Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 482

Jalový výkon a tokamak

Provoz magnetických systémů tokamaku ITER vyžaduje stejný druh proudu, jaký dodávají baterie do baterek, přenosných počítačů a smartphonů. Tento proud, který teče pouze jedním směrem, se nazývá stejnosměrný proud (DC, direct current), na rozdíl od střídavého proudu (AC, alternate current), který napájí většinu spotřebičů a průmyslových strojů. Průběh střídavého proudu i napětí v čase může být reprezentován sinusovkou, a pro použití takového proudu je velmi důležité, aby tato sinusovka zůstala pravidelná. Problém u tokamaku ITER spočívá v tom, že usměrněním AC na DC se „znečišťuje“ střídavý proud a narušuje jeho distribuci. Proto je bezpodmínečně nutné, aby pro zachování kvality distribuce zajistili provozovatelé v celé síti vhodná „nápravná“ opatření pro zachování pravidelného sinusového průběhu střídavého proudu.

Fotogalerie (1)
V sousedství budovy pro řízení jalového výkonu se nachází pole kondenzátorů, rezistorů a senzorů, jejichž cílem je vyhladit tok střídavého proudu uvnitř instalace ITER i v bezprostřední blízkosti staveniště (Credit © ITER Organization, http://www.iter.or

Co je jalový výkon

Pokud elektrický obvod obsahuje pouze čistě ohmickou impedanci, je celý výkon činný a koná práci. Jakákoli indukčnost či kapacita v obvodu je zdrojem jalového výkonu. Na rozdíl od „činného výkonu“, který rozsvěcuje lampy a roztáčí stroje, tento přízraku podobný proud neprovádí žádnou užitečnou práci - jednoduše se pohybuje tam a zpět v obvodu střídavého proudu. Jakákoli instalace konvertoru AC/DC má tendenci zesilovat jalový výkon v síti AC a vytvářet harmonické zkreslení v sinusové vlně. Pokud je jalový výkon způsoben indukčností (cívkou), pak se snižuje zařazením kapacitorů (kondenzátorů), pokud je jalový výkon způsobený kapacitou, snižuje ho indukčnost (zařazení cívky). Mluvíme o jednoduchém elektrickém obvodu se snadno identifikovatelnou příčinou jalového výkonu. Je ovšem jasné, že snižovat jalový výkon způsobený AC/DC převodníky pro ITER, kde výsledný DC výkon bude 500 MW, asi nebude nic jednoduchého. Zařízeni na kompenzaci jalového výkonu u tokamaku ITER je největší na světě.

Užitečná investice

Protože zařízení uvnitř budov přeměny energie magnetů ITER je mimořádně silné, zkreslení, pokud není kompenzováno, by velmi ovlivnilo místní distribuci střídavého proudu. A pokud jde o účty za elektřinu, je to také docela nákladné: náklady na přepravu zbytečného jalového výkonu by poskytovatel veřejné služby nakonec vyúčtoval zákazníkovi. Z tohoto pohledu není konstrukce účinného systému kompenzace jalového výkonu kupodivu jalovou, nýbrž užitečnou investicí.

Hektarové pole elektrických zařízení

V energeticky náročném těžkém průmyslu, jako jsou třeba ocelárny nebo loděnice, stačí budova střední velikosti, aby pojmula všechna potřebná zařízení pro „snížení harmonického zkreslení“ střídavého proudu. U tokamaku ITER, který vyžaduje stejnosměrný výkon až 500 MW, zabírá takové zařízení nejen velkou „budovu řízení jalového výkonu“, ale také ještě další hektarovou „oblast kompenzátorů jalového výkonu“. V tomto prostoru přeplněném kondenzátory, rezistory a senzory (to vše řízeno tyristory), probíhá složitý proces zaměřený na vyhlazení toku střídavého proudu jak pro instalaci ITER, tak pro bezprostřední okolí - konkrétně sousední výzkumné centrum CEA-Cadarache a vesnice nejblíže ke staveništi tokamaku ITER.

Kompenzace zkreslení v AC

Proces spočívá v kompenzaci jalového výkonu, který je generován ve střídavém proudu díky přítomnosti „zdrojů“, jako jsou střídače AC/DC v zařízeních přeměny energie pro magnety ITER. Systém kompenzace jalového výkonu v tokamaku ITER a filtrování harmonických patří k největším na světě. V budově řízení jalového výkonu, která skrývá devět třímetrových tyristorů, je instalace zařízení nyní dokončena na 80 procent; v oblasti kompenzátorů jalového výkonu překonala instalace hranici 75 procent. Za dodávku celého zařízení je odpovědná Čína a vyrábí ho společnost Rongxin Power Electronic Co. Ltd. (RXPE). Zařízení instaluje italské konsorcium Fincantieri SI a jeho partner SAET.

Milan Řípa
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Velký bratr vás sleduje

Pokud brouzdáte po internetu, jste stále atakováni reklamami. Někteří inzerenti na vás ale číhají i nepozorováni. Nabídky v reálném čase (RTB) jsou procesem, při kterém ...

Top 10 podivných věcí, které byly hacknuty

Protože technologie zabírají stále významnější část našeho života, jsou také stále bližší (a častější) nejrůznější počítačové hrozby.

Jihočeský jaderný park

Jihočeský kraj, ČEZ a ÚJV Řež zakládají Jihočeský jaderný park. Projekt má urychlit přípravu a zavádění malých modulárních reaktorů v České republice.

Výměna rotoru jednoho ze dvou největších českých generátorů

Zařízení, které produkuje přibližně 10 % české spotřeby elektřiny, prochází kontrolami a modernizací. Technici do generátoru prvního bloku JE Temelín na konci května instalovali záložní rotor generátoru.

Vodík a grafen z metanu

Na břehu řeky Cam, blízko místa, kde trénují vysokoškolské veslařské týmy Cambridge, druhé nejstarší britské univerzity, stojí šedý přepravní kontejner připravený pro Abu Dhabi.

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail