Pam Daeth Alwminiwm yn Arweinydd Asgwrn Cefn
Mae alwminiwm yn ganolog i systemau ynni modern oherwydd ei fod yn cyfuno tri eiddo sy'n anodd eu darganfod gyda'i gilydd: dargludedd trydanol uchel, màs isel a ffilm ocsid amddiffynnol sefydlog. Mae llinellau uwchben a adeiladwyd fel dur cyfansawdd alwminiwm yn cario 200 kV tra'n arbed tua 40% o bwysau dargludydd copr cyfatebol, sy'n lleihau llwyth twr yn uniongyrchol a straen mecanyddol ar rychwantau hir. Mae gradd dargludydd AA1350 yn cyrraedd 61% o ddargludedd IACS, ac mae amrywiadau aloi sy'n gwrthsefyll ymgripiad yn dal eu tensiwn am 50 mlynedd neu fwy, felly mae sag yn aros yn rhagweladwy ar draws oes dylunio llinell. Mae ymwrthedd cyrydiad yn ddigon i wrthsefyll chwistrelliad halen arfordirol, ac mae seilwaith grid byd-eang eisoes yn cynnwys mwy na 30 miliwn o dunelli o alwminiwm.
Mae'r un cyfuniad o briodweddau, yn hytrach na dargludedd yn unig, yn esbonio pam mae alwminiwm wedi ehangu o linellau trawsyrru i gymwysiadau solar, batri, hydrogen a niwclear.
Trawsyrru Uwchben a Seilwaith Grid
Dargludyddion dur alwminiwm cyfansawdd ar gyfer llinellau uwchben foltedd uchel, gyda'r craidd dur yn cario llwyth mecanyddol a'r haenau alwminiwm yn cario cerrynt.
AA1350 ac aloion sy'n gwrthsefyll ymgripiad wedi'u nodi lle mae cadw tensiwn a sag isel dros ddegawdau yn bwysicach na chryfder brig.
Perfformiad cyrydiad yn ddigonol ar gyfer llwybrau arfordirol llawn halen ac atmosfferau diwydiannol, gan osgoi baich cynnal a chadw trymach dargludyddion llai gwrthsefyll.
Mae arbedion pwysau o tua 40% yn erbyn copr yn caniatáu rhychwantau hirach neu dyrau ysgafnach ar gyfer yr un tollau cario cerrynt.
Ffotofoltäig Solar
Mae fframiau alwminiwm anodedig yn amddiffyn modiwlau ffotofoltäig rhag 30 mlynedd o amlygiad UV tra'n cadw pwysau modiwl yn ddigon isel ar gyfer strwythurau mowntio to. Mae adlewyrchwyr ôl-ddalennau yn cynyddu effeithlonrwydd modiwl tua 5% trwy ddychwelyd golau nas defnyddiwyd i'r gell. Mae systemau ffrâm a rheilffyrdd ysgafn yn symleiddio gosod toeon ac yn lleihau'r atgyfnerthiad strwythurol sydd ei angen ar adeiladau presennol, ac mae'r gallu i ailgylchu'r metel yn cyd-fynd â'r achos amgylcheddol dros gynhyrchu solar. Mae angen tua 15 tunnell o alwminiwm ar fferm solar nodweddiadol ar gyfer pob megawat o gapasiti gosodedig, sy'n gwneud dewis deunydd yn gwestiwn cost canolog a chynaliadwyedd wrth gynllunio prosiectau.
Batris a Storio Ynni
Mae celloedd ïon lithiwm yn defnyddio ffoil alwminiwm tua 20 µm o drwch fel casglwr cerrynt, sy'n cael ei werthfawrogi am ddargludedd, pwysau isel a sefydlogrwydd electrocemegol.
Mae batris aer alwminiwm yn cyrraedd dwysedd egni o tua 1,500 Wh/kg, ymhell uwchlaw cemeg ïon lithiwm confensiynol.
Mae dyluniadau ïon sodiwm yn defnyddio alwminiwm fel dewis amgen nad yw'n gopr ar gyfer casglu cyfredol, gan ddileu tagfa cyflenwad o'r bil deunyddiau.
Mae platiau rheoli thermol yn tynnu gwres i ffwrdd o gelloedd i atal gorboethi ac i gysoni dosbarthiad tymheredd ar draws y pecyn.
Mae ailgylchu yn adennill mwy na 95% o'r alwminiwm sydd wedi'i gynnwys ym mhecynnau batri diwedd oes.
Hydrogen, Celloedd Tanwydd a Systemau Cymorth Niwclear
Mae llestri pwysedd Math IV yn defnyddio leinin alwminiwm tua 3 mm o drwch ar gyfer storio hydrogen ar 700 bar, lle mae'r leinin yn darparu'r rhwystr treiddiad ac mae'r gorlapiad cyfansawdd yn cario'r llwyth pwysau. Mae platiau deubegwn mewn celloedd tanwydd yn manteisio ar ddargludedd alwminiwm, mae adweithyddion catalytig yn defnyddio swbstradau diliau alwminiwm i wneud y mwyaf o arwynebedd arwyneb mewn cyfaint fach, ac mae electrolyswyr yn cynnwys casglwyr cerrynt alwminiwm. Mae alwminiwm powdr hefyd yn cael ei astudio fel cludwr ynni sero allyriadau.
Mewn cynhyrchu niwclear, mae aloion cladin AA6061 yn cynnwys rhodenni tanwydd yn ddiogel, mae cyfnewidwyr gwres mewn cylchedau oeri yn gwrthsefyll cyrydiad o ddŵr di-fwyneiddio, mae cyfansoddion boron alwminiwm yn cyfrannu at gysgodi ymbelydredd, ac mae pecynnau dadgomisiynu yn defnyddio alwminiwm ar gyfer cyfyngu gwastraff tymor hir. Mae pob un o'r dyletswyddau hyn yn dibynnu ar yr un proffil sylfaenol: dwysedd cymedrol, dargludedd thermol da, ymddygiad cyrydiad rhagweladwy a llwybr ailgylchu aeddfed.
Cwestiynau Cyffredin
C: Pam mae alwminiwm yn well na chopr ar gyfer trosglwyddo pŵer?
Mae dargludyddion dur alwminiwm cyfansawdd yn cario 200 kV gyda thua 40% yn llai o bwysau na chopr, sy'n lleihau llwyth twr; AA1350 yn cyrraedd 61% dargludedd IACS a graddfeydd ymwrthol-yn dal tensiwn am 50 mlynedd neu fwy.
C: Faint o alwminiwm sydd ei angen ar fferm solar?
Tua 15 tunnell o alwminiwm fesul megawat o gapasiti gosodedig, yn gorchuddio fframiau, strwythurau mowntio a chydrannau trydanol.
C: Pa dechnolegau batri sy'n dibynnu ar alwminiwm?
Mae celloedd ïon lithiwm yn defnyddio casglwyr cerrynt ffoil tua 20 µm o drwch, mae batris aer alwminiwm yn cyrraedd tua 1,500 Wh/kg, ac mae dyluniadau ïon sodiwm yn defnyddio alwminiwm yn lle copr, gydag ailgylchu yn adennill dros 95% o batri alwminiwm.
C: Pa rôl mae alwminiwm yn ei chwarae mewn storio hydrogen?
Mae tanciau Math IV yn defnyddio leinin alwminiwm tua 3 mm o drwch ar gyfer gwasanaeth 700-bar, ac mae platiau deubegwn celloedd tanwydd ynghyd â chasglwyr cerrynt electrolyswr yn dibynnu ar ei ddargludedd.
C: Sut mae alwminiwm yn cael ei ddefnyddio mewn gweithfeydd niwclear?
Mae cladin AA6061 yn cynnwys rhodenni tanwydd, mae cyfnewidwyr gwres yn gwrthsefyll cyrydiad dŵr wedi'i ddad-fwyneiddio, mae cyfansoddion boron alwminiwm yn cefnogi cysgodi ymbelydredd ac mae pecynnau dadgomisiynu yn dibynnu ar y metel am gyfyngiad tymor hir.
C: A yw alwminiwm yn cyrydu mewn amodau arfordirol a morol?
Mae ei ffilm ocsid naturiol yn ei gwneud yn gallu gwrthsefyll chwistrellu halen arfordirol, a dyna pam mae dargludyddion uwchben o'r math hwn yn cael eu defnyddio'n helaeth ar hyd arfordiroedd ac mewn rhanbarthau diwydiannol llaith.
