لماذا يعتبر الألومنيوم مهمًا في تحول الطاقة
تعتمد أنظمة الطاقة المتجددة على ثلاثة من أقوى خصائص الألومنيوم: الوزن الخفيف، والتوصيل الكهربائي والحراري العالي، ومقاومة التآكل. كل كيلوغرام يتم توفيره في جهاز تعقب الطاقة الشمسية أو توربينات الرياح أو حاوية البطارية يقلل من تكلفة الفولاذ الهيكلي والخرسانة الأساسية وتكلفة التركيب. ولأن الألومنيوم يمكن إعادة تدويره بشكل متكرر دون فقدان الجودة، فإن المعدن يدعم أهداف الاقتصاد الدائري-لصناعة الطاقة.
الطاقة الشمسية: الإطارات وأجهزة التتبع والنباتات العائمة
يتم تأطير الوحدات الكهروضوئية عالميًا تقريبًا من الألومنيوم المبثوق، عادةً 6063-T5/T6 أو 6005-T5. يجب أن يحافظ الإطار على صفائح الزجاج بشكل مسطح، ويصرف الماء، ويتحمل عقودًا من الأشعة فوق البنفسجية والتدوير الحراري. الإطارات المؤكسدة، التي تم تشطيبها وفقًا لمعيار ISO 7599، تتحمل التعرض لرذاذ الملح لآلاف الساعات في المنشآت الساحلية والبحرية. تستخدم أجهزة التتبع أحادية المحور أنابيب وأقواس عزم الدوران من الألومنيوم، ووحدات تركيب مزارع الطاقة الشمسية العائمة على الهياكل العائمة 6061-T6 أو 6005، حيث تحل مناعة الألومنيوم ضد التآكل محل عبء صيانة الفولاذ في الماء. نظرًا لأن الإطار قابل لإعادة التدوير بالكامل، فإن إعادة تدوير الوحدة في نهاية عمرها الافتراضي تعمل على استعادة الألومنيوم بشكل نظيف.
طاقة الرياح: المسبوكات، وأنظمة نقل الحركة، والتبريد
في توربينات الرياح، يظهر الألومنيوم في صورة -صب الرمل ومكونات القالب الدائم- مثل مبيت علبة التروس، وأقراص المكابح، ومسبوكات المحور المصنوعة من A356-T6، وهي سبيكة صب Al-Si-Mg التي تجمع بين قابلية الصب وقوة إنتاج تبلغ حوالي 200 ميجا باسكال بعد معالجة T6. يشكل الألمنيوم المبثوق والمدلفن أيضًا سلالم ومنصات وحوامل كابلات ومشتتات حرارية لمحولات الطاقة داخل الكنة، حيث تحافظ الموصلية الحرارية للمعدن على الإلكترونيات تحت حدود التشغيل الخاصة بها. تظل هياكل الأبراج نفسها في الغالب من الفولاذ لأسباب تتعلق بالتكلفة، ولكن يتم استخدام الألومنيوم في منصات طائرات الهليكوبتر ومنصات الوصول والهياكل الداخلية التي يجب ألا تصدأ في الهواء المالح البحري.
البنية التحتية للشبكة: الموصلات وقضبان التوصيل
لقد كان الألومنيوم هو العمود الفقري لخطوط الطاقة الهوائية لعقود من الزمن لأنه يوصل الكهرباء بشكل جيد بحوالي نصف الوزن وجزء صغير من تكلفة النحاس. تستخدم الخطوط الحديثة ذات السعة العالية- تصميمات ACCC (القلب المركب لموصل الألومنيوم)، حيث يدعم القلب المركب موصل الألومنيوم، مما يسمح بتيار أعلى عند الترهل المنخفض. داخل المحطات الفرعية، عادةً ما يتم بثق قضبان التوصيل من 6101-T6، وهي سبيكة تم تطويرها للخدمة الكهربائية مع الحد الأدنى من الموصلية بحوالي 55% IACS بالإضافة إلى القوة الميكانيكية العملية. يوفر سلك الموصل 1350 EC أعلى موصلية عند حوالي 61-62% IACS لخطوط التوزيع والنقل.
تخزين الهيدروجين والطاقة
يدعم الألومنيوم اقتصاد الهيدروجين في دورين. أولاً، يتم تخزين الهيدروجين المضغوط في أوعية ضغط مركبة: تستخدم الخزانات من النوع III بطانة رقيقة من الألومنيوم، مغزولة ومكونة من 6061، ملفوفة بألياف الكربون، ومصنفة لضغوط الخدمة البالغة 350-700 بار. ثانيًا، يعد الألومنيوم معدنًا نشطًا في حد ذاته، وتعد البطاريات الهوائية المصنوعة من الألومنيوم- وتوليد الهيدروجين المعتمد على الألين- من المجالات البحثية النشطة لتخزين الطاقة-عالية الكثافة. تعمل المبادلات الحرارية المصنوعة من الألومنيوم أيضًا على تبريد المحللات الكهربائية وإلكترونيات طاقة خلايا الوقود، مع الاستفادة من التوصيل الحراري للمعدن وقابليته للتشكيل في تصميمات زعانف مدمجة.
الطاقة الحرارية الأرضية وأنظمة الحرارة الصناعية
تعتمد محطات الطاقة الحرارية الأرضية والحلقات الحرارية الصناعية على مبادلات حرارية مقاومة للتآكل. تتعامل مبادلات الألمنيوم ذات الزعانف-و-الأنبوبية مع خدمة درجات الحرارة المعتدلة بشكل اقتصادي، بينما تقاوم سبائك النحاس المتخصصة-ومكثفات الألمنيوم المطلية السوائل الحرارية الأرضية الكبريتية. تظهر نفس تقنية الزعانف في المضخات الحرارية، حيث حلت ملفات الألمنيوم الدقيقة محل النحاس في العديد من الأنظمة السكنية بسبب انخفاض تكلفة المواد والأداء الحراري المتساوي.
الأسئلة المتداولة
ما هي سبائك الألومنيوم المستخدمة في إطارات الألواح الشمسية؟يتم بثق معظم الإطارات الكهروضوئية من 6063-T5/T6 أو 6005-T5، والتي تجمع بين القوة الكافية، ومقاومة التآكل، والبثق المنخفض التكلفة للمقاطع المعقدة.
هل يستخدم الألمنيوم في توربينات الرياح؟نعم، بشكل رئيسي في المسبوكات مثل علبة التروس A356-T6 ومكونات المحور، بالإضافة إلى منصات الكنة، وصواني الكابلات، والمشتتات الحرارية، وهياكل الوصول البحرية.
لماذا يتم استخدام قضبان الألمنيوم في المحطات الفرعية؟توفر قضبان التوصيل المصنوعة من الألومنيوم، عادةً 6101-T6، حوالي 55-62% من موصلية IACS بنصف الوزن تقريبًا وتكلفة أقل من النحاس، مع قوة كافية لتمتد دعامات العازل.
كيف يتم استخدام الألومنيوم في تخزين الهيدروجين؟تستخدم أوعية الضغط المركبة من النوع الثالث بطانة من الألومنيوم (عادة 6061) مع غلاف من ألياف الكربون - لتخزين الهيدروجين عند 350-700 بار؛ يظهر الألومنيوم أيضًا في المبادلات الحرارية وألواح الناقلات.
هل الألومنيوم أم النحاس أفضل للكابلات المتجددة؟يتميز النحاس بقدرة توصيل أعلى لكل-مقطع عرضي، لكن الألومنيوم يفوز بالوزن والتكلفة للخطوط الهوائية، وقضبان التوصيل، والموصلات الكبيرة؛ يعتمد الاختيار على المساحة وبيئة التآكل وممارسة الإنهاء.
هل يمكن استخدام الألمنيوم المعاد تدويره في معدات الطاقة؟نعم. يستخدم الألومنيوم المعاد تدويره على نطاق واسع في الإطارات الشمسية، وقضبان التوصيل، والمسبوكات، حيث أن المعدن الثانوي يمكن أن يلبي نفس المواصفات الميكانيكية والكهربائية مثل المعدن الأساسي. هل ترغب في إنشاء مشروع للطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو الشبكة يحتاج إلى مقاطع ألومنيوم أو مصبوبات أو مواد من فئة الموصلات- المعتمدة؟ شارك مواصفاتك واحصل على عرض أسعار مع شهادات المصنع.
