|
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
|
