Alternativ Energia www.alternativenergia.hu
A szupravezető tekercsek következő generációja már az ajtón kopogtat és tovább növelheti a tengeri szélturbinák teljesítményét.
Az Amerikai Kutatási Projekt Ügynökség energia ágazata (ARPA-E) még múlt év szeptemberében döntött arról, hogy több mint 30 millió dollárral támogatja az új energia technológiákhoz eddig szinte nélkülözhetetlen ritkaföldfém anyagok alternatíváit kereső kutatásokat. Két konzorcium szupravezető tekercsek új generációját fejleszti, amelyek kiválthatják a szélturbinák generátor egységeiben lévő ritkaföldfém alapú állandó mágneseket. A kutatás kisebb, könnyebb generátorokhoz vezethet, amelyekkel elképzelhetők a 10 megawattos tengeri óriásturbinák is. Nevükkel ellentétben a ritkaföldfémek viszonylag nagy mennyiségben fordulnak elő a földkéregben. Azóta egyre nehezebb őket fellelni, mióta évtizedekkel ezelőtt a legtöbb vállalat bezárta bányáit a környezetszennyezés, illetve a gazdaságtalan működés miatt, meghagyva a szinte teljes monopóliumot a kínai kitermelőknek. Amikor 2009-ben Kína elkezdte csökkenteni a ritka ásványok exportját, ipari vállalatok ezrei kezdhettek el aggódni az egész világon, mert egy egész sor termék nélkülözhetetlen alapanyaga lett hirtelen hiánycikk.
Több high-tech alkalmazás mellett a ritkaföldfémeket erős állandó mágnesek készítéséhez használják, amelyek a szélturbina generátor egységek forgórészeiben az elektromágneses indukcióhoz szükséges mágneses mezőről gondoskodnak. A mágneses mezőt gerjesztett elektromágnesekkel is elő lehet állítani, mint ahogyan az sok (régebbi) szélturbina típus esetében is történik. Ennek legnagyobb hátránya az alacsonyabb hatásfok, hacsak nem szupravezető tekercsek kerülnek bevetésre. Jason Fredette, az APRA-E támogatását élvező AMSC vállalattól elmondta, hogy 6 megawattos turbinákig még az állandó mágnesek is jó megoldást jelentenek. „Ha 6 MW fölé megyünk, a turbinák már óriásiak lesznek. Nagyon nehéz őket szállítani és sok ritkaföldfémet emésztenek fel. Ez teszi annyira érdekessé számunkra a szupravezető technológiát” – mondta. Az AMSC már el is készült az első 10 megawattos szélturbinájának, a SeaTitan-nak a terveivel, amely szupravezető tekercseket használ állandó mágnesek helyett.
A kutatás a Houston Egyetem és az upton-i Brookhaven National Lab anyagtudósainak vezetésével folyik. A cél a jelenlegi technikával készült szupravezetők áramszállítási képességének megnégyszerezése. A kutatási együttműködésben ipari partnerek is részt vesznek: a houstoniak a SuperPower vállalattal, a Brookhaven Laboratórium a már említett AMSC-vel dolgozik együtt. Szupravezető anyagnak az ittrium-bárium-réz-oxidot (YBCO) választották, egy törékeny kerámiát, amely nem igazán hagyja magát feltekercselni. Ezen kívül fontos az YBCO kristályok pontos sorokban történő elhelyezése. A kihívást úgy oldották meg, hogy a szupravezető anyagot szendvicshez hasonlóan két rugalmas réteg közé helyezték, amely egy szalagszerű vezetéket alkot. Valamint sikerült irányítani a kristályok növekedését a rágőzölögtetés folyamata alatt. A kutatók véleménye szerint az eljárás ipari méretekben is megállja a helyét.
A teljes cikk itt olvasható.
