Kable napowietrznych linii wysokiego napięcia cechują się ograniczoną obciążalnością prądową, na którą wpływa ich temperatura robocza. Zbytni wzrost temperatury przewodów skutkuje ich wydłużeniem i przekroczeniem projektowanych marginesów bezpieczeństwa. Jako że źródłem ciepła jest zarówno energia słoneczna, jak i sam przepływ prądu, wraz ze wzrostem temperatury w wyniku warunków atmosferycznych maleje wydajność przesyłu energii elektrycznej. W Polsce tego rodzaju problemy dają o sobie znać w okresie letnim. Na Bliskim Wschodzie warunki klimatyczne sprawiają, iż problem z nadmiernym nagrzewaniem się przewodów elektrycznych jest znacznie poważniejszy.
Opracowana przez inżynierów z KAUST (King Abdullah University of Science and Technology) technologia powlekania kabli, wchodzących w skład sieci przesyłowej energii elektrycznej, skutkuje zwiększeniem wydajności o 10%. Jak wyjaśnia prof. Qiaoqiang Gan, w odróżnieniu od typowych rozwiązań w zakresie chłodzenia pasywnego, prezentowana powłoka przewodów elektrycznych została zaprojektowania z uwzględnieniem zarówno ciepła z zewnątrz, pochodzącego z energii słonecznej, jak i z wewnątrz, pochodzącego z przepływu energii elektrycznej.
Wykonana w technologii HTCRC (high thermal conductivity radiative cooling) powłoka składa się z nanocząsteczek h-BN (heksagonalnego azotku boru) w matrycy z PDMS (polidimetylosiloksanu) i zapewnia efektywne rozpraszania padającego światła (współczynnik 0,92), a także wysoką emisyjność w podczerwieni (współczynnik 0,95) i zoptymalizowaną przewodność cieplną (1,28 W m⁻¹ K⁻¹).
Podczas testów w Arabii Saudyjskiej, w warunkach bez przepływu prądu, powleczone w technologii HTCRC przewody pozostały 5 °C chłodniejsze od niepowleczonych i 15 °C chłodniejsze od kabli izolowanych. Z kolei przy przepływie prądu, przy temperaturze na zewnątrz dochodzącej do 45 °C, powleczone w technologii HTCRC przewody utrzymywały temperaturę między 50 a 70 °C, podczas gdy niepowleczone i izolowane kable rozgrzały się odpowiednio do 90 i 80 °C.
Z wstępnych obliczeń wynika, że zastosowanie powłoki HTCRC umożliwia wzrost wydajności przesyłu energii elektrycznej średnio o 10% w skali roku i nawet o 18,3% w najgorętsze dni.
kaust.edu.sa
Xu, K., Cao, PF., El-Demellawi, J.K. et al.: Photonic thermal management of overhead cables via high-thermal-conductivity radiative cooling, Light Sci Appl 15, 385 (2026)
