‌پوشش‌های فوق‌آب‌گریز؛ راهکاری نوین برای مقابله با یخ‌زدگی در خطوط انتقال برق

تاریخ : سه شنبه 7 مرداد 1404

کد 4286

لینک کوتاه:

گفت‌وگوی روابط عمومی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان با دکتر المیرا ولایی درباره نتایج پژوهش مشترک با صنعت برق

‌پوشش‌های فوق‌آب‌گریز؛ راهکاری نوین برای مقابله با یخ‌زدگی در خطوط انتقال برق

تشکیل و انباشت یخ بر روی تجهیزات و هادی‌های خطوط انتقال برق، یکی از چالش‌های جدی در مناطق کوهستانی و برف‌گیر کشور محسوب می‌شود. این پدیده که موجب خاموشی‌های طولانی‌مدت، خسارات مالی و حتی ناپایداری در شبکه برق می‌شود، سال‌هاست ذهن متخصصان صنعت برق را به خود مشغول کرده است. در همین راستا، پروژه‌ای پژوهشی با همکاری دانشگاه شهید مدنی آذربایجان و شرکت برق منطقه‌ای آذربایجان به منظور بررسی امکان استفاده از پوشش‌های فوق آب‌گریز برای مقابله با این معضل اجرا شد. به همین بهانه، گفت‌وگویی داشتیم با سرکار خانم دکتر المیرا ولائی، عضو هیئت علمی گروه مهندسی شیمی و مجری اصلی این طرح. آنچه در ادامه می‌خوانید، حاصل این گفت‌وگوست.

گفت‌وگو با دکتر المیرا ولائی:
عضو هیأت علمی گروه مهندسی شیمی و مجری طرح پژوهشی:
«بررسی تجربی امکان پوشش‌های فوق آب‌گریز روی هادی‌های مورد استفاده در خطوط انتقال به منظور ارتقای خواص یخ گریزی»

1. معرفی طرح و ضرورت آن:
یکی از دغدغه های شرکت های برق منطقه ای در دنیا تجمع برف و یخ روی سیم های خطوط انتقال برق در مناطق کوهستانی و برفگیر می باشد. کشورهایی چون کانادا، روسیه، چین، ژاپن، شمال اروپا و ... درگیر این عامل طبیعی بوده و تهدیدی برشبکه برق این کشورها به حساب می آید. چرا که نشست برف و یخ روی سیم ها، یراق آلات و دکل های خطوط مذکور، خاموشی های ناخواسته را در پی داشته و باعث تحمیل خسارات مالی فراوان می شود. در کشور ما نیز بسیاری از خطوط گذرنده از مناطق کوهستانی و برفگیر، از این مشکلات مستثنی نبوده و به دلیل شرایط سخت حاکم بر منطقه، مصرف کنندگان متحمل خاموش های چندین روزه می شوند. خطوط انتقال و فوق توزیع گذرنده از مناطق کوهستانی استان های اردبیل، آذربایجان شرقی شرقی و غربی، کردستان، سنندج، زنجان، چهارمحال بختیاری، مازندران حتی بخشی از خطوط کوهستانی اصفهان و...با این مشکل درگیر بوده و در فصول سرد سال، خاموشی های ناخواسته دامن گیر خطوط مذکور بوده است.
خانم دکتر ولائی، لطفاً به‌صورت خلاصه هدف اصلی این طرح پژوهشی را برای ما توضیح بفرمایید.
تشکیل و انباشت یخ بر روی تاسیسات برق از جمله هادی های خطوط انتقال در مناطق سردسیر در فصول سرد سال یکی از چالش های اساسی برای کشور به حساب می آید. هدف از انجام پروژه مطالعه، بررسی و امکان سنجی بهره گیری از فناوری نانو و استفاده از دانش ایجاد پوشش های نانوساختار به منظور ایجاد پوشش های آبگریز بر روی هادی های خطوط انتقال در جهت افزایش خواص یخ گریزی آنها میباشد.

چه ضرورتی باعث شد سراغ موضوع پوشش‌های فوق آب‌گریز روی هادی‌های انتقال بروید؟
این موضوع نیاز فناورانه شرکت برق منطقه ای آذربایجان بوده که از طریق سامانه ساتع وزارت علوم این نیاز اعلام شده بوده است. با توجه به سوابق پژوهشی ما در این حوزه، یک پیشنهاده ثبت گردید که بعد از بررسی و داوری و پذیرش آن فعالیت روی این طرح را شروع کردیم
این مشکل در خطوط انتقال برق چه خسارات یا چالش‌هایی را برای صنعت برق ایجاد می‌کند؟
طبق نظر ناظر محترم طرح، مهمترین مشکل، پدیده گالوپینگ در خطوط انتقال برق است که به نوسانات شدید و ناگهانی هادی‌ها (سیم‌های خطوط انتقال) با دامنه بالا و فرکانس پایین اطلاق می‌شود که در اثر وزش باد و یا تشکیل و انباشت یخ روی هادی‌ها رخ می‌دهد. این پدیده می‌تواند باعث آسیب به دکل‌ها و تجهیزات خطوط انتقال شود.

۲. روند اجرای پروژه

مراحل اصلی این طرح از ابتدا تا پایان چگونه برنامه‌ریزی و اجرا شد؟
بعد از انجام مطالعات کتابخانه ای و بررسی امکانات و سیستم های موجود در داخل کشور و بعد از انجام پیش تست ها، طرح آزمایش ها مشخص شده و ساخت نمونه ها انجام گرفت.

در این پروژه از چه نوع پوشش‌هایی استفاده کردید و چرا این گزینه‌ها انتخاب شدند؟
در ساخت این پوشش ها از نانوساختارهای با ترشوندگی قوق آبگریز استفاده شده است و علت آن ایجاد ترشوندگی خاص بر روی سطح هادی ها به منظور ارتقای خواص یخ گریزی بوده است.

چه آزمایش‌هایی در آزمایشگاه برای بررسی خاصیت یخ‌گریزی انجام گرفت؟
برای بررسی خواص یخ گریزی از آنالیزهای استاندارد که تنها در یکی دو مرکز داخل کشور در تهران خدمات دهی می شود، استفاده شده است و بقیه آزمون ها از جمله بررسی ترشوندگی و مقاومت به تابش نور خورشید سطوح در داخل دانشگاه و در آزمایشگاه های گروه مهندسی شیمی انجام شده است.

۳. نتایج و دستاوردها

مهم‌ترین یافته‌های علمی و صنعتی شما در این پروژه چه بود؟
مهم ترین یافته، کسب نتایج رضایت بخش در مقیاس آزمایشگاهی مطابق با آنالیزهای استاندارد بوده است.
آیا پوشش‌های پیشنهادی موفق به کاهش یخ‌زدگی در شرایط آزمایشگاهی شدند؟ چه درصدی از بهبود را شاهد بودید؟
بله همانطور که عرض شد ایجاد پوشش های فوق آبگریز منجر به ارتقای خواص یخ گریزی به میزان قابل توجهی نسبت به نمونه بدون پوشش شدند. میزان تنش برشی لازم برای زدایش یخ حدود 5 برابر کاهش یافت.

آیا این نتایج قابلیت تجاری‌سازی یا اجرا در سطح گسترده را دارند؟
همانطور که قبلا توضیح داده شده است. نتایج حاضر در مقیاس آزمایشگاهی بوده است و برای ادامه نیاز به تست در شرایط محیطی مشابه با اقلیم منطقه آذربایجان است که بعد از حصول نتایج قابل قبول، فرایند تجاری سازی آن در دستور کار قرار بگیرد.

۴. همکاری با صنعت و نهادها
همکاری با شرکت برق منطقه‌ای آذربایجان چگونه شکل گرفت و چه نقشی در پیشبرد طرح داشت؟
شرکت برق منطقه آذربایجان نیازهای فناورانه خود را از طریق سامانه ساتع و نامه به دانشگاه ارسال کرده بوده است که از همان طریق این ارتباط شکل گرفته است. اساسا این پروژه در پاسخ به نیاز فناورانه شرکت برق و ارائه راهکار در جهت رفع چالش های این صنعت بوده است.

نقش دانشگاه شهید مدنی آذربایجان در حمایت علمی و تجهیزاتی از این پروژه را چگونه ارزیابی می‌کنید؟
بایستی عرض بکنم با توجه به اینکه اینجانب جز اعضای هیئت علمی تازه جذب شده این دانشگاه هستم. تجهیزات مرتبط از گرنت پژوهشی اینجانب و محل این پروژه تهیه شده است و از آنالیز مرکزی دانشگاه برای آنالیزهای پایه استفاده شده است و آنالیزهای یخ گریزی به مراکز موجود در تهران ارسال شده است. لازم میدانم از معاونت پژوهشی و آنالیز مرکزی به جهت مساعدت فراوان تشکر بکنم.

۵. آینده‌پژوهی و توصیه‌ها
چه پیشنهادهایی برای توسعه این طرح در فازهای بعدی یا شرایط میدانی دارید؟
پیشنهاد می شود حتما نتایج این طرح در شرایط آب و هوایی و اقلیم مشخص منطقه به کار گرفته شده مورد بررسی قرار بگیرید.

به نظر شما این نوع پروژه‌ها چه نقشی در کاهش آسیب‌پذیری زیرساخت‌های کشور در برابر پدیده‌هایی چون یخ‌زدگی دارند؟
با توجه به مشکل یخ زدگی تجهیزات در بخش های مختلف صنعت به ویژه صنعت برق، صنایع دفاعی و....انتظار می رود نتایج این پروژه در حوزه های مختلف مورد استفاده قرار بگیرد.
چه توصیه‌ای برای دانشجویان یا پژوهشگرانی دارید که علاقه‌مند به ورود به حوزه‌هایی میان‌رشته‌ای مانند این پروژه هستند؟
به دانشجویان و پژوهشگران به ویژه دانشجویان و پژوهشگران رشته های فنی توصیه میکنم پژوهش های کاربردی در حوزه های مختلف را که مورد نیاز کشور است و می تواند مشکلات کشور در حوزه های مختلف را حل بکند مد نظر قرار بدهند و سعی بکنند با کارهای تیمی منظم و منسجم بخش های مختلف پروژه را به نحو احسن پیش ببرند.

شخصاً به‌عنوان یک زن پژوهشگر در حوزه فنی و صنعتی، انجام این پروژه چه تجربه‌ای برای شما داشت؟
من معتقد هستم زنان در همه حوزه ها از جمله های حوزه های فنی و صنعتی هم میتوانند فعال و موفق باشند و هیچ محدودیتی برای آنها در کشور ما وجود ندارد. انجام چنین پروژه هایی انگیزه برای فعالیت و تلاش هر چه بیشتر را فراهم میکند و اینکه خروجی پروژه های تحقیقاتی در حوزه فنی و مهندسی میتواند در حل مشکلات و معضلات کشور راهگشا و آغازگر پیشرفت و رشد و تعالی کشور باشد. بسیار ارزشمند است.
آیا لحظه خاصی در طول پروژه بوده که احساس غرور یا انگیزه مضاعف کرده باشید؟
بنده همیشه در انجام پروژه ها سعی کردم واقع بینانه نتایج را تحلیل بکنم و آنها را واقع بینانه به دور از هرگونه اغراق و تبلیغات به صنعت مورد نظر انتقال بدهم. کسب نتایج موفقیت آمیز در این مرحله مشوق برای ادامه کار است و انگیزه بیشتر برای فعالیت بیشتر علیرغم تمامی محدودیت ها از جهت تجهیزات و ....فراهم می کند.
در یک جمله، اگر بخواهید پیام این پروژه را به مردم یا مدیران صنعتی منتقل کنید، چه خواهید گفت؟
اعتماد صنعت به محیط دانشگاهی و و ایجاد بستر و فراهم کردن زمینه های تحقیق به عنوان پایه های اعتلا و پیشرفت صنعت کشور

🎥 گزارش ویدیویی از پایان‌یافتن پروژه تحقیقاتی مشترک دانشگاه شهید مدنی آذربایجان و شرکت برق منطقه‌ای آذربایجان

🔹 عنوان پروژه: بررسی تجربی امکان پوشش‌های فوق آب‌گریز روی هادی‌های خطوط انتقال با هدف ارتقای خواص یخ‌گریزی

🔹 مجری طرح: سرکار خانم دکتر المیرا ولائی، عضو هیأت علمی گروه مهندسی شیمی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

🔹 همکاری مشترک: دانشگاه شهید مدنی آذربایجان و شرکت برق منطقه‌ای آذربایجان

🔹 اهداف پروژه: کاهش مشکلات ناشی از یخ‌زدگی در خطوط انتقال برق در مناطق سردسیر از طریق استفاده از فناوری نانوپوشش‌های آب‌گریز

📌 مشاهده این کلیپ، مروری است بر گامی مؤثر در مسیر پیوند دانش، صنعت و حل مسائل حیاتی زیرساختی در کشور