Λειτουργία ηλεκτροδίων υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος (sea electrodes) και επίδρασή της σε μεταλλικές κατασκευές και στο περιβάλλον

Κυργιαλάνη, Ιωάννα; Kyrgialani, Ioanna

dc.contributor.author	Κυργιαλάνη, Ιωάννα	el
dc.contributor.author	Kyrgialani, Ioanna	en
dc.date.accessioned	2020-05-01T16:50:49Z
dc.date.available	2020-05-01T16:50:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50320
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18018
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ηλεκτροχημεία	el
dc.subject	Electrochemistry	en
dc.subject	Θαλάσσια ηλεκτρόδια	el
dc.subject	Sea electrodes	en
dc.subject	Συστήματα υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος	el
dc.subject	High voltage direct current systems	en
dc.subject	Υποθαλάσσια συστήματα συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης	el
dc.subject	HVDC Submarine interconnections	en
dc.subject	Σίδηρος υψηλής περιεκτικότητας σε πυρίτιο	el
dc.subject	High silicon cast iron	en
dc.title	Λειτουργία ηλεκτροδίων υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος (sea electrodes) και επίδρασή της σε μεταλλικές κατασκευές και στο περιβάλλον	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ηλεκτροχημεία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-09-25
heal.abstract	Τα συστήματα Υψηλής Τάσης Συνεχούς Ρεύματος (High Voltage Direct Current Systems - HVDC) αποτελούν εδώ και δεκαετίες έναν αποτελεσματικό τρόπο μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος σε μεγάλες αποστάσεις. Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζει η σύνδεση δύο περιοχών με δύο ή παραπάνω υποθαλάσσιους αγωγούς μεταφοράς ρεύματος και σειρά ηλεκτρόδιων που χρησιμεύουν ως γείωση, εντός της θάλασσας. Τα θαλάσσια ηλεκτρόδια ξεκινούν να λειτουργούν σε περίπτωση βλάβης ενός από τους υποθαλάσσιους αγωγούς και ο χρόνος λειτουργίας τους μπορεί να είναι μέχρι και μερικούς μήνες, ενώ αναλόγως με τον αγωγό, λειτουργούν είτε ως άνοδοι είτε ως κάθοδοι. Λόγω της υψηλής τάσης διαρρέονται από εντάσεις ρεύματος της τάξης των χιλιάδων Ampere. Ένα υλικό που χρησιμοποιείται ως ηλεκτρόδιο σε ένα HVDC σύστημα είναι ο σίδηρος υψηλής περιεκτικότητας σε πυρίτιο (High Silicon Cast Iron - HSCI). Αν και το HSCI χρησιμοποιείται συχνά σε τέτοια συστήματα, μέχρι σήμερα δεν είναι πολλά γνωστά για τις ιδιότητές του. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η συμπεριφορά ενός εμπορικού ηλεκτροδίου HSCI ως άνοδος και κάθοδος. Επίσης υπολογίστηκαν οι κινητικές σταθερές ηλεκτρόλυσης του θαλασσινού νερού για το συγκεκριμένο τύπο ηλεκτροδίου. Παράλληλα, έγινε προσπάθεια υπολογιστικής μοντελοποίησης της λειτουργίας θαλάσσιων ηλεκτροδίων σε μια ρεαλιστική γεωμετρία. Στην πράξη, ένα τέτοιο HVDC σύστημα τοποθετείται σε έναν υπάρχοντα θαλάσσιο κόλπο, το οποίο προστατεύεται από κύματα χάρη σ' ένα τεχνητό φράγμα. Το φράγμα επιτρέπει τη διέλευση του θαλασσινού νερού κατά ένα μέρος, ενώ τα ηλεκτρόδια βρίσκονται κοντά του. Η προσέγγιση της ρεαλιστικής γεωμετρίας αφορά τη μοντελοποίηση τριών βασικών στοιχείων: της άπειρης διάστασης της θάλασσας, του φράγματος και της θέσης των ηλεκτροδίων ως προς το φράγμα. Έχοντας ελέγξει τα τρία αυτά στοιχεία, μοντελοποιείται η ρεαλιστική, πλέον, γεωμετρία. Για αυτήν, επιλύθηκαν δύο μοντέλα υπολογισμού ρευμάτων: η δευτεροταγής και η τριτοταγής κατανομή ρευμάτων. Για καθεμιά από αυτές, και για ένα σταθερό ποσοστό κενού όγκου του φράγματος, ελέγχθηκε ο τρόπος με τον οποίο το μέγεθος των ανοιγμάτων από τα οποία διέρχεται το θαλασσινό νερό από τη θάλασσα προς τον κόλπο και αντίστροφα, επηρεάζει τη λειτουργία του συστήματος. Έτσι, επιλύθηκε το πρόβλημα της ρεαλιστικής γεωμετρίας για 10 και 20 ανοίγματα. Τέλος, για κάθε περίπτωση, ελέγχθηκε η λειτουργία των ηλεκτροδίων ως άνοδοι και ως κάθοδοι. Για κάθε ένα από τα οκτώ αυτά σενάρια υπολογίστηκε η παραγωγή αέριων χλωρίου, οξυγόνου (στην ανοδική λειτουργία) και υδρογόνου (στην καθοδική λειτουργία) για μεγάλο χρονικό διάστημα. Από τα αποτελέσματα της εργασίας μπορεί να αξιολογηθεί η συμπεριφορά του HSCI σε υποθαλάσσια HVDC συστήματα καθώς επίσης και ο αντίκτυπος που θα έχει η λειτουργία των ηλεκτροδίων στον περιβάλλοντα χώρο.	el
heal.advisorName	Καραντώνης, Αντώνης	el
heal.committeeMemberName	Φιλιππόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ). Εργαστήριο Φυσικοχημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	123 σ.
heal.fullTextAvailability	false