KONDUKTIVITAS

Sumber Energi yang Lebih Efisien

0
5
Dr. Marjin Pieter Oomen mencoba praktik kelayakan superkonduktif untuk menggantikan pembangkit listrik. Uji coba dilakukan dengan cairan nitrogen (Sumber foto: Pictures of the Future/SIEMENS, 20110

Onnes discovery akan menjadi dasar  banyak aplikasi masa depan  dari generator dan motor untuk pembatas arus dan MRT.

Dr. Marjin Pieter Oomen  mencoba praktik kelayakan superkonduktif untuk menggantikan pembangkit listrik. Uji coba dilakukan dengan cairan nitrogen (Sumber  foto: Pictures of the Future/SIEMENS, 20110
Dr. Marjin Pieter Oomen mencoba praktik kelayakan superkonduktif untuk menggantikan pembangkit listrik. Uji coba dilakukan dengan cairan nitrogen (Sumber foto: Pictures of the Future/SIEMENS, 20110

Fisikawan Belanda Heike Kamerlingh Onnes tidak tahu ia meluncurkan revolusi ilmiah ketika ia menjadi orang pertama untuk mencairkan helium kembali pada tahun 1908.  Proses yang digunakan mengakibatkan untuk pertama kalinya dalam suhu hanya dua derajat (dua Kelvin) di atas nol mutlak (-273C).

Melalui eksperimen cryogenic-nya pada tahun 1911,  ia menemukan bahwa hambatan listrik merkuri turun tiba-tiba nilai hampir tidak terukur pada suhu empat Kelvin (K).  Superkonduktivitas transmisi loss-bebas energi listrik telah ditemukan.

Advertisement

Meskipun membutuhkan 46 tahun lagi untuk mengembangkan teori yang menjelaskan fenomena ini, para ilmuwan tetap menyadari potensinya.  Superkonduktivitas tidak hanya menawarkan kemungkinan mengangkut listrik dalam jumlah besar melalui jarak yang besar tanpa kerugian, bisa juga digunakan untuk menghasilkan medan magnet yang kuat, mengembangkan teknik pengukuran yang sangat tepat, dan membuat sistem energi yang lebih efisien dan kuat.

Gambar copper oxides: Sumber foto: http://periodictable.com/Samples/)
Gambar copper oxides: Sumber foto: http://periodictable.com/Samples/)

Akan tetapi, satu masalah besar terjadi.  Teknologi pendingin yang kompleks dan mahal dengan helium gas inert tampaknya menjadi satu-satunya cara untuk mencapai suhu transisi,  yaitu titik di mana efek superkonduktor pertama terjadi. Oleh karena itu superkonduktor menjadi mahal.

Kemudian industri ini berubah pada tahun 1986, ketika dua fisikawan bernama Ajex Muller dari Swiss dan George Bednorz dari Jerman, menemukan senyawa keramik, lantanum barium tembaga oksida, yang menjadi superkonduktif pada 35 K.  Kedua ilmuawan ini menerima Hadiah Nobel pada tahun 1987 untuk pekerjaan mereka.  Terinspirasi yang disebut superkonduktor suhu tinggi (HTS), para peneliti di seluruh dunia mulai mencari zat dengan suhu transisi yang lebih tinggi.

Rekor HTS saat ini dipegang oleh merkuri thallium barium kalsium oksida tembaga, yang suhu transisi adalah 138 K.  Penemuan yttrium barium tembaga oksida (suhu transisi: 92 K) pada tahun 1987 memungkinkan untuk mendinginkan dengan nitrogen cair pada 77 K.

Berbeda helium cair,  Iiquidnitrogen adalah pendingin yang mudah dan relatif murah untuk menghasilkannya.  Namun,  sampai HTS dalam skala yang luas,  secara teknis, kualitas—superkonduktor akan terus mendominasi pasar.  Superkonduktor tersebut ditemukan hari ini di sistem pencitraan yang diproduksi oleh Siemens,  seperti resonancetomographs magnetik ( MR1 ).

Di sini,  superkonduktor kabel yang terbuat dari paduan niobium-titanium.  Berkat arus listrik yang kuat yang mengalir melalui mereka,  superkonduktor ini menghasilkan medan magnet yang sangat kuat dari beberapa teslastronger daripada yang dibuat oleh HTS.  Medan magnet kuat dalam hasil MRT lebih baik rasio kebisingannya dan gambar yang lebih tajam.

Baca juga :   State Electricity Firm Signs 11 Contracts to Buy Clean Energy

Kapal propulsion dengan superkonduktor

HTS komersial berbasis aplikasi pertama secara bertahap muncul di Sektor Industri dan Energi Siemens.  Bekerja dengan Solusi Kelautan Siemens dan Drives besar unit usaha,  peneliti pada Siemens Corporate Technology (CT) telah mengembangkan unit propulsi FITS kapal yang menampilkan rotor tidak menggunakan listrik meskipun superkonduktor kepadatannya 100 kali lebih besar dari kumparan tembaga.

Hal ini memungkinkan untuk mengurangi berat dan volume hingga 50 persen,  karena bahan yang lebih sedikit yang digunakan,  biaya juga secara signifikan lebih rendah.  Hal ini penting bagi operator kapal,  yang sistem propulsinyA tunduk pada keterbatasan ukuran.

Peneliti CT juga memeriksa penggunaan HTS pembatas arus di fasilitas tegangan tinggi.  Pembatas ini secara otomatis dan cepat untuk dapat melindungi jaringan listrik pada saat terjadi arus pendek,  sehingga mencegah kerusakan kabel,  trafo,  dan generator.  Fokus penelitian lain adalah pada HTS kumparan yang dapat mengurangi kerugian pembangkit-pembangkit listrik di setengahnya.

HTS kabel dalam rotor generator yang harus menahan percepatan sentrifugal 5. 000 kali lebih besar dari percepatan gravitasi bumi.  Mereka juga harus andal didinginkan sampai 33 K.  Pada Februari 2011 sebuah proyek untuk membangun sebuah rig tes FITS untuk suatu aplikasi pembangkit-pembangkit listrik itu berkumpul dengan dana dari Jerman Kementerian potensi ekonomi dan teknologi.

Proyek dikoordinasikan oleh CT dan dilaksanakan bekerjasama dengan Institut Teknologi Karlsruhe (KIT).  Tujuan jangka panjang proyek ini adalah untuk mengembangkan generator HTS prototipe dengan output beberapa ratus megawatt.

Meskipun semua proyek dan keberhasilan,  potensi superkonduktor masih jauh dari habis.  Para ilmuwan yakin bahwa Onnes Discovery akan menjadi dasar dari banyak aplikasi masa depan,  dari generator dan motor untuk pembatas arus dan MRT.  Jadi, inilah peralihan seratus tahunan. (Sumber: Bahan diolah dari tulisan Sebastian Webel, Pictures of the Future/SIEMENS)

Advertisement

Tulis Opini Anda