Sähkö
Kupari tosiasia 1
Kupari on sähkönjohtavuuden vakiovertailu. Se johtaa sähkövirtaa paremmin kuin mikään muu metalli hopeaa lukuun ottamatta.
Kuparifakta 2
Kupari puhdistetaan rutiininomaisesti 99,98 % puhtauteen (jopa puhtaammaksi kuin norsunluusaippua), ennen kuin se on hyväksyttävää moniin sähkösovelluksiin.
Kuparifakta 3
Numero 12 (AWG) kuparilanka on yleisin koko, jota käytetään rakennusten haarapiirien johdotuksessa. Yhdysvalloissa tyypillisen vuoden aikana kulutettujen kuparituotteiden määrä tekisi koon 12 langan, joka voisi kiertää Maan 2 250 kertaa tai tehdä 120 edestakaista matkaa Kuuhun.
Kuparifakta 4
CDA:n Electrical Energy Efficiency -ohjelma havainnollistaa, kuinka yksinkertainen sähkönjakelussa käytettyjen kuparijohtimien mitoitus voi ansaita merkittäviä takaisinmaksuja rakennusten omistajille, yleensä yhden tai kahden vuoden sisällä tai vähemmän.
Kuparifakta 5
AWG-johdon #10 asentaminen #12 AWG:n sijasta 15-ampeerin valaistuskuorman syöttämiseen puoliajalla (4,000 tuntia vuodessa) voi maksaa erotuksen takaisin korkeammista kustannuksista vain 9 kuukaudessa, 0,075 dollaria kilowattitunnilta (kWh). Mitä korkeampi kilowattitunnin hinta on, sitä nopeampi takaisinmaksu.
Kuparifakta 6
Koska Yhdysvalloissa tuotetusta sähköstä 70 % kuluu moottorikäyttöisillä järjestelmillä, merkittävimmät energiansäästöt saavutetaan päivittämällä järjestelmiä tehokkailla moottoreilla.
Kuparifakta 7
Tehokas 3-hv moottori, joka toimii kokopäiväisesti hintaan 0,08 $/kWh, maksaisi palkkionsa takaisin alle viidessä kuukaudessa ja säästäisi siitä lähtien rahaa ja sähköä.
Premium-moottorit eivät ole vain tehokkaampia (enimmäkseen siksi, että niissä on enemmän kuparia), vaan ne myös kestävät paljon pidempään ja tuottavat vähemmän lämpöä.
Kuparifakta 8
Cummins Inc., Columbus, Indiana, moottorivalmistaja korvasi 296 moottoria alkaen 1-125 hv korkeatehoisilla kuparikäämityillä moottoreilla perustuen Yhdysvaltain energiaministeriön analyysiin.Moottorimestari+ ohjelmisto. Parannettu hyötysuhde pienentää Cumminsin sähkökustannuksia noin 200 $,000 vuodessa. DOE:n mukaan jos jokainen Yhdysvaltojen tehdas päivittäisi moottorijärjestelmiään siinä määrin kuin Cummins teki, "Amerikan teollisuus säästäisi miljardi dollaria vuodessa energiakustannuksissa. Tämä vastaisi osavaltiolle toimitettua sähköä. New Yorkista kolmeksi kuukaudeksi."
Kuparifakta 9
Missä tahansa sähköä virtaa, tarvitaan liittimiä. Kupari monissa eri muodoissaan on hallitseva ja suosittu materiaali riippumatta siitä, käytetäänkö johtimia suurvirran virranjakelussa tai "signaalitason" virtoja data- ja tietoliikenneyhteyksissä.
Kuparifakta 10
Sähkögeneraattorit käyttävät sähkömagneettisia periaatteita mekaanisen energian muuttamiseksi sähkövirraksi käyttämällä massiivisia kuparikäämittyjä staattoreita ja roottoreita. Uudemmat ja pienemmät sähkögeneraattorit käyttävät turbiineja, jotka joko upotetaan vangitsemaan voimakkaita joki- tai vuorovesivirtauksia tai kohotettuina vallitsevien tuulien virtauksen vangitsemiseksi.
Kuparifakta 11
Kuparilla on keskeinen rooli tuulienergian toimittamisessa sen korkean johtavuuden, alhaisen sähkövastuksen ja korroosionkestävyyden vuoksi. Jotkut tuulipuistot sisältävät yli 300,000 jalkaa kuparilankaa. Tuulivoimalla tuotettu sähkö virtaa eristettyjen kuparikaapeleiden kautta kuparikäämitettyyn muuntajaan. Maanalaiset kuparikaapelit keräävät sähkön jokaisen tornin jalusta ja toimittavat sen sähköasemalle, joka välittää sen sähköverkkoon.
Kuparifakta 12
Jotkut suuritehoiset liittimet painavat 20 kiloa tai enemmän, kun taas pienet elektroniset liittimet voivat painaa vain muutaman milligramman, kun nastojen välinen etäisyys on alle puoli millimetriä. Yhdysvallat on maailman johtava monen miljardin dollarin liitinteollisuudessa.
Kuparifakta 13
Käytännöllinen painevalettu kupariroottori sähkömoottoreille on ollut moottorivalmistajien "pyhä malja" useiden vuosien ajan. 1990-luvun lopulla Copper Development Associationin kokoama konsortio alkoi kehittää moottorisuunnittelua ja sopivia muottimateriaaleja käytettäväksi kuparimoottoriroottoreiden valussa.
Kuparifakta 14
Vuonna 2005 Siemens AG, München, Saksa, optimoi mullistavan roottorisuunnittelun ja esitteli uusia tuotelinjoja ensin Euroopassa ja myöhemmin Pohjois-Amerikassa. Saksalainen SEW Eurodrive tarjoaa myös sarjan korkean hyötysuhteen moottoreita kupariroottoreilla. FAVI SA, Hallencourt, Ranska, valmistaa painevalettuja kupariroottoreita muiden moottorivalmistajien käyttöön. Kupariroottorimoottorit lisäävät dramaattisesti moottorin hyötysuhdetta.
Kuparifakta 15
Uusi moottorin roottorin painevalutekniikka vähentää lämpöhäviöitä ja lisää moottorin hyötysuhdetta 1.2-1,7 prosenttiyksikköä perinteisiä alumiiniroottoreita käyttäviin moottoreihin verrattuna. Se on merkittävää, koska jopa yhden prosentin lisäys moottorin hyötysuhteessa voi säästää 1,1 miljardia dollaria energiakustannuksissa vuosittain Yhdysvaltain energiaministeriön mukaan. Toisella tavalla ilmaistuna se voisi säästää yli 20 miljardia kilowattituntia sähköä vuodessa, mikä vastaa 3,5 miljoonaa tynnyriä öljyä vuodessa pelkästään Yhdysvalloissa. Muita etuja ovat moottorin pidempi käyttöikä, kevyemmät moottorit sekä hiilidioksidin ja muiden haitallisten päästöjen väheneminen.
Kuparifakta 16
Hybridiautot ja katumaasturit käyttävät kuparikäämittyjä oikosulkumoottoreita, jotka saavat tehonsa akuista. Ajoneuvon jarruttamiseksi oikosulkumoottorit toimivat generaattoreina, jotka toimittavat tehoa akkuihin varastoitavaksi. Valmistajat väittävät, että tällaiset hybridit voivat olla jopa 60 % polttoainetehokkaampia kuin niiden vakioversiot.
Kuparifakta 17
Suuremmat hybridiautot ja linja-autot voidaan varustaa moottoreilla erittäin tehokkailla kupariroottoreilla. Eräs yritys, joka on testannut tällaisia ajoneuvoja tiellä, sanoo, että ne toimivat poikkeuksellisen hyvin, vähentävät hiukkaspäästöjä 96 % ja matkustavat 57 % pidemmälle gallonalla polttoainetta, mikä pienentää polttoainekustannuksia yli kolmanneksella.
Kuparifakta 18
Oshkosh Corporations valmistaa ProPulse® diesel-sähköhybridikäyttöjärjestelmää, joka käyttää kupariroottorimoottoreita ja tarjoaa vertaansa vailla olevaa voimaa haastavimmissa ympäristöissä. Järjestelmä, jota käytetään sekä kaupallisissa että sotilasajoneuvoissa, parantaa polttoainetehokkuutta jopa 40 % ja voi tuottaa jopa 200 kW vaihtovirtaa, mikä riittää kenttäsairaalan tai lentoradan pyörittämiseen. Yhden yksikön sähköä tuottavana ratkaisuna nämä ajoneuvot eliminoivat ylimääräisten kuorma-autojen tai perävaunujen tarpeen ulkoisten laitteiden kuljettamiseen.
Kuparifakta 19
Maailman tunnetuissa Tesla-ajoneuvoissa käytetään kupariroottorimoottoreita. Yrityksen täyssähköinen roadster voi ajaa 0-60 mph uskomattomassa 3,7 sekunnissa. Sen sedan-sisar (vertailullinen hidaspoke) kestää 5,6 sekuntia. Ajoneuvot ajavat 245 mailia tai 300 mailia yhdellä latauksella. Nyt se on tehokkuutta!
Kuparifakta 20
Sveitsin liittovaltion teknologiainstituutin tutkijat ovat rakentaneet poramoottorin, joka pyörii 1,000,000 rpm, mikä on lähes 17,000 kierrosta sekunnissa, ainakin kaksi kertaa nopeammin kuin mikä tahansa nykyinen moottori. Tulitikkurasian kokoinen laite käyttää käämeissään erittäin ohuita kuparilankoja, jotka työnnetään "erityisen raudan, jota ei aiemmin käytetty koneisiin", sylinteriin. Kokoonpano on koteloitu titaanikuoreen, jotta se ei lennä erilleen. Uusi moottori mahdollistaa hiuksenleveyttä kapeampien reikien poraamisen elektroniikkateollisuuden käyttöön.
Kuparifakta 21
Monia nykyaikaisia toimistoja ja tehtaita vaivaavat sähkönlaatuongelmat ovat suurelta osin estettävissä. Kupariintensiivisiä ratkaisuja ovat suurempien nollajohtimien käyttäminen harmonisten kuormien käsittelemiseen, parempien maadoitusjärjestelmien käyttö transienttien ja salaman poistamiseksi sekä pienempien pistorasioiden käyttö piiriä kohti toimistolaitteiden ja tietokoneiden välisen vuorovaikutuksen vähentämiseksi.
Vuosittain voitaisiin säästää tuhansia ihmishenkiä ja miljardeja dollareita omaisuutta, jos rakennukset suojattaisiin kunnolla salaman varalta. Yksittäinen valaistuslakko kaupallisessa laitoksessa voi aiheuttaa tuhansia dollareita tunnissa menetettyyn tuotantoon.
Kupari ja sen seokset ovat yleisimpiä ja tehokkaimpia ukkossuojauksessa käytettyjä materiaaleja.
Kuparifakta 22
Lähes 50 tonnia korkean johtavuuden, hapetonta kuparilankaa käytettiin 1 700 suprajohtavan sähkömagneettien valmistukseen törmätimeen (atomihiukkaskiihdytin) Brookhaven National Laboratoryssa New Yorkissa. Magneetteja käytetään halkaisijaltaan 2{5}}mailin maanalaisessa törmäyttimessä subatomisten hiukkasten tutkimiseen.
5,9 mailin Tevatron-hiukkaskiihdyttimen rengas Fermilabissa Bataviassa Illinoisissa on maailman toiseksi suurin ja käyttää 50 tonnia kuparilankaa 1,000 sähkömagneeteissaan.
Kuparifakta 23
Yhdessä upeimmista ja futuristisimmista sovelluksistaan kupari muodostaa matriisin suprajohtimissa, joita käytetään CERNin suuressa hadronitörmäyttimessä, joka on maailman suurin Sveitsissä.
Kuparifakta 24
Kuparia on käytetty pitkään lämmönvaihtoväliaineena aurinkolämpö- ja kuumavesijärjestelmissä. Nyt se lupaa tulla yhtä arvokkaaksiaurinkosähkö(PV) järjestelmät. Nämä järjestelmät tuottavat sähköä auringonpaisteen vaikutuksesta tiettyihin puolijohteisiin. Tällä hetkellä lupaavin materiaali alhaisempien kustannusten ja helpon valmistuksen kannalta on kupari-indium-gallium-diselenidi tai lyhennettynä CIGS. Useat yhdysvaltalaiset ja ulkomaiset valmistajat tuottavat nyt kaupallisia CIGS-paneeleja.
Kuparifakta 25
Valkoisen talon pihalla sijaitsevan aidan katolla on aurinkopaneeleja. Paneelit tuottavat pienten kuparikiskojen keräämää tasavirtaa vaihtosuuntaajan muuttamiseksi tarvittavaksi vaihtovirraksi. Kuparikaapelit ohjaavat sähkön Executive Mansioniin. Muualla Valkoisen talon uima-altaan vesi virtaa kupariputkia pitkin, ja aurinko lämmittää sitä tavanomaisilla kuparikatolle asennetuilla nestepohjaisilla aurinkolämmittimillä, jotka sisältävät kuparisia absorbointilevyjä. Vain pieni osa presidentin ja hänen henkilökuntansa virrantarpeesta syntyy auringosta, mutta se on alkua.
