స్వయంచాలకంగా కరెంట్‌ను సమాంతర షంట్‌లోకి మళ్లించడం ద్వారా (గరిష్ట కరెంట్‌ను దాటవేయడానికి బాహ్య నిరోధకత) లేదా కరెంట్ మార్గం లో తీవ్ర నిరోధకత ఏర్పాటు తో కరెంట్ పెరుగుదలను పరిమితం చేయడం ద్వారా షార్ట్-సర్క్యూట్‌ల నుండి పవర్ గ్రిడ్‌లను రక్షించగల స్మార్ట్ సిస్టమ్ ప్రోటో టైప్ ను ఒక  భారతీయ పరిశోధకుడు వినూత్న గా ఆవిష్కరించారు.

పవర్ గ్రిడ్ లు వంటి విద్యుత్ పంపిణీ వ్యవస్థలలో కూడా షార్ట్ సర్క్యూట్ పరిస్థితులు తరచుగా చోటు చేసుకుంటాయి, దీని ఫలితంగా పవర్ గ్రిడ్ లను దెబ్బ తీయగల భారీ కరెంట్ ఉపద్రవాలు సంభవిస్తాయి. ఎందుకంటే పవర్ గ్రిడ్ లు తీవ్ర స్థాయిలో కరెంట్ ని హ్యాండిల్ చేయగల  డిజైన్ కలిగిఉండవు. ఈ లోపభూయిష్ట కరెంట్ (ఫాల్ట్ కరెంట్) పవర్ గ్రిడ్ లను దెబ్బతీస్తుంది, ఇది పెద్ద ఆర్థిక నష్టాన్ని ,విద్యుత్ సరఫరాలో అంతరాయం కలిగిస్తుంది.

ఇటీవలి సంవత్సరాల్లో సూపర్ కండక్టర్లను ఉపయోగించి ఒక కొత్త ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్ టెక్నాలజీ ని అభివృద్ధి చేశారు. . వీటిని సూపర్ కండక్టింగ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్స్  (ఎస్ సిఎఫ్ఎల్) అని అంటారు. ఈ సాంకేతికతను   ఒక త్రెష్ హోల్డ్ కరెంట్ విలువ వరకు, అంటే క్లిష్టమైన విద్యుత్ వరకు ప్రవాహాలకు శూన్య నిరోధకతను అందించే సూపర్ కండక్టర్ల ఆధారంగా అభివృద్ధి చేశారు. క్రిటికల్ కరెంట్ దాటిన  విద్యుత్ ప్రవాహం వద్ద, సూపర్ కండక్టర్ నిరోధకత్వం ఎక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, ఎస్ సిఎఫ్ఎల్ ఆపరేటింగ్ సూత్రం ఏమిటంటే, సూపర్ కండక్టర్ క్రిటికల్ కరెంట్ ని ఫాల్ట్ కరెంట్ అధిగమించినప్పుడు, దాని నిరోధకత్వం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇది ఫాల్ట్ కరెంట్ ని తగ్గిస్తుంది, ఫాల్ట్ కరెంట్ త్రెష్ హోల్డ్ క్రిటికల్ కరెంట్ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, సాధారణ జీరో రెసిస్టెన్స్ మోడ్

ఆపరేషన్ రిటర్న్ లు అందిస్తుంది. . ఎస్ సిఎఫ్ఎల్ తన ఆపరేషన్ లో ఎనర్జీ ఎఫిషియెంట్.

పశ్చిమ దేశాలలోని కంపెనీలు ఇప్పటికే సూపర్ కండక్టింగ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్స్  (ఎస్ సిఎఫ్ఎల్) టెక్నాలజీలో పెట్టుబడులు పెడుతున్నాయి. అయితే, అవి ఖరీదైనవి, ప్రతి సూపర్ కండక్టింగ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్ సుమారు ఖర్చు యూరో 1 మిలియన్ ~ రూపాయలు 8,00,00,000 (ఎనిమిది కోట్లు) గా ఉంది.

ఇండియన్ ఇనిస్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ, కాన్పూర్ (ఐఐటి కాన్పూర్) కు చెందిన ప్రొఫెసర్ సత్యజిత్ బెనర్జీ, ఆయన గ్రూప్ (మహ్మద్ ఆరిఫ్ ఆలీ) దేశీయంగా వినూత్న స్మార్ట్ సూపర్ కండక్టింగ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్ (ఎస్ సిఎఫ్ ఎల్ ఎస్ ఎమ్) ప్రోటోటైప్ ఆవిష్కరణను అభివృద్ధి చేశారు, దీనిలో సూపర్ కండక్టింగ్ ఎలిమెంట్ సూపర్ కండక్టర్ చుట్టూ ఆవరించిన హాల్ సెన్సార్ ల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుంది.

ఈ సర్క్యూట్ స్విచ్ ద్వారా తక్కువ నిరోధకత్వం షంట్ కు సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయబడుతుంది. హాల్ సెన్సార్ల శ్రేణి ఎస్.సి.ఎఫ్.ఎల్.ఎస్.ఎం లో ఉపయోగించే సూపర్ కండక్టర్ పై ప్రవహించే విద్యుత్ నిరంతర పర్యవేక్షణను అనుమతిస్తుంది. ఫాల్ట్ లిమిటింగ్ సూపర్ కండక్టింగ్ ఎలిమెంట్ ద్వారా విద్యుత్ ఖచ్చితమైన ,నిరంతర మోటరింగ్ ఆటోమేటిక్ చర్యను ప్రేరేపిస్తుంది, విద్యుత్ ను సమాంతర షంట్ లోకి మళ్లించడం మరియు గ్రిడ్ ను రక్షించడం చేస్తుంది. ఎస్.సి.ఎఫ్.ఎల్.ఎస్.ఎం లోని స్మార్ట్ అంశం ఏమిటంటే, ఇది ఎస్.సి.ఎఫ్.ఎల్.ఎస్.ఎమ్ గుండా ప్రవహించే ఏ విద్యుత్ యూజర్ సెట్టబుల్ వద్దనైనా ముందుగా నిర్ణయించిన త్రెష్ హోల్డ్ విలువ వద్ద  ఫాల్ట్ లిమిటింగ్ చర్యను అనుమతిస్తుంది. . ఈ ఫీచర్ సంప్రదాయ ఎస్ సిఎఫ్ఎల్ లా కాకుండా ఉంటుంది, దీనిలో ఫాల్ట్ లిమిటింగ్ యాక్షన్ కేవలం కీలకమైన కరెంట్ వాల్యూలో సెట్ చేయబడుతుంది, ఇది సూపర్ కండక్టర్ మెటీరియల్ , సూపర్ కండక్టర్ యొక్క సింథసిస్ సమయంలో ఇది చేసిన ప్రాసెసింగ్ ద్వారా ఫిక్స్ చేయబడుతుంది.

మరో ప్రయోజనం ఏమిటంటే, ఎస్ సిఎఫ్ ఎల్ ఎస్ ఎమ్ దాని లోపల ఉపయోగించే సూపర్ కండక్టర్ అంతటా ప్రస్తుత పంపిణీ ,నిరంతర పర్యవేక్షణ ,మ్యాపింగ్ కు అనుమతిస్తుంది. ఇది ఎస్.సి.ఎఫ్.ఎల్.ఎస్.ఎం లో ఏదైనా సరిగా లేని అమరికను నేరుగా  దృశ్యీకరించడానికి  వీలు కల్పిస్తుంది.ఎస్.సి.ఎఫ్.ఎల్.ఎస్.ఎం అధిక ప్రవాహాల వద్ద పనిచేస్తున్నప్పుడు సూపర్ కండక్టర్ లో ఏదైనా అస్థిరత ఏర్పడితే, మ్యాపింగ్ టెక్నాలజీ దాని అభివృద్ధిని గుర్తిస్తుంది. తరువాత, సూపర్ కండక్టర్ నుంచి కరెంట్ ని మళ్లించడానికి ,ఎస్ సిఎఫ్ఎల్ ని సంరక్షించడం కోసం దిద్దుబాటు చర్యలు ప్రారంభించవచ్చు.అందువల్ల సంప్రదాయ ఎస్ సిఎఫ్ఎల్ ల్లో ఎదురయ్యే సూపర్ కండక్టర్ల వైఫల్యాల సాధారణ సమస్యను తగ్గించవచ్చు. ఈ ఎస్.సి.ఎఫ్.ఎల్.ఎస్.ఎం ఆపరేషన్ పూర్తిగా స్వయంచాలకంగా ఉంటుంది . అలాగే లోపం తరువాత సిస్టమ్ ని రీసెట్ చేయడానికి ఏదైనా మాన్యువల్ జోక్యం తో స్వతంత్రంగా ఉంటుంది.

భారత ప్రభుత్వ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (డిఎస్ టి) శాఖకు చెందిన అధునాతన తయారీ టెక్నాలజీస్ ప్రోగ్రామ్ మద్దతుతో అభివృద్ధి చేసిన ఈ టెక్నాలజీ సంసిద్ధత స్థాయి 4వ దశలో ఉంది, దీనికి జాతీయ పేటెంట్ కూడా దాఖలు అయింది. ప్రామాణిక సూపర్ కండక్టింగ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్లతో పనిచేస్తున్న పెద్ద విద్యుత్ రంగ కంపెనీల్లో ఈ ప్రోటోటైప్ ని చేర్చవచ్చు.

సూపర్ కండక్టర్ల మధ్య విద్యుత్ ను షంట్ కు మళ్లించడానికి ప్రొఫెసర్ బెనర్జీ మరింత సమర్థవంతమైన, పెద్ద కరెంట్ ఆటోమేటిక్ కాంపాక్ట్ స్విచ్ లను అభివృద్ధి చేయాలని యోచిస్తున్నారు. ఇది ఆయన ఎస్ సిఎఫ్ సిఎల్ ఎస్ ఎమ్ ప్రోటోటైప్ లో నిర్మించిన స్మార్ట్ సెన్సార్ ల ద్వారా లోపాన్ని గుర్తించిన వెంటనే దానిని మళ్లించడానికి సహాయపడుతుంది.

సూపర్ కండక్టింగ్ ఎలిమెంట్ లో అస్థిరత ఏర్పడే పరిమితికి దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు లేదా సిస్టమ్ ఫాల్ట్ ఘటన దశకు ఎప్పుడు చేరుతోందా అని గుర్తించడానికి తన స్మార్ట్ ఎస్ సిఎఫ్ఎల్ లో ప్రిడిక్టివ్ (ఇంటెలిజెన్స్) సామర్థ్యాన్ని అభివృద్ధి చేయాలని కూడా ఆయన యోచిస్తున్నారు. ఈ పరిస్థితిలో, వ్యవస్థ స్మార్ట్ నెస్ ను అభివృద్ధి చేస్తుంది. ప్రాథమిక నిర్ణయాలు తీసుకోవడానికి తెలివితేటలకు సమానమైన దాన్ని అందించే సెన్సార్లను కలిగి ఉంటుంది.

పై చిత్రం పూర్తిగా పూర్తి ఇంటిగ్రేటెడ్ స్మార్ట్ సూపర్ కండక్టింగ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్ ని చూపిస్తుంది.

 

ఎడమవైపున ఉన్న ఇమేజ్ స్మార్ట్ సూపర్ కండక్టింగ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్ ప్రోటోటైప్ వాస్తవ హార్ట్ ఇమేజ్, ఇది కరెంట్ పర్యవేక్షణ కోసం సూపర్ కండక్టర్ చుట్టూ ఉన్న బహుళ సెన్సర్ల నిర్వహణ కోసం ఎలెక్ట్రికల్ సర్క్యూట్రీ తో కలిపి డిజైన్,, ఫ్యాబ్రికేట్, అభివృద్ధి చేయబడింది కుడివైపున ఉన్న ఇమేజ్ సూపర్ కండక్టర్ చుట్టూ విభిన్న లొకేషన్ ల వద్ద ఉంచిన ఐదు విభిన్న హాల్ సెన్సార్ ల నుంచి కరెంట్ కొలత. ప్రతి సెన్సార్ అవుట్ పుట్ అనేది సూపర్ కండక్టర్ పై దాని పరిసరాల్లోని కరెంట్ సాంద్రత జె కొలత, ఇది సూపర్ కండక్టర్ ద్వారా పంపబడే విభిన్న కరెంట్ (ఎక్స్-యాక్సిస్ పై ఐసోర్స్) కోసం లెక్కించబడుతుంది.

పైన ఉన్న పటం ఎస్.సి.ఎఫ్.ఎల్.ఎస్.ఎం ప్రోటోటైప్ లోపల ఉపయోగించే స్థూపాకార సూపర్ కండక్టర్ ఉపరితలంపై పంపిణీ చేయబడిన విద్యుత్ మ్యాప్. సూపర్ కండక్టర్ లోనికి 100 యాంప్ ల విద్యుత్ ప్రవహించేటప్పుడు ఇమేజ్ తీశారు. 100 యాంప్స్ విద్యుత్ సూపర్ కండక్టర్- 160 యాంప్స్ క్రిటికల్ కరెంట్ కు దగ్గరగా (అయితే దిగువన) ఉంది.కలర్ మ్యాప్ సూపర్ కండక్టర్ ఉపరితలంపై లొకేషన్ వద్ద కరెంట్ సాంద్రత స్థానిక విలువకు ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుంది. తక్కువ ,ఎక్కువ విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని తీసుకెళ్లే ప్యాచ్ లతో సక్రమంగా లేని దానిని మ్యాప్ స్పష్టంగా చూపుతుంది. సూపర్ కండక్టర్ లో ఆపరేషన్ అస్థిర నిర్వహణ తీరును  సూచిస్తుంది.

రిఫరెన్సులు

పేటెంట్ సమాచారం: హాల్ సెన్సార్ కోసం సిస్టమ్ ,పద్ధతి - ఫాల్ట్ కరెంట్ సూపర్ కండక్టర్ ఆధారిత ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్, ఆవిష్కర్తలు: ఆరిఫ్ అలీ సత్యజిత్ ఎస్. బెనర్జీ, దాఖలు తేదీ:  19 మార్చి 2020. రిఫరెన్స్ నెంబరు: 1808939ఇన్-సిఎస్

సంప్రదాయ సూపర్ కండక్టింగ్ ఫాల్ట్ కరెంట్ లిమిటర్ ప్రోటోటైప్ లో సూపర్ కండక్టర్ చుట్టూ త్రీ డైమెన్షనల్ కరెంట్ మ్యాపింగ్ టెక్నిక్ డెమానిస్ట్రేషన్: ఎం. ఆరిఫ్ అలీ ,ఎస్. ఎస్. బెనర్జీ (సబ్మిట్ చేయబడింది ..సమీక్షలో ఉంది, 2021)

అధిక కరెంట్ అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించే అధిక టిసి సూపర్ కండక్టర్లలో టిసి సమీపంలో కనిపించే బలమైన స్థానిక పిన్నింగ్ పోటీ ,సహజీవనం అస్థిరత: ఎండి ఆరిఫ్ అలీ ,ఎస్. ఎస్. బెనర్జీ (సమర్పించబడింది మరియు సమీక్షలో ఉంది, 2021)

మరిన్ని వివరాల కొరకు, సంప్రదించండి.  ప్రొఫెసర్ సత్యజిత్ బెనర్జీ (satyajit@iitk.ac.in), డిపార్ట్ మెంట్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్, ఐఐటి కాన్పూర్.

 

*****

(रिलीज़ आईडी: 1776276) आगंतुक पटल : 145