت خدمه فضاپيما خواهد بود. و همچنين ساخت ابر كامپيوترهاي بسيار كوچك و كم‌ مصرف مي‌باشد.

 SMES چيست؟ ( (Superconducting Mgnetic Enrgy Storage

 ابررسانای ذخيره کننده انرژی مغناطيسی وسيله‌ای است برای ذخيره کردن انرژی و بهبود پايداری سيستم و کم کردن نوسانات. اين انرژی توسط ميدان مغناطيسی که توسط جريان مستقيم ايجاد می‌شود ذخيره می‌شوداين وسيله می‌تواند هزاران بار شارژ و دشارژ شود بدون اين‌ که تغييری در مغناطيس آن ايجاد شود .

 ابرسانای ذخيره کننده انرژی مغناطيسی

اولين سيستم  SMES

 اولين نظريه‌ ها در مورد اين سيستم ابر رسانایی توسط فرريهFerrier  در سال 1969 مطرح شد. او سيم‌ پچ بزرگ مارپيچی که توانايی ذخيره انرژی روزانه کل فرانسه را داشت پيشنهاد کرد. که به خاطر هزينه ساخت بسيار زياد آن کسی پيگيری نکرد. در سال 1971 تحقيقات در آمريکا در دانشگاه ويسکانسين برای فهميدن بحث‌ های بنيادی اثر متقابل مابين انرژی ذخيره شده و سيستم‌های چند فازه منجر به ساخت اولين دستگاه شد. هيتاچی در سال1986 يک دستگاه ذخیره ساز ابررسانای SMES به ميزان 5MJ  را ساخت و آزمايش کرد. در سال 1998 يک SMES 100KWH توسط ISTEC در ژاپن ساخته شد.

 SMES  و مدل‌سازی ابررسانایی آن

 يک واحد SMES که در سيستمهای قدرت بکار گرفته مي‌شود از يک سيم‌ پيچ بزرگ ابررسانا و يک سيستم سرد کننده هليوم به منظور نگهداری دمای هليم در زير دمای بحرانی تشکيل شده است. سيم‌ پيچ ابررسانا از طريق دو مبدل AC/DC شش تريسيتور و يک ترانسفورماتور قدرت سه فاز کاهنده به سيستم قدرت متصل است. در شکل اندوکتانس L به z به عنوان بار در قسمت DC در منطقه کنترل دما قرار می‌گيرد. و مبدل‌های AC/DCدر خارج اين منطقه قرار می‌گيرند. با کنترل زاويه آتش تريسيتورها ولتاژ DC دو سر سيم‌ پيچ ابر رسانا را مي‌توان به‌طور پيوسته در بازه‌ی وسيعی از مقادير ولتاژهای مثبت و منفي کنترل کرد. اگر از تلفات جزيی سيستم صرف‌ نظر کنيم بر اساس تئوری مبدل‌ها داريم:

ساخت ابررسانا  نظریه ابررسانایی  خرید ابررسانا  تحقیق در مورد ابررسانا  کاربرد ابررسانا ها  نیمه رساناها و ابررساناها  آهنربای ابررسانا  طول همدوسی ابررسانا جدیدترین ابررسانا  کاربرد ابر رسانا ها  ابر رسانا pdf  انواع ابر رسانا  ساخت ابر رسانا  ابررسانایی دمای بالا  جزوه ابررسانایی  ابررسانای سرامیکی ساخت ابر رسانا  نحوه ساخت ابر رسانا  ابر رسانا pdf  انواع ابر رسانا  ابررسانایی دمای بالا  کاربرد ابررسانا در پزشکی  جدیدترین ابررسانا  شرکت ابر رسانا جدیدترین ابررسانا  ابر رسانا ها چه اجسامی هستند  ابر رسانا pdf  انواع ابر رسانا  روش ساخت میدان مغناطیسی  خرید ابررسانا ابر رسانا pdf  ساخت ابر رسانا  جدیدترین ابررسانا  نحوه ساخت ابر رسانا  کاربرد ابررسانا در پزشکی  ابررسانایی دمای بالا  کاربرد ابر رسانا ها  ابر رسانا الکتریکی ابر رسانا pdf  کاربرد ابررسانا در پزشکی  ابررساناها  ساخت ابر رسانا  انواع ابر رسانا  نحوه ساخت ابر رسانا  جدیدترین ابررسانا  ابر رسانا الکتریکی ابر رسانا pdf  ساخت ابر رسانا  نحوه ساخت ابر رسانا  انواع ابر رسانا  کاربرد ابر رسانا ها  جدیدترین ابررسانا  ابر رسانا الکتریکی  کاربرد ابررسانا در پزشکی

که در آن Ed ولتاژ ماکزيمم دو سر سيم‌ پيچ در بی‌باری،  Idجريان سيم‌پيچ ابر رسانا،xc  راکتانس کموتاسيون و همگی بر حسب pu و a زاويه آتش می‌باشد. مشخصه‌ کاری SMES دارای دو حالت يکسوسازی و اينورتری می‌باشد. معمولاً اين پريود در زاويه آتش صفر يعنی حداکثر ولتاژ انجام می‌شود. در حالت اينورتری انرژی مغناطيسی ذخيره شده در سيم‌ پيچ به شکل الکتريکی وارد شبکه می‌گردد. شکل زير بلوک دياگرام مدل SMES را نشان می‌دهد. ولتاژ Ed دو سر سيم‌ پيچ به‌ عنوان عامل کنترل توان مورد استفاه قرار می‌گيرد. بسته به نوع کاربرد SMES  يکی از کميت‌ های تغيير فرکانس شبکه تغيير سرعت ماشين سنكرون، تغييرات ولتاژ شبکه و... به‌عنوان ورودی SMESانتخاب می‌شود.

خروجی SMES  نيز توان دريافتی می‌باشد. در اين شکل Tdc تأخير زمانی مبدل،Kf بهره حلقه کنترل و L اندوکتانس سيم‌پيچ می‌باشد. معمولاً پس از تخليه انرژی SMES  زمان زيادی لازم است تا جريان به حالت اوليه بر می‌گردد. به منظور رفع اين مشکل مي‌توان از يک فيدبک تغيير جريان استفاده کرد. بدين ترتيب SMES را در مطالعات ديناميکی می توان با اين مدل غير خطی مرتبه دوم توصيف کرد.

چگونگی انجام کار ابررسانايی

اجسام ابررسانا ظرفيت ذخيره را افزايش می‌دهند. در دماهای پايين اجسام ابررسانا در مقابل عبور جريان از خود مقاومتی نشان نمی‌دهند. به هر حال کاربرد ابرساناها توسط عواملی چون وضعيت کاهش دما، ميدان مغناطيسی بحرانی و چگالی جريان بحرانی محدود مي‌شود.

چگونگی انجام کار ابررسانايی smes سیم پیچ ابر رسانا

 SMES انرژی الکتريکی را در ميدان مغناطيسی ناشی از جريانDC  جاری در سيم‌ پيچ ذخيره می‌ کند. اگر سيم‌ پيچ از موادی مثل مس باشد انرژی مغناطيسی زيادی در سيم به خاطر مقاومت بيهوده تلف می‌شود. اگر سيم از جنس ابر رسانا باشد انرژی در حالت «پايا» و تا زمانی‌ که لازم است ذخيره می شود. ابررساناها در مقابل جريان DC مقاومت ندارند. به همين دليل در دمای پايين تلفات اهمی را محو مي‌کنند. در کابرد AC  جريان الکتريکی هنوز تلفات دارد اما اين تلفات مي‌تواند با طراحی مناسب کاهش پيدا کند. برای هر دوحالت کاری AC و DC انرژی زيادی ذخيره مي‌شود.بهينه‌ ترين دما برای دستگاهها 77-50 کلوين است.

 انرژی ذخيره شده در سيم‌پيچ برابر است با انرژی ذخيره شده در سيم‌پيچ ابر رساناحجم چگالی انرژی حجم چگالی انرژی سیم پیچ ابر رسانا

دانلود کتاب و جزوه مقدمه ای بر پدیده ابر رسانایی

ابررساناها و ژنراتورهاي هيدروديناميك مغناطيسی

اصول کلی ژنراتورهاي هيدروديناميك مغناطيسي (MHD )كه از سال 1959 پژوهش‌هايي براي توليد برق به وسيله آن‌ها شروع شده و هنوز ادامه دارد،  بر اين اساس است که جريان گاز پلاسما (بسيار داغ) يا فلز مذاب از ميان ميدان مغناطيسی قوی عبور داده مي‌شود. با عبور گاز داغ يا فلز مذاب، در اثر ميدان مغناطيسي بسيار قوي موجود، يون‌های مثبت و منفی به سمت الکترودهايي که در بالا و پايين جريان گاز پلاسما يا فاز مذاب قرار دارند، جذب مي‌شوند و مانند يك ژنراتور جريان مستقيم، توليد الكتريسيته را باعث مي‌شوند. قدرت الکتريکی اين ژنراتور جريان مستقيم با اينورترهای الکترونيک قدرت، به برق جريان متناوب تبديل و به شبکه متصل مي‌شود.

با توجه به هزينه بالاي توليد الكتريسيته در ژنراتورهاي MHD، استفاده از آنها تنها به منظور يكنواختي منحني مصرف در زمانهاي پرباري شبكه مفيد است. سيم‌پيچهاي بزرگ ابررسانا كه از مواد ابررساناي متعارف مانند آلياژ نيوبيوم تيتانيوم ساخته شده‌اند براي توليد ميدانهاي مغناطيسي بسيار قوي مناسب و قابل استفاده است. اگر فاصله دو الكترود 1/0 متر، سرعت يونها 400 متر بر ثانيه و ميدان مغناطيسي 5 تسلا باشد، ولتاژ خروجي 200 ولت خواهد بود و در طول كانال 6 متري و با قطر يك متر، 40 مگاوات انرژي قابل توليد است. مزيت اصلي ژنرتورهاي MHD وزن نسبتاً كم آنها در مقايسه با ژنراتورهاي متعارف است كه استقبال از كاربرد آنها را در صنايع هوايي و دريايي موجب شده است.

ابررساناها و ژنراتورهاي هيدروديناميك مغناطيسی

عکس از دمای کنفرانس ابررسانایی

کاربرد ابررسانا در محدود سازهای جريان خطا

علاوه بر موارد گفته شده، محدود سازهاي ابررسانائي جريان خطا يا SFCL نيز رده تازه‌اي از وسايل حفاظتي سيستم قدرت را ارائه مي‌كنند. كه قادرند شبكه را از اضافه جريان‌هاي خطرناكي كه باعث قطعي پر هزينه برق و خسارت به قطعات حساس سيستم مي‌شوند حفاظت نمايند. اتصال كوتاه يكي از خطاهاي مهم در سيستم قدرت است كه در زمان وقوع، جريان خطا تا بيشتر از 10 برابر جريان نامي افزايش مي‌يابد و با رشد و گسترش شبكه‌هاي برق، به قدرت اتصال كوتاه شبكه نيز افزوده مي‌شود. توليد جريانهاي خطاي بزرگتر، ازدياد گرماي حاصله ناشي از عبور جريان القائي زياد در ژنراتورها، ترانسفورماتورها و ساير تجهيزات و همچنين كاهش قابليت اطمينان شبكه را در پي دارد.

لذا عبور چنين جرياني از شبكه احتياج به تجهيزاتي دارد كه توانايي تحمل اين جريان را داشته باشند. و جهت قطع اين جريان نيازمند كليدهايي با قدرت قطع بالا هستيم كه هزينه‌هاي سنگيني به سيستم تحميل مي‌كند. اما اگر به روشي بتوان پس از آشكارسازي خطا، جريان را محدود نمود، از نظر فني و اقتصادي صرفه‌جويي قابل توجهي صورت مي‌گيرد. انواع مختلفي از محدود كننده‌هاي خطا تا به حال براي شبكه‌هاي توزيع و انتقال معرفي شده‌اند كه ساده‌ترين آن‌ها فيوزهاي معمولي است. البته پس از هر بار وقوع اتصال كوتاه بايد تعويض شوند. از آنجايي كه جريان اتصال كوتاه در لحظات اوليه به خصوص در پريود اول موج جريان، داراي بيشترين دامنه است و بيشترين اثرات مخرب از همين سيكل‌هاي اوليه ناشي مي‌شود بايد محدودسازهاي جريان خطا بلافاصله بعد از وقوع خطا در مدار قرار گيرند.

محدود كننده‌هاي جريان اتصال كوتاه طراحي شده در دهه‌هاي اخير، عناصري سري با تجهيزات شبكه هستند و وظيفه دارند جريان اتصال كوتاه مدار را قبل از رسيدن به مقدار حداكثر خود محدود نمايند. به طوري كه توسط كليدهاي قدرت موجود قابل قطع باشند. اين تجهيزات در حالت عادي، مقاومت كمي در برابر عبور جريان از خود نشان مي‌دهند ولي پس از وقوع اتصال كوتاه و در لحظات اوليه شروع جريان، مقاومت آن‌ها يكباره بزرگ شده و از بالا رفتن جريان اتصال كوتاه جلوگيري مي‌كنند. اين تجهيزات پس از هر بار عملكرد بايد قابل بازيابي بوده و در حالت ماندگار سيستم، باعث ايجاد اضافه ولتاژ و يا تزريق هارمونيك به سيستم نگردند.

محدودسازهاي قدیمی با استفاده از كليدهاي مكانيكي ،امپدانسي را در زمان خطا در مسير جريان قرار مي‌ دادند. با ورود ادوات الكترونيك ، قدرت كليدهاي تريستوري براي اين موضوع مورد استفاده قرار گرفتند. و مدارهاي متعددي از جمله مدارهاي امپدانس تشديد و ابررسانا، ارائه گرديده است. محدود كننده‌ هاي ابر رسانا در شرايط بهره‌ برداري عادي سيستم يك سيم‌ پيچ با خاصيت ابررسانايي بوده (مقاومت و افت ولتاژ كمي را باعث مي‌شود) ولي به محض وقوع اتصال كوتاه و افزايش جريان از يك حد معيني (جريان بحراني) سيم‌ پيچ مربوط مقاومت بالايي از خود نشان مي‌ دهد و به همين دليل جريان خطا كاهش مي‌ يابد. عمل فوق در زمان كوتاهي انجام مي‌ پذيرد و نياز به سيستم كشف خطا نمي‌ باشد.

 کاربرد ابررسانا در ذخيره‌ سازهای مغناطيسی

در سيستم قدرت بين قدرت‌ هاي الکتريکي توليدي و مصرفي تعادل لحظه‌اي برقرار است. و هيچ‌ گونه ذخيره انرژي در آن صورت نمي‌گيرد. بنابراين توليد شبکه ناچار به تبعيت از منحني مصرف است كه غيراقتصادي مي‌باشد. ابرساناي ذخيره‌ کننده انرژي مغناطيسي (SMES) وسيله‌اي است كه براي ذخيره‌ کردن انرژي، بهبود پايداري سيستم قدرت و کم کردن نوسانات قابل استفاده مي‌باشد. اين انرژي توسط ميدان مغناطيسي که توسط جريان مستقيم ايجاد مي‌شود ذخيره مي‌شود. ابرساناي ذخيره کننده انرژي مغناطيسي هزاران بار قابليت شارژ و دشارژ دارد بدون اينکه تغييري در خواص مغناطيس آن ايجاد شود.

ويژگي ابر رسانايي سيم‌ پيچ نيز موجب مي‌شود که راندمان رفت و برگشت فرايند ذخيره انرژي بسيار بالا و در حدود  95% باشد. اولين نظريه‌ ها در مورد اين سيستم در سال1969 توسط فريه مطرح شد. وي طرح ساخت سيم‌ پيچ مارپيچي بزرگي را که توانايي ذخيره انرژي روزانه براي تمامي فرانسه را داشت ارائه كرد. ولی به خاطر هزينه ساخت بسيار زياد آن پيگيري نشد. در سال1971 تحقيقات در آمريکا در دانشگاه ويسکانسين براي فهميدن بحثهاي بنيادي اثر متقابل بين انرژي ذخيره شده و سيستم‌هاي چند فاز به ساخت اولين دستگاه انجاميد. شركت هيتاچي در سال1986 يک دستگاه SMES به ظرفيت 5 مگاژول را آزمايش کرد.

در سال1998 نيز ذخيره‌ساز 360 مگاژول توسط شركت ايستك در ژاپن ساخته شد. علاوه بر ذخيره‌ سازي انرژي به منظور تراز منحني مصرف و افزايش ضريب بار، سيستم‌ هاي مورد اشاره با اهداف ديگري نيز مورد توجه قرار گرفته‌اند. بروز اغتشاش‌هاي مختلف در شبکه قدرت از جمله تغييرات ناگهاني بار، قطع و وصل خطوط انتقال و... به عدم تعادل سيستم مي‌ انجامد. در اين شرايط انرژي جنبشي محور ژنراتورهاي سنکرون مجبور به تأمين افزايش انرژي ناشي از اختلال هستند. درصورت حفظ پايداري ديناميكي، حلقه‌هاي کنترل سيستم فعال شده و تعادل را برقرار مي‌سازند. اين روند، نوسان متغيرهاي مختلف مانند فرکانس، توان الکتريکي روي خطوط و... را موجب مي‌شود. که مشکلات مختلفي را در بهره‌ برداري از سيستم قدرت به دنبال دارد.

اما اگر در سيستم مقداري انرژي ذخيره شده باشد، با مبادله سريع آن با شبکه در مواقع موردنياز مي‌توان مشکلات فوق را کاهش داد. با توجه به اينكه در اين سيستم انرژي از صورت الکتريکي به‌ صورت مغناطيسي و يا برعکس تبديل مي‌شود. ذخيره‌ ساز ابررسانايي داراي پاسخ ديناميکي سريع مي‌باشد. بنابراين مي‌تواند در جهت بهبود عملکرد ديناميکي نيز به‌ کار رود. معمولاً واحدهاي ابررسانايي ذخيره انرژي را در دو مقياس ظرفيت بالا يعني حدود 1800 مگاژول براي تراز منحني مصرف، و ظرفيت پايين (چندين مگا ژول) به منظور افزايش ميرايي نوسانات و بهبود پايداري سيستم مي‌سازند.

سيم پيچ ابررسانا از طريق مبدل به سيستم قدرت متصل و شارژ مي‌شود. با کنترل زاويه آتش تريسيتورها ولتاژ DC دو سر سيم پيچ ابررسانا به طور پيوسته در بازه‌ي وسيعي از مقادير ولتاژهاي مثبت و منفي قابل کنترل است. ورودي ذخيره‌ ساز انرژي مي‌تواند تغييرات ولتاژ شبکه، تغيير فرکانس شبکه، تغيير سرعت ماشين سنکرون و... باشد. خروجي نيز توان دريافتي خواهد بود. مهم ترين قابليت SMES جداسازي و استقلال توليد از مصرف است. که اين امر مزاياي متعددي از قبيل بهره‌برداري اقتصادي، بهبود عملکرد ديناميکي و کاهش آلودگي را به دنبال دارد. در کابرد AC جريان الکتريکي هنوز تلفات دارد. اما اين تلفات مي‌تواند با طراحي مناسب کاهش پيدا کند. براي هر دوحالت کاري AC و DC انرژي زيادي قابل ذخيره‌سازي است. بهترين دماي عملكرد براي دستگاه‌ هاي ابر رسانا مورد اشاره نيز 50 تا 77 درجه کلوين است.

smes ساخته شده 2 مگاژول  کاربرد ابررسانا در ذخيره‌سازهای مغناطيسی 

کاربرد ابررسانا در موتورها و ژنراتورها

درصورت استفاده از سيم‌هاي ابررسانا به جاي سيم‌هاي مسي در روتور ماشين‌هاي القايي، تلفات، حجم، وزن و قيمت آن‌ها كاهش قابل ملاحظه‌اي خواهد داشت. و با افزايش بازده، صرفه‌جويي قابل توجهي در انرژي الكتريكي صورت مي‌گيرد. كويل ژنراتورهاي سنكرون نيز با مواد ابررساناي سراميكي قابل ساخت مي‌باشد. كه منجر به افزايش قابل توجهي در بازده ژنراتور خواهد شد. به‌علاوه تكنولوژي ابررسانا امروزه در ساخت كندانسورهاي سنكرون نيز كاربرد دارد. كندانسورهاي ابررسانا داراي بازده بيشتر، هزينه نگهداري كمتر و قابليت انعطاف بهتري هستند.

موتور کاربرد ابررسانا در موتورها و ژنراتورهاژنراتور کاربرد ابررسانا در موتورها و ژنراتورها 

کاربرد ابررسانا در ترانسفورماتورها

استفاده از مواد ابررسانا در سيم‌بندي ترانسفورماتورها باعث 50% كاهش در تلفات، وزن و ابعاد ترانسفورماتور نسبت به انواع متداول ترانسفورماتورهاي روغني شده و به‌ علاوه تأثير قابل توجهي نيز در افزايش بازده، كاهش افت ولتاژ و افزايش ظرفيت اضافه بار ترانسفورماتور دارد. استفاده از ترانسفورماتورهاي ابررسانا با توجه به حجم كم و عدم استفاده از روغن براي خنك‌سازي، نقش قابل ملاحظه‌اي در بهبود فضاي شهري و كاهش هزينه‌ هاي زيست محيطي خواهد داشت.کاربرد ابررسانا در ترانسفورماتورها

پاورپوینت کاربرد های انواع ژنراتور،شبکه،مواد و جدید ترین آهنربا های مواد نیمه رسانا و ابررسانا

با تشکر از مطالعه شما ، شرکت آسان ژنراتور دانیال فعال در زمینه :

  • خرید دیزل ژنراتور  و فروش دیزل ژنراتور
  • تعمیرات تخصصی انواع مدلهای دیزل ژنراتور
  • برق صنعتی-اتوماسیون
  • برگزاری کلاسهای آموزشی دیزل ژنراتور
  • به روز رسانی دیزل ژنراتور و نصب برد کنترلی جهت اتوماتیک سازی دیزل ژنراتور
  • تامین قطعات برقی و مکانیکی دیزل ژنراتورها با خدمات پس از فروش 10 ساله

به روز رسانی 98/10/22









برچسب ها
_