Njia ya Usambazaji wa Nishati ni nini?
Kwa Nini Mitambo ya Umeme iko Mbali Sana?
Kutengeneza umeme ni kazi kubwa sana! Inagharimu pesa nyingi kujenga na kuendesha mitambo ya kuzalisha umeme. Zaidi ya hayo, mimea mingi inahitaji madimbwi makubwa ili kupoa, na tuseme ukweli, watu wengi hawataki kiwanda kikubwa cha viwanda karibu na hapo! Kwa hivyo, kwa kawaida hujengwa katika maeneo ya vijijini ambapo ardhi ni ya bei nafuu na kuna nafasi zaidi.
Hii inamaanisha kuwa tani za umeme zinahitaji kusafiri umbali mrefu kutoka mahali unapotengenezwa hadi tunapoutumia. Laini za umeme ndio jibu dhahiri, lakini kufunga waya tu haitoshi ikiwa tunataka kuwa na ufanisi.
Shida Kubwa: Nishati Iliyopotea!
Hata waya nzuri, kama zile zilizotengenezwa kwa shaba au alumini, hupinga mtiririko wa umeme kidogo. Unaweza kuona hii nyumbani:
- Chomeka kavu ya nywele moja kwa moja kwenye duka, na inafanya kazi vizuri.
- Chomeka kwenye uzi mrefu, mwembamba wa kiendelezi, na huenda usifanye kazi vile vile, au kamba inaweza kupata joto!
Joto hilo linamaanisha nishati inapotea kama joto kwa sababu ya upinzani wa waya. Kampuni za umeme hulipwa tu kwa umeme unaofikia mita yako, si kwa nishati inayopotea njiani. Kwa hiyo, wanataka kweli kuepuka kuipoteza!
Suluhisho Bora la Smart: Voltage ya Juu!
Huu ndio ujanja wa busara: Kiasi cha nishati inayopotea kama joto inategemea sana ni kiasi gani cha umeme kinachotiririka (tunaita hiyo "ya sasa") na ni kiasi gani waya inakinza. Kwa kweli, ukikata mkondo kwa nusu, unapoteza nguvu mara nne kama joto! Hiyo ni tofauti kubwa!
Kwa hivyo, tunapunguzaje sasa lakini bado tunatuma kiwango sawa cha nguvu? Tunaongeza voltage ! Fikiria voltage kama "kusukuma" au "shinikizo" la umeme. Ikiwa una "kusukuma" nyingi, huhitaji "mtiririko" mwingi (wa sasa) ili kupata kiasi sawa cha kazi kufanywa.
Katika mitambo ya nguvu, vifaa maalum vinavyoitwa transfoma huongeza njia ya voltage - wakati mwingine hadi mamia ya maelfu ya volts! Hii inapunguza mkondo katika mistari, ambayo hupunguza kwa kiasi kikubwa nishati iliyopotea, na kuhakikisha kuwa nguvu nyingi iwezekanavyo zinafikia nyumba zetu.
Mtu anaweza hata kuonyesha hii! Ikiwa mtu atajaribu kuwasha kiyoyozi cha nywele kwa kutumia waya mwembamba sana, zitayeyuka kwa sababu mkondo mwingi wa maji unatiririka, na hivyo kusababisha joto jingi. Lakini ikiwa mtu anatumia transformer ili kuongeza voltage kabla ya waya nyembamba na kisha transformer nyingine ili kupunguza nyuma chini baada yao, dryer nywele kazi kikamilifu! Waya nyembamba zinaweza kushughulikia nguvu kwa sababu ya sasa ni ya chini sana.
Kukaa Salama: Kudhibiti Voltage ya Juu
Lakini subiri, kuna kukamata! Voltage ya juu ni hatari sana. Ina maana umeme unataka kuhama na unaweza hata kuruka vitu ambavyo kwa kawaida tunadhani havipitishi umeme, kama vile hewa!
Wahandisi wanapaswa kuwa waangalifu sana wakati wa kuunda mistari hii:
- Minara Mirefu: Minara ya kusambaza umeme ni mirefu sana hivi kwamba hakuna mtu aliye chini anayeweza kwa bahati mbaya kukaribia waya na kusababisha umeme kuruka.
- Mapengo ya Hewa: Laini nyingi za nguvu za umbali mrefu hazina insulation nene karibu nazo. Badala yake, hutumia hewa yenyewe kama insulation kwa kuweka tu kila kitu kando.
- Vihami: Waendeshaji wameunganishwa kwenye minara kwa kutumia nyuzi ndefu za diski za kauri. Diski hizi ni kama vizuizi vikali zaidi ambavyo huweka waya zenye nishati mbali na mnara wa chuma uliowekwa msingi. Ikiwa wanapata mvua, umeme unapaswa kusafiri kwa muda mrefu zaidi, njia inayopinda ili kuepuka, ambayo inafanya kuwa vigumu. (Ukweli wa Kufurahisha: Unaweza kupata wazo potofu la voltage ya laini ya umeme kwa kuhesabu diski za kauri kwenye vihami vyake! Zidisha tu idadi ya diski kwa 15. Kwa hivyo, ukiona diski 9, labda ni laini ya kilovolti 138!)
- Waya za Ngao: Mara nyingi utaona waya ndogo zinazoendesha juu kabisa ya minara. Hizi hazibebi nguvu; wapo kulinda nyaya kuu za umeme dhidi ya radi!
Zaidi ya Waya tu: Changamoto za Ubunifu
Sio tu kuhusu kupata umeme huko; ni kuhakikisha mistari inabaki pale pale na isilete matatizo!
- Nguvu dhidi ya Upinzani: Wahandisi wanapaswa kuchagua nyenzo ambazo zina nguvu ya kutosha kunyoosha kwa maili lakini pia kuendesha umeme vizuri sana.
- Joto na Kulegea: Wakati umeme mwingi unapotiririka, nyaya zinaweza kupata joto sana na kushuka (kushuka) zaidi. Hili linaweza kuwa tatizo ikiwa wanakaribia sana miti!
- Upepo: Upepo unaweza kufanya waya kuyumba na kutikisika, jambo ambalo linaweza kuziharibu baada ya muda. Unaweza kuona uzani mdogo unaoitwa "stockbridge dampers" kwenye mistari - hizi husaidia kukomesha kutetereka!
- Sehemu za Sumaku: Laini za volteji ya juu huunda sehemu za sumaku zisizoonekana ambazo wakati mwingine zinaweza kufanya mtiririko wa umeme katika vitu vya chuma vilivyo karibu kama vile uzio, au hata kuharibu vifaa vya kielektroniki. Wahandisi husanifu minara ili kuweka sehemu hizi chini mahali ambapo watu wanaweza kuwa.
- Kelele: Wakati mwingine mistari hii inaweza hata kutoa sauti ya buzzing, kwa hivyo wahandisi wanapaswa kuzingatia hilo pia!
Mustakabali wa Nguvu
Njia tunayopata umeme inabadilika kila wakati. Watu zaidi na zaidi wanaweka paneli za jua kwenye nyumba zao, wakitengeneza umeme wao wenyewe na hata kurudisha ziada kwenye gridi ya taifa! Hii inamaanisha kuwa umeme mdogo unahitaji kusafiri kwenye njia hizo kubwa, ndefu za upitishaji.
Kwa upande mwingine, umeme unanunuliwa na kuuzwa kwa umbali mkubwa sasa, kwa hiyo "barabara kuu za umeme" bado ni muhimu sana.
Kwa hivyo, wakati ujao utakapoona minara hiyo mikubwa ya nyaya za umeme ikitandazwa katika mandhari, kumbuka kuwa si nyaya rahisi tu. Wao ni mfano wa kuvutia wa uhandisi wa akili, kuhakikisha kuwa sote tuna nguvu tunazohitaji!
