الكهرباء
حقيقة النحاس 1
النحاس هو المعيار القياسي للتوصيل الكهربائي، فهو يوصل التيار الكهربائي بشكل أفضل من أي معدن آخر باستثناء الفضة.
حقيقة النحاس 2
يتم تنقية النحاس بشكل روتيني إلى درجة نقاء 99.98% (أكثر نقاءً من صابون العاج) قبل أن يصبح مقبولاً للعديد من التطبيقات الكهربائية.
حقيقة النحاس 3
السلك النحاسي رقم 12 (AWG) هو الحجم الأكثر شيوعًا المستخدم لأسلاك الدوائر الفرعية في المباني. إن كمية منتجات النحاس المستهلكة في الولايات المتحدة الأمريكية في عام نموذجي ستشكل سلكًا بحجم 12 يمكنه أن يحيط بالأرض 2250 مرة أو يقوم بـ 120 رحلة ذهابًا وإيابًا إلى القمر.
حقيقة النحاس 4
يوضح برنامج كفاءة الطاقة الكهربائية التابع لـ CDA كيف أن زيادة حجم الموصلات النحاسية المستخدمة في التوزيع الكهربائي يمكن أن تحقق عوائد كبيرة لأصحاب المباني، عادةً في غضون سنة إلى سنتين أو أقل.
حقيقة النحاس 5
يمكن أن يؤدي تركيب سلك AWG رقم 10 بدلاً من رقم 12 AWG لتغذية حمل إضاءة 15- أمبير نصف الوقت (4،000 ساعة سنويًا) إلى سداد الفرق مقابل تكلفته الأعلى في 9 أشهر فقط، بسعر 0.075 دولار لكل كيلووات/ساعة. كلما ارتفعت التكلفة لكل كيلووات/ساعة، كلما كان الاسترداد أسرع.
حقيقة النحاس 6
وبما أن 70% من الكهرباء المولدة في الولايات المتحدة تستهلكها أنظمة تعمل بالمحركات، فإن أكبر قدر من التوفير في الطاقة يتحقق من خلال ترقية الأنظمة بمحركات عالية الكفاءة.
حقيقة النحاس 7
إن المحرك عالي الكفاءة 3- حصان الذي يعمل بدوام كامل بسعر 0.08 دولار لكل كيلووات في الساعة سوف يسدد قسط التكلفة في أقل من 5 أشهر، ومنذ ذلك الحين فصاعدًا يوفر المال والكهرباء.
لا تعد المحركات المتميزة أكثر كفاءة فحسب (لأنها مصنوعة من المزيد من النحاس في الأغلب)، ولكنها أيضًا تدوم لفترة أطول وتولد حرارة أقل.
حقيقة النحاس رقم 8
قامت شركة Cummins Inc.، وهي شركة تصنيع محركات في كولومبوس بولاية إنديانا، باستبدال 296 محركًا تتراوح قوتها من 1-125 حصان بمحركات ملفوفة بالنحاس عالية الكفاءة استنادًا إلى تحليل باستخدام وزارة الطاقة الأمريكيةموتورماستر+ البرمجيات. تعمل الكفاءة المحسنة على خفض تكاليف الطاقة التي تتحملها شركة كومينز بنحو 200 دولار أميركي سنويًا. ووفقًا لوزارة الطاقة، إذا قامت كل محطة في الولايات المتحدة بتحديث أنظمة المحركات الخاصة بها إلى الحد الذي قامت به شركة كومينز، "فإن الصناعة الأميركية ستوفر مليار دولار سنويًا في تكاليف الطاقة. وهذا يعادل كمية الكهرباء التي يتم إمداد ولاية نيويورك بها لمدة ثلاثة أشهر".
حقيقة النحاس 9
أينما يتدفق التيار الكهربائي، تكون الموصلات مطلوبة. والنحاس بأنواعه العديدة هو المادة السائدة والمفضلة سواء كانت الموصلات تستخدم لتوزيع الطاقة ذات التيار العالي أو التيارات ذات مستوى "الإشارات" المستخدمة للبيانات والاتصالات.
حقيقة النحاس رقم 10
تستخدم مولدات الطاقة الكهربائية المبادئ الكهرومغناطيسية لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى تيار كهربائي من خلال استخدام الأجزاء الثابتة والدوارات ذات الجرح النحاسي الضخمة. تستخدم مولدات الطاقة الأحدث والأصغر توربينات إما مغمورة بالمياه لالتقاط تيارات النهر أو المد والجزر القوية أو مرتفعة لالتقاط تدفق الرياح السائدة.
حقيقة النحاس 11
يلعب النحاس دورًا حاسمًا في توصيل طاقة الرياح، وذلك استنادًا إلى موصليته العالية ومقاومته الكهربائية المنخفضة ومقاومته للتآكل. تحتوي بعض مزارع الرياح على أكثر من 300{2}} قدم من الأسلاك النحاسية. تتدفق الكهرباء المولدة من خلال طاقة الرياح عبر الكابلات النحاسية المعزولة إلى محول ملفوف بالنحاس. تقوم الكابلات النحاسية الموجودة تحت الأرض بجمع الكهرباء من قاعدة كل برج وتوصيلها إلى محطة فرعية تنقلها إلى شبكة المرافق.
حقيقة النحاس 12
تزن بعض الموصلات عالية الطاقة 20 رطلاً أو أكثر، في حين أن الموصلات الإلكترونية الصغيرة قد تزن أقل من بضعة ملليجرامات مع تباعد بين المسامير أقل من نصف ملليمتر. الولايات المتحدة هي الرائدة عالميًا في صناعة الموصلات التي تبلغ قيمتها مليارات الدولارات.
حقيقة النحاس 13
لقد كان الدوار النحاسي المصبوب العملي للمحركات الكهربائية بمثابة "الكأس المقدسة" لمصنعي المحركات لسنوات عديدة. في أواخر التسعينيات، بدأ اتحاد تم تشكيله بواسطة جمعية تطوير النحاس في تطوير تصميم المحرك ومواد القالب المناسبة للاستخدام في صب الدوارات النحاسية للمحركات.
حقيقة النحاس 14
في عام 2005، قامت شركة Siemens AG، ومقرها ميونيخ بألمانيا، بتحسين تصميم الدوار الثوري وطرحت خطوط منتجات جديدة، أولاً في أوروبا ثم في أمريكا الشمالية لاحقًا. كما تقدم شركة SEW Eurodrive الألمانية سلسلة من المحركات عالية الكفاءة ذات الدوارات النحاسية. وتنتج شركة FAVI SA، ومقرها هالينكورت بفرنسا، دوارات نحاسية مصبوبة لاستخدامها من قبل شركات تصنيع محركات أخرى. وتتمتع المحركات ذات الدوارات النحاسية بزيادة هائلة في كفاءة المحرك.
حقيقة النحاس رقم 15
تقلل تقنية الصب بالقالب للمحرك الدوار الجديدة من فقدان الحرارة وتزيد من كفاءة المحرك بنسبة 1.2-1.7 نقطة مئوية مقارنة بالمحركات التي تستخدم دوارات الألومنيوم التقليدية. وهذا أمر مهم لأنه حتى زيادة بنسبة 1% في كفاءة المحرك يمكن أن توفر 1.1 مليار دولار من تكاليف الطاقة سنويًا، وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية. وبعبارة أخرى، يمكن أن يوفر ذلك أكثر من 20 مليار كيلووات/ساعة من الكهرباء سنويًا، أي ما يعادل 3.5 مليون برميل من النفط سنويًا في الولايات المتحدة وحدها. وتتمثل الفوائد الأخرى في عمر أطول للمحرك، ومحركات أكثر خفة الوزن، وتقليل ثاني أكسيد الكربون والانبعاثات الضارة الأخرى.
حقيقة النحاس رقم 16
تستخدم السيارات الهجينة وسيارات الدفع الرباعي محركات حثية ملفوفة بالنحاس تستمد طاقتها من البطاريات. للمساعدة في فرملة السيارة، تعمل المحركات الحثية كمولدات، حيث توفر الطاقة ليتم تخزينها في البطاريات. يدعي المصنعون أن مثل هذه السيارات الهجينة يمكن أن تكون أكثر كفاءة في استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 60٪ مقارنة بإصداراتها القياسية.
حقيقة النحاس رقم 17
يمكن تجهيز الشاحنات والحافلات الهجينة الأكبر حجمًا بمحركات تستخدم دوارات نحاسية عالية الكفاءة. تقول إحدى الشركات، التي قامت باختبار مثل هذه المركبات على الطرق، إنها تؤدي أداءً جيدًا للغاية، حيث تقلل من انبعاثات الجسيمات بنسبة 96٪ وتسافر مسافة 57٪ باستخدام جالون من الوقود، وبالتالي تقلل تكاليف الوقود بأكثر من الثلث.
حقيقة النحاس 18
تقوم شركات Oshkosh بتصنيع نظام الدفع الهجين ProPulse® الذي يعمل بالديزل والكهرباء والذي يستخدم محركات دوارة نحاسية، مما يوفر قوة لا مثيل لها للقيادة في البيئات الأكثر تحديًا. يعمل النظام، المستخدم في مركبات المعدات الثقيلة التجارية والعسكرية، على تحسين كفاءة استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 40% ويمكنه توفير ما يصل إلى 200 كيلووات من طاقة التيار المتردد، وهو ما يكفي لتشغيل مستشفى ميداني أو مهبط طائرات. وباعتبارها حلاً مكونًا من وحدة واحدة لتوليد الطاقة، فإن هذه المركبات تلغي الحاجة إلى شاحنات أو مقطورات إضافية لنقل المعدات الخارجية.
حقيقة النحاس 19
تُستخدم المحركات الدوارة النحاسية في سيارات تسلا ذات الشهرة العالمية. يمكن لسيارة الرودستر الكهربائية بالكامل التابعة للشركة قطع مسافة 0-60 ميل في الساعة خلال 3.7 ثانية مذهلة. تستغرق شقيقتها السيدان (البطيئة نسبيًا) 5.6 ثانية. تسير المركبات مسافة 245 ميلاً أو 300 ميل على التوالي بشحنة واحدة. الآن هذه هي الكفاءة!
حقيقة النحاس 20
قام باحثون في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا ببناء محرك حفر يدور بسرعة 1,000,000 دورة في الدقيقة، أي ما يقرب من 17,000 دورة في الثانية، أي ما لا يقل عن ضعف سرعة أي محرك موجود حاليًا. يستخدم الجهاز بحجم علبة الثقاب أسلاكًا نحاسية فائقة الرقة لملفاته، والتي يتم إدخالها في أسطوانة من "حديد خاص لم يستخدم من قبل للآلات". يتم تغليف التجميع بغلاف من التيتانيوم لمنعه من الطيران. سيسمح المحرك الجديد بحفر ثقوب أضيق من عرض شعرة الإنسان لاستخدامها في صناعة الإلكترونيات.
حقيقة النحاس 21
إن مشاكل جودة الطاقة التي تعاني منها العديد من المكاتب والمصانع الحديثة يمكن تجنبها إلى حد كبير. وتتضمن الحلول التي تعتمد على النحاس استخدام موصلات محايدة أكبر حجمًا للتعامل مع الأحمال التوافقية، وأنظمة تأريض أفضل لتبديد الإشارات العابرة والبرق، وعدد أقل من المنافذ لكل دائرة لتقليل التفاعل بين معدات المكتب وأجهزة الكمبيوتر.
يمكن إنقاذ حياة عشرات الأشخاص ومليارات الدولارات من الممتلكات كل عام إذا تم حماية المباني بشكل صحيح من الصواعق. يمكن أن تتسبب صاعقة واحدة في منشأة تجارية في خسارة إنتاجية تقدر بآلاف الدولارات في الساعة.
يعد النحاس وسبائكه من أكثر المواد المستخدمة شيوعًا وأكثرها فعالية في الحماية من الصواعق.
حقيقة النحاس رقم 22
تم استخدام ما يقرب من 50 طنًا من الأسلاك النحاسية عالية التوصيل والخالية من الأكسجين لصنع 1700 مغناطيس كهربائي فائق التوصيل لمصادم (مسرع الجسيمات الذرية) في مختبر بروكهافن الوطني في نيويورك. تُستخدم المغناطيسات في المصادم تحت الأرض الذي يبلغ قطره 2.4- ميل لدراسة الجسيمات دون الذرية.
تُعد حلقة تيفاترون لتسريع الجسيمات التي يبلغ طولها 3.9 ميلًا في فيرميلاب، في باتافيا، إلينوي، ثاني أكبر حلقة في العالم وتستخدم 50 طنًا من الأسلاك النحاسية لمغناطيسها الكهربائي البالغ عدده 1,000.
حقيقة النحاس 23
في أحد تطبيقاته الأكثر إثارةً ومستقبلية، يوفر النحاس المصفوفة المستخدمة في الموصلات الفائقة المستخدمة في مصادم الهادرونات الكبير التابع لـ CERN، وهو الأكبر في العالم، في سويسرا.
حقيقة النحاس رقم 24
منذ فترة طويلة يستخدم النحاس كوسيلة للتبادل الحراري في التدفئة الشمسية وأنظمة الماء الساخن. والآن، تعد بأن تصبح ذات قيمة مماثلة فيالكهروضوئية(الأنظمة الكهروضوئية). تنتج هذه الأنظمة الكهرباء من خلال تأثير أشعة الشمس على أشباه الموصلات. وفي الوقت الحالي، تعد مادة النحاس والإنديوم والغاليوم ثنائي السيلينيد، أو اختصارًا CIGS، المادة الأكثر وعدًا من حيث التكلفة وسهولة التصنيع. ويقوم عدد من الشركات المصنعة الأمريكية والأجنبية الآن بإنتاج ألواح CIGS التجارية.
حقيقة النحاس 25
توجد ألواح شمسية على سطح سقيفة تقع على أرض البيت الأبيض. تولد الألواح تيارًا مباشرًا يتم تجميعه بواسطة قضبان نحاسية صغيرة لتحويله إلى التيار المتناوب المطلوب بواسطة عاكس. وتنقل كابلات النحاس الطاقة إلى القصر التنفيذي. وفي مكان آخر، تتدفق المياه اللازمة لحوض السباحة في البيت الأبيض عبر أنابيب نحاسية ويتم تسخينها بواسطة الشمس بواسطة سخانات شمسية تقليدية تعتمد على السوائل مثبتة على سطح نحاسي وتحتوي على ألواح امتصاص نحاسية. لا يتم توليد سوى جزء ضئيل من احتياجات الرئيس وموظفيه من الطاقة من الشمس، ولكن هذه بداية.
