Sprawność sieci, oszczędność miejsca

Nadprzewodnictwo – właściwość materiału polegająca na osiąganiu przy bardzo niskiej temperaturze zerowej rezystancji oraz na wypychaniu pola magnetycznego. Gdyby zastosować materiały wykazujące tę cechę na szeroką skalę w przesyle zminimalizowalibyśmy straty energii. Wykorzystanie w sieciach dystrybucyjnych ponadto pozwalałoby zaoszczędzić miejsce – jakże cenne w przypadku nieruchomości zlokalizowanych w obrębie metropolii, a także wyeliminować zwarcia. Wszystko tylko dzięki samym właściwościom fizycznym materiału – bez konieczności doposażania układu w dodatkowe urządzenia zabezpieczające.

Technologia jeszcze nie zeszła pod strzechy. Dopiero zostały wdrożone pierwsze projekty próbnego włączenia do istniejącej sieci. Mi.in. firma Nexans – jeden z największych producentów kabli wraz z niemieckim koncernem energetycznym RWE (teraz już Innogy) w 2014 roku rozpoczęła testowy projekt w Essen. Do miejskiej sieci został „dołożony” kabel o długości 1 km oraz ograniczniki prądu wykorzystujące nadprzewodnictwo. Całość współfinansowana była z grantu Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, który wynosił 5,9 mln euro. RWE i jego partnerzy dodatkowo wyłożyli na ten projekt 13,5 mln euro.

- Dzisiaj, po trzyletniej fazie testowej jesteśmy w stanie stwierdzić, że sieć pracuje bez zarzutu – chwali się przedstawiciel firmy Nexans. – Dla miasta ogromną zaletą jest to, że wymieniając instalacje starego typu na naszą, zyskujemy dużo przestrzeni. Miasto może ponownie wykorzystać te nieruchomości – podkreśla.

Zobacz także: Polska liderem rozwoju magazynów energii? "Dobre fundamenty" [KOMENTARZ]

Właściwości nadprzewodnictwa wykazują m.in. ceramiki tlenkowe i to właśnie z nich wykonane są omawiane powyżej innowacyjne rozwiązania dla dystrybucji. Ochładzając materiał do ok. minus 200 st. Celsjusza (do tego celu przyda się np. ciekły azot) można transportować energię elektryczną praktycznie bez żadnych strat. W rezultacie na jeden przekrój kabla wykorzystującego nadprzewodniki można wymienić aż 5 równolegle rozłożonych, 10 kV kabli konwencjonalnych. Dodatkowo, 10 kV kabel z nadprzewodnika w Essen zastąpił całą 110 kV konwencjonalną linię przesyłową. Gdyby tego jeszcze było mało zastosowanie tej technologii pozwala na zmniejszenie ilości stacji elektroenergetycznych i przesunięcie ich z centrum miasta na obrzeża. Stąd pochodzi ciągle podkreślana przez przedstawicieli producenta oszczędność miejsca.

O tym jak bardzo rewolucyjne byłoby włączenie technologii do istniejących sieci na co dzień przekonuje Coalition for the Commercial Application of Superconductors (z ang. koalicja na rzecz komercyjnego stosowania nadprzewodników). W ich broszurze czytamy: „Pojawienie się technologii HTS (High Temperature Superconductor – nadprzewodnictwo objawiające się w materiałach chłodzonych do ok. minus 200-270 st. Celsjusza) oferuje operatorom sieci możliwość wejścia na inny poziom energetycznej wydajności. Od początku istnienia sektora usług użyteczności publicznej, czyli końca XIX wieku, sieci elektroenergetyczne były konstruowane niemal jedynie z materiałów takich jak miedź, aluminium, czy żelazo. Możliwości i wydajność sieci była poprawiana i rozwijana przez ten czas, teraz dochodzimy do naturalnych granic wydajności sieci wykonanych z tych materiałów. Technologie bazujące na HTS eliminują wiele ograniczeń operacyjnych i przestrzennych. Dają operatorom sieci nowe narzędzia do poprawy wydajności, niezawodności, odporności, bezpieczeństwa i zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko, jakie wykazuje system elektroenergetyczny. Potrzeba takich rozwiązań staje się coraz wyraźniejsza w dobie nieustającej elektryfikacji zużycia energii (...).”

Przewidywanie przyszłości 

Czy da się przewidzieć awarię prądu w sieci niskiego napięcia? Albo zminimalizować czas trwania przerwania dostaw prądu w wyniku awarii? A zlokalizować awarię kabla bez konieczności odłączania użytkownika końcowego od sieci? Takie możliwości są już na rynku. SmartFuse250 – duma firmy Megger, został wprowadzony do obrotu komercyjnego rok temu.

To rozwiązanie dla organizacji zarządzających siecią niskiego napięcia. Dzięki kombinacji elektronicznych detektorów i oprogramowania tworzy system wczesnego wykrywania potencjalnej awarii oraz dokładnego lokalizowania błędu. Jeśli obciążenie w danym miejscu przekroczy np. 75 proc. wartości maksymalnej zarządzający siecią otrzyma powiadomienie. SMSem lub mejlem – w zależności od indywidualnych preferencji komunikacyjnych.

- W naszym rozwiązaniu nie ma typowego software’u dla użytkownika. Wszystko dzieje się przez zwykłą przeglądarkę internetową oraz system powiadomień – tłumaczy przedstawiciel firmy. 

Aby unaocznić nam jak bardzo praktyczne jest to rozwiązanie dostaliśmy demonstracyjny login i hasło. Z poziomu przeglądarki mogliśmy włączać i wyłączać prąd w makietowej instalacji, a nawet podglądać rodzaj kabli znajdującej się w niej.

- Do tej pory sprzedaliśmy 300 takich rozwiązań w Niemczech. Na targach jesteśmy po to, aby rozpocząć ekspansję na inne rynki – opowiada pracownik Meggera. 

Podczas prezentacji rozmawialiśmy o przyszłości takich systemów, pytaliśmy o systemy autonaprawy – rodem z założeń sieci smart grid.

- Siedzisz na Bali, popijasz koktail, dostajesz powiadomienie o awarii, a zanim zdążysz zamówić kolejnego drinka dowiadujesz się z mejla, że sprawa już została załatwiona? – pyta pół żartem prezentujący nowinkę technologiczną. – To z pewnością jest przyszłość. Pracujemy nad takimi rozwiązaniami.

Inteligentne połączenia

Kable. Do wszystkiego używamy kabli. - Gdyby tak podliczyć to w takim małym samochodzie jest ponad 9 m kabli – opowiada przedstawiciel firmy HellermanTyton.

A każdy kabel musi być do czegoś przymocowany. Stosuje się do tego różnego rodzaju opaski zaciskowe. Firma HellermanTyton robi na przykład inteligentne. Ich produkty zawierają czipy, na czipach zapisane są dane, które odczytuje się przy pomocy dedykowanego urządzenia.

- To jest jak rejestracja w samochodzie – obrazowo porównuje prezentujący produkt. – W przypadku rejestracji w kombinacji liter i cyfr zakodowana jest informacja o właścicieli pojazdu, ubezpieczeniu etc. Tutaj mamy tylko inne dane – rozwija.

Dzięki temu rozwiązaniu firmy oszczędzają ogromną ilość czasu. Jeśli potrzebują danych z określonego miejsca w urządzeniu zbliżają czytnik do opaski zaciskowej, a na wyświetlaczu pojawia im się informacja. Bez rozrysowywania planów urządzenia, dopisywania adnotacji i sterty dokumentacji. Firma odpowiada też na inne potrzeby. Skonstruowali maszynę do nakładania opasek zaciskowych.

- Jeśli założenie opaski zajmuje pracownikowi 6 sek. to np. dla producenta samochodów jest to zdecydowanie zbyt długo. Korzystając z naszego urządzenia skracamy ten czas do 1 sek., a ponadto magazynuje ono wszystkie dane – ile i gdzie i jakich opasek zostało nałożonych – opowiada przedstawiciel firmy podczas prezentowania wynalazku.

Jak to sprawdza się w praktyce? Zdaniem przedstawiciela HellermanTyton te urządzenia można znaleźć praktycznie w każdej branży. 

- Od przemysłu samochodowego, aż po producenta lalek Barbie. Sprzedawcy lubią ten produkt, ponieważ ze względu na bardzo szerokie zastosowanie łatwo się go sprzedaje – zdradza prezentujący rozwiązanie.

Zobacz także: Rosja zarzuciła Ukrainie energetyczny terroryzm na Krymie