تاریخ انتشار | 21 ژوئن 2021 |
---|---|
فرمت فایل | قابل ویرایش – ورد – word |
تعداد صفحات | 52 صفحه |
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 سيمپيچ 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 ۹۵% باشد. ويژگی راندمان بالای SMES آن را از ساير تکنيکهای ذخيره انرژی متمايز می کند.
همچنين از آنجايی که در اين تکنيک انرژی از صورت الکتريکی به صورت مغناطيسی و يا برعکس تبديل میشود، SMES دارای پاسخ ديناميکی سريع میباشد. بنابراين 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.
ابررسانايي
در سال ۱۹۰۸ وقتي كمرلينگ اونز هلندي در دانشگاه ليدن موفق به توليد هليوم مايع گرديد حاصل شد كه با استفاده از آن توانست به درجه حرارت حدود يك درجه كلوين برسد.
يكي از اولين بررسيهايي كه اونز با اين درجه حرارت پايين قابل دسترسي 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 در تلاش براي بدست آوردن رفتار فلز خيلي خالص اونز 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 شگفتانگيز نبود اما نحوه از بين رفتن مقاومت غير منتظره مينمود.
موقعي كه درجه حرارت به سمت صفر تنزل داده ميشود بهجاي اينكه مقاومت به آرامي كاهش يابد در درجه حرارت ۴ كلوين ناگهان افت ميكرد و پايينتر از اين درجه حرارت جيوه هيچگونه مقاومتي از خود نشان نميداد. همچنين اين گذار ناگهاني به حالت بيمقاومتي فقط مربوط به خواص فلزات نميشد و حتي اگر جيوه ناخالص بود اتفاق ميافتاد.آقاي اونز قبول كرد كه پايينتر از ۴ 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 با حالت درجه حرارتهاي معمولي ميباشد.
كاربردهاي ابر رسانايي
كاربردهاي زيادي را براي ابررساناها در نظر گرفته است بهعنوان مثال استفاده از ابر رساناها باعث خواهد شدكه مدار ماهوارههاي چرخنده به دور زمين با دقت بسياربالايي كنترل شوند. خاصيت اصلي ابر رساناها به دليل نداشتن مقاومت الكتريكي امكان انتقال جريان الكتريكي- حجم كوچكي از ابررسانا است. به همين خاطر اگر بجاي سيمهاي مسي از ابر رساناها استفاده شود، موتورهاي فضاپيماها تا ۶ برابر نسبت به موتورهاي فعلي سبكتر خواهند شد و باعث ميشود كه وزن و فضاپيما بسيار كاهش يابد .
از ديگر زمينههايي كه ابررساناها ميتوانند نقش اساسي در آنها بازي ميكنند 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 ۱۷۳- درجه سانتيگراد 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 كممصرف ميباشد.
SMES چيست؟
Superconducting Mgnetic Enrgy Storage
ابرسانای 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 میشود.
SMES و مدلسازی آن
يک واحد SMES که در سيستمهای قدرت بکار گرفته ميشود از يک سيمپيچ بزرگ ابررسانا و يک سيستم سردکننده هليم به منظور نگهداری دمای هليم در زير دمای بحرانی تشکيل شده است. سيمپيچ ابررسانا از طريق دو مبدل AC/DC شش تريسيتور و يک ترانسفورماتور قدرت سه سيم پيچه کاهنده به سيستم قدرت متصل است.
این ها فقط بخشی از متون این مقاله و تحقیق و پروژه به صورت پراکنده و ناقص می باشد ، برای دانلود تحقیق ، دانلود مقاله ، دانلود پروژه به صورت کامل لطفا آن را خریداری نمایید. ( بالای صفحه )
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.