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復合材料可以改善可再生能源在整個電網(wǎng)中的傳輸
可再生能源具有取代化石燃料燃燒產(chǎn)生的溫室氣體排放的能力,同時還能改善能源的獲取。為了充分利用可再生能源的潛力,必須對電氣基礎設施進行更新以適應供應和運輸電力需求的增長。使用復合材料可以改善可再生能源在整個電網(wǎng)中的傳輸。盡管為減少能源使用做出了努力,但不斷增長的人口和經(jīng)濟增長正在推動全球能源需求。為了平衡全球需求與清潔能源的使用,我們必須投資于能夠增加可再生資源能源利用的項目。但是,為了適應基礎設施中可再生能源的廣泛使用,電網(wǎng)必須能夠滿足現(xiàn)代能源需求。
可再生能源可能位于遠離產(chǎn)生的能量消耗的地方。例如,意大利的大多數(shù)風力發(fā)電廠都位于該國的南部,但該國的工業(yè)中心位于北部。結(jié)果,傳輸和分配基礎結(jié)構(gòu)必須能夠承受額外的負載。這些電源線中有許多是數(shù)十年前安裝的,其設計目的并不是容納現(xiàn)代能源的額外組合。
傳統(tǒng)導體包括一個外部鋁導體環(huán)和一個增強鋼芯–被稱為鋁導體鋼增強(ACSR)導體。但是,它們的電流容量受到具有高熱膨脹系數(shù)的鋼芯的限制,這意味著通過導體的電流和環(huán)境溫度產(chǎn)生的熱量會使鋼膨脹。
結(jié)果是塔架支撐之間的導體加長,這會引起熱垂度,導體會降落到地面。懸掛數(shù)十年后自然下垂的老式導體會加劇這種情況。超出標準的凹陷會帶來安全風險,并可能導致斷電,因此這些導體必須承載較低的電流。
盡管電網(wǎng)中存在舊導體的問題,但許多公用事業(yè)公司仍不愿完全更換塔式基礎設施,因為它需要大量的勞力,時間和經(jīng)濟投資。在地形不平坦的地區(qū)(例如山區(qū)),尤其是在可能需要附加設備(例如直升機)的地方,尤其如此。
代替完全的基礎架構(gòu)替換,ACSR線路可以升級為具有較低熱膨脹系數(shù)的復合芯導體,從而使導體可以承載兩倍的電流。復合材料的高強度重量比可轉(zhuǎn)化為較高的拉伸強度,從而可以將導體拉得更緊。復合鐵芯比鋼更輕,從而允許導體中有更多的導電鋁,從而提高了傳輸能力。
升級比更換整個電網(wǎng)便宜得多,因為它可以重復使用現(xiàn)有的塔架和塔式基礎設施。該過程也明顯更快,從而將對能源供應的干擾降到最低。此外,如果將復合芯導體用于電氣基礎設施必須從零開始的新區(qū)域,則高電流容量可以減少塔數(shù)。
Exel Composites生產(chǎn)具有低熱膨脹系數(shù)的堅固輕巧的復合材料芯。這些內(nèi)核在加速老化測試中表現(xiàn)出色,而性能卻降到了最低,該公司可以與公用事業(yè)部門合作來滿足他們的測試需求。碳纖維復合芯是使用經(jīng)濟高效的拉擠成型和拉制連續(xù)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的,可以一次繞制幾公里,以保持較低的生產(chǎn)成本,同時確保質(zhì)量穩(wěn)定。
可再生能源將在緩解氣候變化中發(fā)揮關(guān)鍵作用,并提供改善能源供應的機會。將較早的電力線從鋼芯導體升級為復合材料替代品將增加電網(wǎng)的當前容量,從而有效地將可再生能源從發(fā)電到最終使用,從而為未來提供動力。
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