العالم يختفي بتطوير كابلات HTS المقاومة لمشكلات الكابلات التقليدية

 

العالم يختفي بتطوير كابلات hts المقاومة لمشكلات الكابلات التقليدية

العالم يختفي بتطوير كابلات HTS المقاومة لمشكلات الكابلات التقليدية

 

” كابل HTS يقلل انبعاثات الكهرومغناطيسية وينقل الطاقة عشرة أضعاف الكابلات التقليدية في محاولة للتغلب علي المشكلات المصاحبة لاستخدام الكابلات بشكلها التقليدي وما يصاحبها من تعزيزات في البنية التحتية للكابلات الأرضية، اتجهت الشركات نحو التفكير في استخدام تكنولوجيا توفر ما تحتاجه الكابلات التقليدية من تعزيزات، والحد من بعض المخاطر علي رأسها الماس الكهربائي واستخدامها عند مستويات أقل في الجهد.

ويتميز كابل HTS بقلة الانبعاثات الكهرومغناطيسية التي تضر بالبيئة المحيطة. ودمج مصادر الطاقة المتجددة في استخداماته. ما يتطلب شبكة كهربائية تنقل الطاقة عبر مسافة طويلة لتجنب ظهور الإختناقات في البنية التحتية القائمة، ويلجأ البعض لتثبيت خطوط هوائية عند مستويات عالية الجهد إلا أن الأسباب البيئية تحول دون تحول هذا المقترح فيما يتعلق بالإنبعاثات الكهرومغناطيسية والمؤثرات البصرية من الخطوط الهوائية في المناظر الطبيعية.

يمكن للكابلات HTS نقل ما يصل إلي عشرة أضعاف الكابلات التقليدية وتقليل ألفاقد من الطاقة المنقولة بالنوع الأخير. ولا يوجد لكابلات HTS أي تأثير حراري علي البيئة المحيطة بها أو تأثيرات بصرية للمناظر الطبيعية والمناطق السكنية.

كان الاستخدام الأول لكابلات HTS من خلال شركة “سوميتومو الكهربائية”  في مشروع وطني في الولايات المتحدة بالتعاون مع وزارة الطاقة الأمريكية؛ بهدف لرفع مستوى شبكة نقل الطاقة الكهربائية باستخدام تكنولوجيا فائقة التوصيل. ونتيجة لذلك، للمرة الأولى في العالم، بدأ نقل الطاقة الكهربائية على طول خط الكابل فائقة التوصيل الفعلي على شبكة الكهرباء تحت الأرض.

عمدت “سوميتومو إلكتريك” علي تطوير أسلاك HTS منذ اكتشاف مواد هذه الكابلات لأول مرة عام 1986. وفي عام 1991 بدأت الشركة في تطوير نوع ثلاثي النوى في نظام تبريد واحد للكابلات, وعززت وضع الكابلات وها بأداء عال بعد أن تركزت علي البزموت وهي تقنية فريدة من نوعها تستخدم ما يسمي ب “CT – OP”.

يستخدم في كابل HTS هيكل عزل بروبلين “PPLP” ممتزجة بالنيتروجين السائل كعازل رئيسي؛ لأن الأخير لديه مستوي قوي كهربائية عالي يسمح بطاقة توصيل. فائقة للكابل مع تحمل الكابل لاختبار التحمل علي المدى الطويل (إختبنار فاتو).

وأجري مشروع “ألباني” للشبكة الكهربائية على امتداد 3 كيلومترات بين اثنين من المحطات الفرعية هما (ميناندس وريفرساي) التابعتين لشركة الكهرباء الوطنية في مدينة ألباني عاصمة ولاية نيويورك. وثبتت شركة “سوميتومو إلكتريك” أول كابل فائق التوصيل HTS تحت الأرض بطول 350 متر بقطر داخلي 6 بوصات (152 ملم). كأول استخدام للكابل علي مستوي العالم، و أوصلت الشكرة طرفي الكابل إلي خطوط نقل الطاقة الكهربائية في مساء المنطقة.

كان أسلوب تثبيت كابل HTS مشابها للكابلات التقليدية من حيث وضع اسطوانة الكابل علب بكرة طبل وسحب الكابل في قناة بواسطة ونش. وأظهرت نتائج قياسات التوتر أثناء تثبيت الكابل أن الحد الأقصى للتوتر يصل إلي ما يقرب من 2 طن . وهو نفس حد التوتر في الكابلات التقليدية.

بعد الانتهاء من تركيب الكابل HTS، أجري اختبار الضغط لصمود نظام كابل بأكمله بما في ذلك نظام التبريد.

وأجري الاختبار وفقا للمعايير القياسية للجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) لأوعية الضغط  في الولايات المتحدة. وأجري الاختبار في ظل حالة من الضغط MPaG 0.61. وأكدت نتائج الاختبار أن مشروع نظام الكابل HTS مرضية فيما يتعلق بشروه الاختبار.

و أجري الاختبار النهائي وفقا لمعيار AEIC وهو ما يعادل اختبار الصمود من فئة 34,5 كيلو فولت بعد تركيب الكابل في الموقع. وطبق جهد DC من 100 كيلو فولت لمدة خمس دقائق لكل مرحلة وحصلت الشركة علي نتائج جيدة تؤكد نجاح الكابل في أداء مهماته بنجاح في كافة الاختبارات وفقا للمواصفات المطلوبة.

وفي تمام التاسعة من مساء يوم 20 يوليو عام 2006، كانت لحظة تاريخية عندما شهدت مدينة ألباني أول انتقال للكهرباء عبر كابلات HTS بعد اتصالها بخطوط الطاقة الكهربائية. وسيتاح تشغيل نظام الكابل فائقة التوصيل لمزيد من التقييم المستقبلي لزيادة فاعليته. إلا أنه حتى الآن جميع الكابلات HTS المستخدمة في المشاريع الحالية لا يزيد طولها عن 200 – 600 متر؛ ولإعطاء هذه التكنولوجيا إستهدام أهم داخل شبكات الجهد العالي لتخطي تحديات المستقبل يجب أن يزيد طولها لعدة كيلومترات.

محاولة لاستخدام كابلات HTS لأول مرة علي طول عدة كيلو مترات دشن مشروع “نون” في مدينة أمستردام الهولندية كابل HTS بقوة 50 كيلو فولت نهاية العام الماضي؛ ليلبي احتياجات الشركات لتكنولوجيا أكثر تقدما في الكابلات لمواكبة تحديات الطاقة في المستقبل. وبدأت الشركات في تغيير مشروع تجريبي لاختبار فاعليته بتركيب 6 كيلو مترات من كابل HTS كيلو فولت في شبكة العمود الفقري الكهربائية للمدينة.

وأحتاج توصيل كابلات HTS للمدينة إلي نظام كفاءة التبريد علي طول الكابل. وفي محاولة لتقليل الخسائر في الطاقة بدأ تقسيم نظام التبريد علي الكابل باستخدام حلقة منفصلة للتبريد للحفاظ علي درجة حرارة الكابل في حالة استقرار.