مادی انقلاب: وائی بی سی او کوٹنگز کے ساتھ سپر کنڈکٹنگ کی پیشرفت
اس سپر کنڈکٹنگ میڈیم کی بنیادی طاقت وائی بی سی او کوٹنگز کے ہم آہنگی ڈیزائن میں ہے اورقدرتی موچی پتھر. تکنیکی ٹیمیں بیسالٹ کوبل اسٹونز (5 - 8CM قطر میں) منتخب کریں ＞ 200MPA کے ساتھ کمپریسیٹ طاقت کے ساتھ سبسٹریٹس کے طور پر۔ ان کا قدرتی طور پر گھنے ڈھانچہ سپر کنڈکٹنگ ملعمع کاری کے لئے ایک مستحکم اڈہ فراہم کرتا ہے۔ پلسڈ لیزر جمع (پی ایل ڈی) کا استعمال کرتے ہوئے ، ایک 1μm - موٹی وائی بی سی او سپر کنڈکٹنگ فلم (کیمیائی ساخت YBA₂Cu₃o₇₋ₓ) کوبل اسٹون کی سطح پر جمع کی گئی ہے ، جس میں چار -} پرت کی ساخت تشکیل دی گئی ہے: "کوبل اسٹون سبسٹریٹ -}}}}}}}} buf - حفاظتی پرت۔ " سی ای او بفر پرت کوبل اسٹون کی سطح کی کھردری اور سپر کنڈکٹنگ پرت کے مابین جعلی مماثل مسائل کو مؤثر طریقے سے حل کرتی ہے ، جس سے کوٹنگ کی اہم موجودہ کثافت کو 10⁴a/سینٹی میٹر سے زیادہ (77K ، سیلف فیلڈ میں) سے تجاوز کیا جاسکتا ہے۔
کلیدی کارکردگی کے اشارے اس کے فوائد کو اجاگر کرتے ہیں: وائی بی سی او کی کوٹنگ کا درجہ حرارت 92K (- 181 ڈگری) ہے ، جو مائع نائٹروجن کے ابلتے ہوئے نقطہ (77K) سے زیادہ ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ مہنگے مائع ہیلیم (ابلتے ہوئے نقطہ 4.2K) کے بجائے مائع نائٹروجن کے ساتھ سپر کنڈکٹنگ ریاست کو برقرار رکھا جاسکتا ہے ، جس سے ٹھنڈک درمیانے اخراجات میں 90 ٪ سے زیادہ کمی واقع ہوسکتی ہے۔ مزید برآں ، کوبل اسٹونز کی قدرتی مڑے ہوئے سطح زیادہ یکساں موجودہ تقسیم (شعاعی موجودہ انحراف ＜ 2 ٪) کو یقینی بناتی ہے ، جو روایتی فلیٹ سپر کنڈکٹنگ ٹیپوں میں کنارے کی موجودہ حراستی سے پرہیز کرتی ہے اور اعلی موجودہ ٹرانسمیشن کے دوران استحکام کو بڑھاتا ہے۔
تقابلی ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے: 10KA موجودہ میں ، سپر کنڈکٹنگ کوبل اسٹونز کا AC نقصان صرف اسی کراس - سیکشن کے ساتھ تانبے کی کیبلز کا صرف 0.001 ٪ ہے ، جس میں کوئی مزاحم حرارتی نظام نہیں ہے {{3} tradual روایتی کنڈکٹروں میں جوول ہیٹنگ کی وجہ سے "لائن نقصان" کے مسئلے کو مکمل طور پر حل کرنا ہے۔
توانائی کی کارکردگی: قریب - صفر - نقصان ٹرانسمیشن انقلاب
ریاستی گرڈ UHV لیبارٹری کی پیمائش سپر کنڈکٹنگ کوبل اسٹونز کی کارکردگی کی پیشرفت کی تصدیق کرتی ہے۔ 100 کلومیٹر مصنوعی ٹرانسمیشن لائن پر ٹیسٹ میں:
روایتی 500KV تانبے - کور کیبلز میں ٹرانسمیشن کا نقصان 7.2 ٪ (1000MWH کو منتقل کرتے وقت 72MWH کھو گیا) تھا۔
ٹرانسمیشن لائنوں کو سپر کنڈکٹنگ کوبل اسٹونز (ایک ہی صلاحیت) کے ساتھ جمع کیا گیا تھا ، اس کا صرف 0.0001 ٪ کا نقصان تھا ، جس کا مطلب ہے کہ صرف 0.1 کلو واٹ فی 1000mwh میں گمشدہ - 50MW تھرمل پاور پلانٹ کے سالانہ نسل کے نقصان کو ختم کرنے کے برابر ہے۔
یہ انتہائی کارکردگی لمبے - فاصلے ، بڑی - صلاحیت کی ترسیل کے لئے خاص طور پر قابل قدر ہے۔ چین کے "مغرب - سے - ایسٹ پاور ٹرانسمیشن" UHV پروجیکٹ کے لئے ، سپر کنڈکٹنگ کوبلٹ اسٹون میڈیا کو اپنانے سے 600،000 ٹونز اور CoA کے اخراج کو کم کرنے کے برابر 1.2 ارب کلو واٹ ہر سال ± 800kV لائن -} 600،000 ٹونز کے ذریعہ کوئلے کی کھپت کو کم کرنے کے برابر ہے۔
مزید برآں ، اس کی اعلی موجودہ کثافت (10⁴a/سینٹی میٹر ، تانبے کی کیبلز سے 100 گنا زیادہ) ٹرانسمیشن کی گنجائش میں بہت زیادہ اضافہ کرتی ہے: ایک 8 سینٹی میٹر - سپر کنڈکٹنگ کوبل اسٹونز کا قطر کا بنڈل روایتی 100mmm² تانبے کی کیبلز سے 5000mva-20 گنا زیادہ منتقل کرسکتا ہے۔ اس سے ٹرانسمیشن لائنوں کے لئے جگہ کی ضروریات کو نمایاں طور پر کم کیا جاتا ہے ، جس سے یہ شہری بجلی کے گرڈ میں زیر زمین پائپ لائن اپ گریڈ کے لئے مثالی ہے۔
کولنگ حل: ماڈیولر LN₂ سسٹم کے لاگت کے فوائد
سپر کنڈکٹنگ کوبل اسٹونز کا عملی اطلاق موثر ، کم - لاگت کولنگ سسٹم پر انحصار کرتا ہے۔ تکنیکی ٹیم کے ذریعہ تیار کردہ ماڈیولر مائع نائٹروجن (LN₂) گردش کا نظام روایتی سپر کنڈکٹنگ آلات کے "مشکل ٹھنڈک ، اعلی دیکھ بھال" کے درد کے مقامات پر پوری طرح سے خطاب کرتا ہے۔
یہ نظام ایک تقسیم شدہ ڈیزائن کا استعمال کرتا ہے ، جس میں ہر 100 سپر کنڈکٹنگ کوبل اسٹونز جو مائیکرو LN₂ اسٹوریج ٹینک (50L صلاحیت) اور گردش پمپ کے ساتھ جوڑ بناتے ہیں ، جو ایک آزاد کولنگ یونٹ کی تشکیل کے لئے پولیمائڈ ہوزیز کے ذریعہ منسلک ہوتا ہے۔
LN₂ بخارات کو 0.5L/H (VS . 2 l/h روایتی مرکزی نظاموں کے لئے) پر کنٹرول کیا جاتا ہے ، کیونکہ کوبل پتھروں کی قدرتی گھماؤ تھرمل پل کو کم کرتا ہے ، جس سے گرمی کے نقصان کو 75 ٪ کاٹا جاتا ہے۔
بحالی کا استعمال "پلگ - اور - پلے" ماڈل: ایک ہی ماڈیول کی ناکامی پوری لائن کو متاثر نہیں کرتی ہے ، متبادل وقت کے ساتھ روایتی سپر کنڈکٹنگ لائنوں (مکمل شٹ ڈاؤن کی ضرورت ہوتی ہے) سے 30 منٹ 10 گنا زیادہ موثر ہے۔
لاگت کا حساب کتاب سالانہ آپریشنل اخراجات (جس میں LN₂ دوبارہ ادائیگی اور سازوسامان کی بحالی بھی شامل ہے) $ 0.2/m ہے ، روایتی مائع ہیلیم کولنگ سسٹم ($ 0.5/m) - میں صرف 40 ٪ لاگت میں کمی ہے۔ مزید برآں ، LN₂ ہوا سے علیحدگی کے سازوسامان (لاگت ~ $ 0.1/L) کے ذریعہ - سائٹ پر تیار کیا جاسکتا ہے ، جس سے لمبے - فاصلے کی نقل و حمل کو ختم کیا جاسکتا ہے اور سپلائی چین کے خطرات کو مزید کم کیا جاسکتا ہے۔
فی الحال ، یہ ٹیکنالوجی صوبہ جیانگسو کے ایک صنعتی پارک میں تیار کی گئی ہے۔ ایک 1 کلومیٹر سپر کنڈکٹنگ کوبل اسٹون ٹرانسمیشن لائن نے 18 ماہ تک مستحکم کام کیا ہے ، جس نے 99.9999 ٪ ٹرانسمیشن کی کارکردگی - کو عملی طور پر بجلی کے گرڈ میں اس کی وشوسنییتا کی تصدیق کرتے ہوئے برقرار رکھا ہے۔ جیسا کہ ایک ریاستی گرڈ انجینئر نے نوٹ کیا: "سپر کنڈکٹنگ کوبل اسٹونز نے لیبارٹری سے انجینئرنگ کی ایپلی کیشن میں صفر - مزاحمتی ٹرانسمیشن کو منتقل کیا ہے۔ وہ صرف ایک نیا مواد نہیں ہیں ، بلکہ توانائی کے ٹرانسمیشن سسٹم میں ایک نمونہ شفٹ ہیں۔"