Robustnější mřížka pro Manhattan

Podchlazené supravodivé napájecí kabely si dlouho udržely potenciál pro efektivní dodávku energie, protože nenabízejí žádné ztráty odporu. Nyní jsou zkoumány jako způsob, jak přidat redundanci ve stísněných částech místní elektrické sítě na Manhattanu, potenciálně chránit před přírodními poruchami a teroristickými útoky.

Studené kabely: Průřez vysokoteplotním supravodičovým kabelem American Superconductor ukazuje, jak se kapalné chladivo pohybuje jádrem v modré barvě, obklopené sítí drátů vedoucích proud. Takové kabely mohou přenášet 150krát větší elektrický proud než měděné dráty stejné velikosti, bez ztrát proudu v důsledku odporu. Tyto kabely jsou jádrem nového projektu navrženého tak, aby byla elektrická síť na Manhattanu odolnější vůči poruchám a útokům.

Ve městě nabízejí supravodivé kabely výhodu: jsou mnohem kompaktnější než měděné dráty. A některé z požadovaných přepěťových ochran lze zabudovat přímo do kabelů – což u měděných drátů není možné – což snižuje potřebu objemných mechanických jističů v městských rozvodnách.

K rozvoji konceptu, Ministerstvo vnitřní bezpečnosti USA a hlavní nástroj New Yorku, Konsolidovaný Edison (Con Ed), minulý týden oznámili, že během příštích tří let investují 39 milionů dolarů do propojení dvou rozvoden na nezveřejněných místech na Manhattanu, což umožní každé převzít řízení za druhou v případě, že jedna vyhoří. Snahou bude využívat technologie od Americký supravodič , z Devens, MA, která vyrábí takzvané vysokoteplotní supravodivé kabely (vysoká teplota znamená, že mohou pracovat při teplotě 90 stupňů Kelvina) a související řídicí systémy.

Není to všelék na každý systémový problém, ale poskytlo by nám to větší spolehlivost a flexibilitu a sdílení aktiv, říká Steve Kurtz, projektový inženýr ve společnosti Con Ed, společnosti, jejíž chyby v rozvodné síti se ukázaly loni v létě, když výpadek proudu zatemnil části Queensu. 10 dní. Díky tomu by byla mřížka odolnější.

Multimédia

• Prohlédněte si animaci bezpečnější elektrické sítě v New Yorku.

Součástí nedostatku elektrické sítě v New Yorku – stejně jako v mnoha jiných částech země – je nedostatek křížových propojení podobných internetu, která by zvýšila spolehlivost. Koncové body sítě jsou rozvodny, které obvykle obsluhují desítky tisíc zákazníků za kus. Jediný úder blesku nebo zbloudilá veverka může vypálit rozvodnu a ponechat desítky tisíc lidí ve tmě, dokud utilita nedokáže rozvodnu uvést zpět do provozu.

Řešením je přidat křížová propojení mezi rozvodnami, aby ostatní mohli rychle vstoupit do napájení. Taková redundance by se také mohla ukázat jako užitečná během teroristického útoku. Pokud však město přidá připojení, musí také přidat další zařízení, aby se zabránilo šíření poruch prostřednictvím těchto nových připojení. Zní to docela dobře, tak proč to neudělají? ptá se Greg Yurek, generální ředitel společnosti American Superconductor. Odpověď zní, že pod ulicemi Manhattanu není dostatek nemovitostí.

To vše je jistě možné pomocí osvědčených měděných drátů a mechanických zařízení. Ale na místech, jako je Manhattan, není pod zemí místo pro všechny měděné kabely navíc – které musí mít určitý vzduchový prostor, aby odváděly teplo – a ve stísněných rozvodnách uprostřed města není místo pro nové jističe.

Supravodivé kabely mají jednu desetinu velikosti měděných drátů. A co víc, zvládnou přepěťovou ochranu v samotném kabelu, aniž by vyžadovaly nové sady objemných jističů. Supravodivé materiály, které jsou založeny na pružné keramice zvané yttrium baryum oxid měďnatý, snesou určité výkonové zatížení. V každém bodě až do tohoto maxima vedou proud s nulovou ztrátou. Ale v okamžiku, kdy je maximum překročeno, supravodiče se stanou vysoce odporovými a zastaví šíření rázů. V závislosti na počtu vodičů, které vložíte, můžete přenášet více proudu bez ztrát a můžete navrhnout kabel tak, aby měl správnou velikost odporu v případě přepětí, říká Alexis Malozemoff , technologický ředitel společnosti American Superconductor.

Samozřejmě, pokud se supravodivý kabel stane odporovým, může shořet, takže je potřeba nějaký hardware, aby se takovému poškození zabránilo. Společnost tvrdí, že blíže nespecifikované přidružené řídicí systémy tento problém efektivně vyřeší. Nezbytnost je matkou vynálezu, říká Yurek. Do kabelu můžete vložit [ochranu proti chybám] pomocí nějaké jiné patentované technologie, která je podle něj prostorově efektivnější.

Jakkoli to může být rozumné, nebude to jednoduché. Skládání všech kusů v laboratořích bude trvat déle než rok. Musíte to navrhnout, pak sestavit, pak vyvinout testovací protokoly, pak [provést] úplné prototypové testy, pak analyzovat data a pak vyvinout specifikaci návrhu pro instalaci, říká Kurtz. Doufáme, že koncept bude ověřen do srpna 2008. Ke skutečné výstavbě nedojde dříve než v roce 2010.

Vysokoteplotní supravodiče se zrodily před dvěma desetiletími. Společnost American Superconductor našla způsob, jak tento materiál komercializovat, vytvořením flexibilní verze keramiky a zvýšením teplotních požadavků až na ovladatelnějších 90 stupňů Kelvina. Tuto teplotu lze spolehlivě udržovat pomocí kapalného dusíku pro chlazení.

Zatímco supravodivé kabely – včetně některých přenosových linek v Columbusu, OH, Albany, NY a Long Island – pomalu postupují, projekt na Manhattanu znamená nový milník, říká Yurek. Con Ed se rozhodl, že jsou ochotni umístit tyto supravodiče do své sítě. Je to přinejmenším sakra ověřovací bod.

skrýt