Prečo sa hliník stal nosným vodičom
Hliník je stredobodom moderných energetických systémov, pretože spája tri vlastnosti, ktoré je ťažké nájsť spolu: vysokú elektrickú vodivosť, nízku hmotnosť a stabilný ochranný oxidový film. Nadzemné vedenia postavené ako hliníkové-oceľové kompozity majú napätie 200 kV, pričom ušetria približne 40 % hmotnosti ekvivalentného medeného vodiča, čo priamo znižuje zaťaženie veže a mechanické namáhanie pri dlhých rozpätiach. Typ vodiča AA1350 dosahuje 61 % vodivosť IACS a varianty zliatiny odolné voči tečeniu-udržia napätie 50 rokov alebo viac, takže priehyb zostáva predvídateľný počas celej konštrukčnej životnosti vedenia. Odolnosť proti korózii je dostatočná na to, aby odolala pobrežnej soľnej hmle, a globálna sieťová infraštruktúra už obsahuje viac ako 30 miliónov ton hliníka.
Rovnaká kombinácia vlastností, a nie samotná vodivosť, vysvetľuje, prečo sa hliník rozšíril z prenosových vedení do solárnych, batériových, vodíkových a jadrových aplikácií.
Nadzemný prenos a sieťová infraštruktúra
Kompozitné hliníkové-oceľové vodiče pre vysokonapäťové nadzemné vedenia-, pričom oceľové jadro prenáša mechanické zaťaženie a hliníkové vrstvy prenášajú prúd.
AA1350 a zliatiny odolné proti tečeniu-špecifikované tam, kde zadržiavanie napätia a nízky priehyb v priebehu desaťročí dôležitejšie ako maximálna pevnosť.
Korózny výkon primeraný pre soľné-pobrežné cesty a priemyselné ovzdušie, čím sa vyhnete väčšej údržbe menej odolných vodičov.
Úspora hmotnosti približne 40 % v porovnaní s meďou umožňuje dlhšie rozpätia alebo ľahšie veže pri rovnakom zaťažení prúdu-.
Solárna fotovoltaika
Eloxované hliníkové rámy chránia fotovoltaické moduly pred 30-ročným vystavením UV žiareniu a zároveň udržujú hmotnosť modulu dostatočne nízku pre strešné montážne konštrukcie. Zadné reflektory zvyšujú účinnosť modulu približne o 5 % vrátením nevyužitého svetla do článku. Ľahké rámové a koľajnicové systémy zjednodušujú montáž na strechu a znižujú štrukturálnu výstuž potrebnú na existujúcich budovách a recyklovateľnosť kovu je v súlade s environmentálnym prípadom solárnej výroby. Typická solárna farma vyžaduje asi 15 ton hliníka na každý megawatt inštalovanej kapacity, čo robí výber materiálu ústrednou otázkou nákladov a udržateľnosti pri plánovaní projektu.
Batérie a skladovanie energie
Lítium{0}}iónové články používajú ako zberač prúdu hliníkovú fóliu s hrúbkou približne 20 µm, ktorá je cenená pre vodivosť, nízku hmotnosť a elektrochemickú stabilitu.
Hliníkové-vzduchové batérie dosahujú energetickú hustotu približne 1 500 Wh/kg, čo výrazne prevyšuje konvenčnú lítium-iónovú chémiu.
Dizajn sodíkových{0}iónov používa hliník ako alternatívu-pre zber prúdu, ktorá nie je{1}}medená, čím odstraňuje prekážku v zásobovaní z kusovníka.
Dosky na riadenie teploty odvádzajú teplo z buniek, aby sa zabránilo prehriatiu a aby sa vyrovnalo rozloženie teploty v balení.
Recykláciou sa zhodnocuje viac ako 95 % hliníka obsiahnutého v batériách na konci{1}}-životnosti.
Vodík, palivové články a jadrové podporné systémy
Tlakové nádoby typu IV používajú hliníkové vložky s hrúbkou približne 3 mm na skladovanie vodíka pri tlaku 700 barov, kde vložka poskytuje bariéru prestupu a kompozitný obal nesie tlakové zaťaženie. Bipolárne platne v palivových článkoch využívajú vodivosť hliníka, katalytické reaktory využívajú hliníkové voštinové substráty na maximalizáciu povrchovej plochy v malom objeme a elektrolyzéry obsahujú hliníkové kolektory prúdu. Práškový hliník sa tiež skúma ako nosič energie s nulovými-emismi.
Pri výrobe jadrovej energie obalové zliatiny AA6061 bezpečne obsahujú palivové tyče, výmenníky tepla v chladiacich okruhoch odolávajú korózii z demineralizovanej vody, hliníkové-kompozity bóru prispievajú k tieneniu pred žiarením a vyraďovacie jednotky používajú hliník na dlhodobé-zadržiavanie odpadu. Každá z týchto úloh sa opiera o rovnaký základný profil: mierna hustota, dobrá tepelná vodivosť, predvídateľné korózne správanie a vyzretý spôsob recyklácie.
Často kladené otázky
Otázka: Prečo je pri prenose energie preferovaný hliník pred meďou?
Kompozitné hliníkové-oceľové vodiče nesú napätie 200 kV s približne o 40 % nižšou hmotnosťou ako medené, čo znižuje zaťaženie veže; AA1350 dosahuje 61 % vodivosť IACS a triedy odolné proti tečeniu-udržia napätie 50 rokov alebo viac.
Otázka: Koľko hliníka potrebuje solárna farma?
Zhruba 15 ton hliníka na megawatt inštalovaného výkonu, krycích rámov, montážnych konštrukcií a elektrických komponentov.
Otázka: Ktoré technológie batérií závisia od hliníka?
Lítium-iónové články využívajú fóliové zberače prúdu s hrúbkou približne 20 µm, hliníkové-vzduchové batérie dosahujú približne 1 500 Wh/kg a sodík{5}}iónové konštrukcie používajú hliník namiesto medi, pričom recykláciou sa zhodnotí viac ako 95 % hliníka batérie.
Otázka: Akú úlohu hrá hliník pri skladovaní vodíka?
Nádrže typu IV používajú hliníkové vložky s hrúbkou asi 3 mm na prevádzku 700 barov a bipolárne platne palivových článkov plus kolektory prúdu elektrolyzéra sa spoliehajú na jeho vodivosť.
Otázka: Ako sa hliník používa v jadrových elektrárňach?
Plášť AA6061 obsahuje palivové tyče, výmenníky tepla odolávajú korózii demineralizovanou-vodou, hliníkové-kompozity bóru podporujú ochranu pred žiarením a vyraďovacie súpravy sa spoliehajú na kov na dlhodobé-zadržiavanie.
Otázka: Koroduje hliník v pobrežných a morských podmienkach?
Jeho prírodný oxidový film ho robí odolným voči pobrežnej soľnej hmle, a preto sú nadzemné vodiče tohto typu široko používané pozdĺž pobrežia a vo vlhkých priemyselných oblastiach.
