|
Tarihçe
ALÜMİNYUM, kendisine has özellikleri ve hafifliği nedeni
ile çok geniş bir uygulama alanına ( uzay, uçak, taşıt, elektrik, inşaat,
ambalaj, elektronik, ev gereçleri vs.) sahiptir ve ÇAĞIN METALİ olarak adlandırılmaktadır.
1807 yılında, Sir Humphery Davis alüminyumu
laboratuarda elektroliz yoluyla elde etmeye çalışmış, fakat başarılı
olamamıştır.
1812 yılında,
Fransa’nın Les Baux ilinde alüminyum maden cevheri bulunmuştur. Bundan
sonra, cevherlerin alaşımları ve bulundukları yere bakılmaksızın,
alüminyum cevheri boksit (bauxite) olarak adlandırılmıştır.
1825 yılında,
H.C. Oersted çok ufak miktarlarda alüminyum üretmeyi başarmıştır.
F. Wohler(1845),
H.S.C. Deville (1854),
K.J. Meyer’in araştırmaları (1888)
bir üretim yöntemi patenti ile sonuçlanmıştır.
Günümüzde, Fransız Paul.T. Herault ve
Amerikalı Charles Martin Hall üretim yöntemi patentleri (1892) kullanılmaktadır.
Alüminyumun elektrik alanında iletken
olarak ilk kullanılımları :
1895 yılında
Amerika ve Fransada hava hattı örgülü alüminyum iletkeni;
1908 yılında hava
hattı çelik özlü alüminyum iletkeni;
1910 yılında
Boston ve Ealing’de alüminyum iletkenli, kağıt yalıtkanlı, kurşun kılıflı
yeraltı güç kablosu;
1912 yılında
Aquitana isimli gemide alüminyum bara;
1917 yılında
transformatör sargısı;
1920 yılında
sincap kafesli motor rotoru olarak gerçekleşmiştir.
İletken olarak
Alüminyum
Termik (kömür, fuel-oil, motorin,
doğalgaz, jeotermal), hidrolik ve nükleer gibi çeşitli enerjilerden
yararlanılarak üretilen elektrik enerjisi, genelde uzun mesafelere
iletilir; şehir ve köy gibi yerleşim bölgelerine, sanayi tesislerine
dağıtılır ve buralarda tüketilir.
Çıplak iletkenler, baralar, yalıtılmış hava hattı ve yeraltı güç
kabloları ve ek malzemeleri elektrik enerjisi iletim ve dağıtımının
başlıca elemanlarıdır.
Yakın zamana kadar, elektrik enerji iletim ve dağıtımında, bakır, uygun
özellikleri nedeni ile bu alandaki ana iletken malzemesi olmuştu. Bakır,
yüksek elektrik geçirgenliği, işlenebilme ve mekaniksel özellikleri iyi
olan bir metaldir.
Niçin Alüminyum?
Pek çok ülkede, alüminyumun iletim ve
dağıtım sistemlerinin tüm elemanları için bakırın yerine, ana iletken
malzemesi olarak kabul edilmesinde pek çok neden bulunmaktadır. Alüminyum
bakıra göre çok hafiftir, alüminyumun yoğunluğu, yaklaşık olarak bakırın
% 30’u kadardır. Özellikle, hava hattı direk konstrüksiyonlarında
hafiflik çok önemlidir, çünkü ağır iletkenler, ağır direk yapılarına
ihtiyaç gösterir. Ayrıca, alüminyum iletkenlerin taşınması, işlenmesi ve montajı,
ağır bakır iletkenlere göre daha kolaydır. Alüminyumun hafifliği, ağır
bakır iletkenlere göre birçok avantaj sağlamaktadır. Alüminyum cevheri,
yer yüzü kabuğunda en çok bulunan bir metaldir, yaklaşık yer yüzünün % 8’
ini kapsamaktadır.
Günümüzde bakır cevherleri çok azalmış
ve sınırılı olması sonucu bakır fiyatları yüksek ve yükselme
eyilimindedir. Aşağıda, son 20 yılın LME (Londra Metal Borsası) bakır ve
alüminyumun yıllık ortalama fiyatlarını gösteren çizelgeden anlaşılacağı
gibi senelerdir, alüminyum fiyatları bakıra göre düşük, arada bazı
sıçramalar yapmasına rağmen fazla hareketli olmayan bir şekilde
gelişmiştir. Alüminyum, ucuzluğun, hafifliğin ve özelliklerinin verdiği
avantajları nedeni ile alüminyum çıplak iletken ve kablo fiyatları, bakır
çıplak iletken ve kablo fiyatlarının çok altındadır.
Londra Metal Borsası (LME)
yıllık ortalama Bakır ve Alüminyum hammadde Fiyatları
(USD/metrik ton)
|
Yıl
|
Alüminyum
$ / mton
|
Bakır
$ / mton
|
|
2002 (*)
|
1.339
|
1.548
|
|
2001
|
1.446
|
1.582
|
|
2000
|
1.539
|
1.815
|
|
1999
|
1.386
|
1.573
|
|
1998
|
1.358
|
1.661
|
|
1997
|
1.599
|
2.276
|
|
1996
|
1.507
|
2.302
|
|
1995
|
1.806
|
2.936
|
|
1994
|
1.477
|
2.307
|
|
1993
|
1.139
|
1.914
|
(*) Ekim 2002'ye kadar
25 yıldan beri, alüminyumun pratikte
üretim, tesis ve ek tekniğinde rastlanan sakıncaları giderilmiş, güvenli
ve emniyetli bir konuma gelmiştir.
Bakır ve Alüminyumun
Teknik Değerlendirilmesi
Alüminyum veya Bakır çıplak
iletkenli hava hatlarının, yer altı kablolarının montajı, tesisi,
kullanılan bağlantı parçaları, ek ve kablo uçları genelde büyük farklılık
göstermez. Ancak alüminyum ve bakırın fizik ve mekanik özellikleri
bakımından iki ayrı metal olduğu unutulmamalıdır.
Aşağıdaki çizelgede, iletken ve kabloların müşterek malzemesi olan E-Cu
(Elektrolitik bakır), E-Al (Elektrolitik Alüminyum) ile bazı hava hatları
ve kablolardada kullanılan alüminyum alaşım AlMgSi’ yumun fiziksel
özellikleri bulunmaktadır.
Alüminyum ve Bakırın
Fiziksel Özellikleri
|
Özellikler
|
Birim
|
E-Cu
Bakır
|
E-Al
Alüminyum
|
AlMgSi
Al Alaşım
|
|
Özgül
Ağırlık
|
kg/dm3
|
8,9
|
2,7
|
2,7
|
|
Çekme
Gerilmesi
(sert...tavlı)
|
kg/mm2
|
450...240
|
180...80
|
310
|
|
Kopma
uzaması
(sert...tavlı)
|
%
|
1...35
|
2...35
|
3
|
|
Elastisite
Modülü
|
kN/mm2
|
120
|
70
|
70
|
|
Ergime
sıcaklığı
|
0C
|
1083
|
658
|
658
|
|
Isı
genleşme katsayısı
|
10-6 / 0C
|
16,6
|
23,8
|
23,0
|
|
+20
0C’de direnç ısı değişim katsayısı
|
1/ 0C
|
0,0039
|
0,0040
|
0,0036
|
|
+20
0C’de iletkenlik
|
IACS %
|
97...100
|
61...62
|
53
|
|
+20
0C’ de özgül direnç
|
W mm2/m
|
0,01786
|
0,02857
|
0,03280
|
Elektriksel Eşdeğerlik
|
Eş uzunluk
|
Eş direnç
|
Eş gerilim düşümü
|
|
LAl = LCu
|
RAl = RCu
|
D UAl = D UCu
|
olarak tarif edilir.
Cu eşdeğeri Al
(kesit)
|
Al özdirenç
|
Cu özdirenç
|
|
r Al = 0,028264 W mm2/m
|
r Cu = 0,017857 W mm2/m
|
|
SAl = 1,6 x SCu
|
Sonuç: Cu
iletken ile eşit uzunlukta, eşit dirençte ve gerilim düğümündeki Alüminyum iletken Bakır iletken kesitinin 1,6
katı daha büyüktür.
Cu eşdeğeri Al
(ağırlık)
|
Al özgül ağırlık
|
Cu özgül ağırlık
|
|
dAl = 2,7 kg/dm3
|
dCu = 8,9 kg/dm3
|
|
PAl = 0,5 x PCu
|
Sonuç: Cu iletken
ile eşit uzunlukta, eşit dirençte ve gerilim düğümündeki Alüminyum iletken Bakır iletken ağırlığının
yarısı kadardır.
Bakır iletken değerleri 1 olarak kabul
edilmek şartı ile eşdeğer Alüminyum çıplak yuvarlak iletkenin fiziksel
karşılaştırılması
|
Ş a r t l a r
|
B a k ı r
|
A l ü mi n y u m
|
|
Eşit Kesit
|
1
|
1
|
|
* Ağırlık
|
1
|
0,3
|
|
* İletkenlik
|
1
|
0,625
|
|
* Akım Taşıma
Kapasitesi
|
1
|
0,8
|
|
Eşit İletkenlik
|
1
|
1
|
|
* Kesit Alanı
|
1
|
1,6
|
|
* Çap
|
1
|
1,3
|
|
* Ağırlık
|
1
|
0,49
|
|
Eşit Sıcaklık
Artışı
|
1
|
1
|
|
* Kesit Alanı
|
1
|
1,4
|
|
* Çap
|
1
|
1,17
|
|
* Ağırlık
|
1
|
0,42
|
Cu eşdeğeri Al (EKONOMİ)
Elektriksel eşitlik sağlanmak şartı
ile bir tesis için gerekli bakır iletken ağırlığının yarısı
ağırlığında alüminyum iletkene ihtiyaç vardır.
Bakır ve alüminyum birim fiyatları
(TL/kg) eşit olarak kabul edilmek şartı ile diğer bir deyişle aynı
tesis, bakır için gerekli yatırımın yarısı ile alüminyum iletken
kullanılarak gerçekleştirilebilir.
Yukarda son 20 yılın bakır ve
alüminyum fiyatlarını gösteren LME fiyat çizelgesindende görüleceği gibi,
bakır alüminyum fiyat oranı çoğunlukla 1’den büyüktür, bu sonuç sağlanan ekonominin % 50’den daha büyük olabileceğini
göstermektedir.
Çıplak iletkenli tesislerde,
Bakır eşdeğeri ALÜMİNYUM İLETKEN EN AZ % 50
EKONOMİ SAĞLAR
Sağlanan ekonomi, sadece kullanıcı
yönünden olmayıp, ülke döviz çıktısınıda etkilemektedir. Kullanılan
alüminyum ve bakırın ham madde olarak dış alımla temin edildiği düşünülürse,
elektrik alanında kullanılacak bakırın dış alımı için gerekli döviz
miktarının en fazla yarısı alüminyum dış alımı için yeterli olacaktır ve
Ülke açısından büyük bir döviz tasarrufu gerçekleşecektir.
ve
niçin ALÜMİNYUM ???
- Alüminyumun birim fiyatı yıllardır bakır
fiyatlarından daha düşüktür. Yer yüzünde en çok bulunan metaldir ( %
8 ).
- Hafiflik nedeni ile ALÜMİNYUM iletken ve
kablolar, BAKIR iletken ve kablolardan çok daha düşük fiyatlıdır.
- Hava hatlı tesislerde direklerin hafiflemesi,
montaj kolaylığı ve nakliye tesis için ek ekonomik avantajlar
üretir.
- Alüminyum iletkenin pratikte rastlanan ek
problemleri son 25 yıldan beri tamamen çözülmüştür.
ÇÜNKÜ . . .
ALÜMİNYUM İLETKENLER GÜVENLİ, EMNİYETLİ
ve EKONOMİK ÇÖZÜMLER ÜRETİR ÜLKEYE DÖVİZ KAZANDIRIR
|
