Zimno, coraz zimniej

Za oknem termometry pokazują dziesięć kresek poniżej zera. To dobra okazja by w dzisiejszym wpisie przedstawić kilka rozwiązań technicznych, w których wykorzystywana jest niska temperatura. Nie będziemy przepisywać książek by przedstawić wam teorię dotyczącą  nadprzewodnictwa bo o nim będzie dziś mowa. Wystarczy, że przypomnimy wam, że jest  to zjawisko zaniku oporu elektrycznego w bardzo niskiej temperaturze.  Przejdźmy do konkretów. W ostatnich latach zauważyć można dużą ilość fizycznych aplikacji nadprzewodnictwa w elektrotechnice. W 2008 roku w amerykańskim Long Island powstała pierwsze eksperymentalna linia kablowa wykorzystująca zjawisko nadprzewodnictwa.

 

Inżynierowie użyli kabli firmy Nexan, przez które przepływa ciekły azot schładzający rdzeń kabla do temperatury bliskiej wrzenia czynnika chłodzącego. Eksperymentalna linia kablowe  ma zaledwie 600 m długości. Prąd przesyłany jest pod napięcie 138 kV. Tym niemniej imponująca jest moc przesyłowa linii wynosząca 574 MW.

 

Ciekły azot w przepływa w obiegu zamkniętym poprzez odpowiednio zaprojektowane kanały stanowiące płaszcz kabla. W ostatnich latach budowane są również silniki elektryczne, których uzwojenia wytwarzane są z nadprzewodników wysoko temperaturowych. Oto wirnik silnika synchronicznego wykorzystującego zjawisko nadprzewodnictwa. Wirnik wykonała firma GE.

 

Zastosowanie nadprzewodników znacząco zmniejsza rozmiary maszyny. Doceniła do marynarka amerykańskich sił zbrojnych. Zbudowany z wysoko temperaturowych nadprzewodników silnik elektryczny osiąga moc 36.5 MW, a jego waga to około 75 ton. Silnik o tej mocy, którego uzwojenia zbudowane są z miedzi waży około 200 ton.

 

 

Najwyższy słup linii wysokiego napięcia

Infrastruktura elektroenergetyczna na stałe wpisała się w pejzaże współczesnego świata.  Wszechobecne słupy linii przesyłowych nie robią na nas ogromnego wrażenia. A co gdybyście zobaczyli słup wysokiego napięcia, który wysokością dorównuje drapaczom chmur? Oto i on – kolos mający 277.5m wysokości:

Słup wybudowano na brzegu rzeki Jangcy w prowincji Anhui we wschodnich Chinach.  Stanowi on fragment nowo budowanej linii elektroenergetycznej o długości 430 km, która ma poprawić bezpieczeństwo energetyczne  Shanghaiu.  Prąd elektryczny będzie przesyłany pod napięciem 500 kV.

Jak widać wschodnie potęgi zdobywają coraz więcej rekordów w elektroenergetyce. Zobacz wyłącznik mocy na napięcie 1200 kV.

Co ciekawe Chińczycy rozpoczną budowę linii wysokiego napięcia w Polsce. Firma Pinggao Group Co. Ltd zawarła dwa kontrakty z Polskimi Sieciami Elektroenergetycznymi.

Najmocniejsza turbosprężarka

Zastanawiacie się jak wygląda najmocniejsza turbosprężarka? Jest duża i z pewnością robi dużo hałasu. Oto sprężarka TLP91 wyprodukowana przez firmę ABB:

 

Sprężarka ma długość ponad 4m, a jej wysokość to bagatala 2,4m. Waga tego turbo kolosa to aż 15 ton!

Objętość natężenia przepływu powietrza wynosi 45 m3 przy stopniu sprężania 4,25.

Równie imponujący jest silnik, dla którego dedykowany jest TLP 91. A oto i on:

 

 

Jest to silnik produkowany przez firmę MAN o oznaczeniu 12K98ME o mocy 92,050 KM.

Jest to 12-cylindrowa cylindrowa dwusuwowa jednostka, która produkowana jest od 1975 roku. 

Imponująca jest sprawność silnika wynosząca 54.8%. Wszystko to za sprawą ciągłych modernizacji pociągających

za sobą wzrost efektywności energetycznej.  Odzyskiwana energia spalin wykorzystywana jest np. do generacji energii elektrycznej.

 

 

Taisun – suwnica bo budowy półzanurzalnych statków

Taisun – to nazwa największej góry w prowincji Shandong w Chinach. Dzisiejszy post nie będzie dotyczył turystyki górskiej, a największej na świecie suwnicy, której nadano taką samą nazwę. Taisun został zbudowany w stoczni Yantai Raffles, gdzie budowane są półzanurzalne statki służące do poszukiwań złóż ropy naftowej i gazu.

Taisun to prawdziwy olbrzym. Jego wysokość to 133 m, szerokość 120m. Może on unieść ładunek na wysokość 80m o wadze 20 000 ton ! Gdyby tego było mało łączna długość lin, które wykorzystuje suwnica to 50 000 m. Warto zobaczyć filmik z budowy tego kolosa:

Budowa suwnicy o takich gabarytach trwała jedynie dwa lata. Taisun w 2008 roku zdobył nagrodę Woelfel Best Mechanical Engineering Achievement Award przyznawaną przez amerykańskie stowarzyszenie grupujące specjalistów w zakresie inżynierii mechanicznej.

Kosmiczna fotowoltaika

Dzisiejszy post pozwoli oderwać się od powierzchni ziemi i zabrać nas 370 km w górę w kierunku przestrzeni kosmicznej.
Na tej wysokości znajduje się Między Narodowa Stacja Kosmiczna ( ang. ISS), która sama w sobie jest cudem inżynierii.
My dziś przyjrzymy się jednemu z elementów MSK, który pozwala na funkcjonowanie całej stacji dzięki generacji energii –
chodzi oczywiście o panele fotowoltaiczne.

 

 ISS do generacji energii elektrycznej wykorzystuje 8 ogromnych paneli fotowoltaiczny, na które składają się po dwa  mające 34m długości i 10,7m szerokości bliźniacze blankiety  . Każdy z nich zawiera po 32 800 krzemowych ogniw fotowoltaicznych o sprawności 14,5% . Moc całej instalacji fotowoltaicznej to koło 84 kWp.  

Wartość natężenia promenowania słonecznego w górnych warstwach atmosfery wynosi 1366 W/m2. Dla porównania maksymalna moc promieniowania słonecznego w Polsce w południe bezchmurnego letniego dnia wynosi 1000 W/m2.

A teraz słów kilka o instalacji elektrycznej ISSa. Napięcie generowane z paneli fotowoltaicznych zawiera się w przedziale 137-173 V DC. Następnie jest ono obniżane przez przetwornice DC-DC do napięcia 124.5 V DC , które zasila odbiorniki elektryczne stacji. Instalacje elektryczna ISSa posiada dodatkową przetwornicę DC-DC pozwalającą na zasilenie rosyjskiej części stacji,  w której odbiorniki wymagają napięcia 28V DC. Warto dodać, że najdłuższe przewody w instalacji mają długość około 12 km. 

Stacja kosmiczna okrąża ziemię co 90 minut. Oznacza to, że przez 35 min znajduje się poza zasięgiem promieni słonecznych niezbędnych do generacji prądu. Tak długi okres bez zasilania oznaczał by katastrofę całego projektu, jednakże już od 14 lat ISS nieustanie krąży nad naszymi głowami. Jest to możliwe dzięki akumulatorom niklowo-wodorowym pozwalającym na magazynowanie nadwyżki energii w czasie gdy stacja znajduje się w zasięgu słońca. 

Piorunujący wyłącznik mocy na napięcie 1200kV

Dziś wpis z pewnością zelektryzuje atmosferę albowiem jego bohaterem jest wyłącznik mocy, którego skonstruowano na napięcia znamionowe 1200kV.  Wyłącznik zaprojektowała i wykonała firma SIEMENS dla indyjskiej elektroenergetyki.

Związku z dynamicznym wzrostem gospodarczym Indii w kraju tym drastycznie wzrasta zapotrzebowanie na energię elektryczną. Szacuje się, że zapotrzebowanie w roku 2027 sięgnie 500,000 MW. Tamtejsi energetycy postanowili zmodernizować istniejące linie przesyłowe o napięciu 400kV, które mogły przesłać około 600 MWna napięcie 1200kV co pozwoliło na zwiększenie mocy przesyłowej do 6000MW. Zmodernizowana linia elektroenergetyczna znajduje się pomiędzy Wardhą a Aurangabadem.

Styki wyłącznika pracują w gazie SF6 (sześciofluorek siarki), który zapewnia izolację elektryczną i ułatwia gaszenie łuku, który powstaje w momencie załączania lub wyłączania.

Zobacz jak wyglądała budowa wyłącznika:

Indyjska energetyka nie jest jedynym operatorem sieci o tak wysokim napięciu. Podobne sieci znajdują się w Rosji, Japonii, Chinach i USA, lecz ich opis to temat na osobny post.

Spróbuje teraz porównać tego kolosa z wyłącznikiem nadprądowym, który znajduje się w waszej domowej instalacji elektrycznej 🙂

Rekordowe łożysko

Oto największe łożysko wahliwe na świecie.

Zostało zainstalowane w największym diabelskim kole w Pekinie.Łożysko ma 3,2m średnicy zewnętrznej i składa się ze 118 walców, a każdy z nich waży 20 kg. Masa całego łożyska to 20 ton. Łożysko zostało wykonane  przez firmę Schaffler w Wielkiej Brytanii. Warto dodać, że wykonano go z dokładnością do 0.1mm co przy średnicy zewnętrznej ponad 3 mjest dużym osiągnięciem. Produkcja dwóch tego typu łożysk zajęła 18 miesięcy.

A o to sprawca całego zamieszania : Pekiński diabelski młyn, dla którego wykonane rekordowe łożyska. Ma od 208m wysokości i może zabrać 1920  pasażerów. To do tej pory największy diabelski młyn na świecie. Słynny Lonodon Eye jest od niego dwa razy mniejszy.

Najwyższy komin na świecie

Źródło : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/GRES-2.jpg

Komin elektrowni GRES-2 mierzący 419,7m znajdującej się w Kazachstanie.

Zobacz na mapie :