การประยุกต์ใช้งานของทองแดง
อุตสาหกรรมไฟฟ้า
ระบบส่งกำลัง
การส่งพลังงานต้องใช้ทองแดงที่มีสภาพนำไฟฟ้าสูงในปริมาณมาก ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในสายไฟฟ้าและสายเคเบิล บัส หม้อแปลง สวิตช์ ส่วนประกอบปลั๊กอินและขั้วต่อ
ในกระบวนการส่งไฟฟ้าของสายไฟและสายเคเบิล พลังงานไฟฟ้าจะสูญเสียไปเนื่องจากความร้อนจากความต้านทาน จากมุมมองของการประหยัดพลังงานและเศรษฐกิจ ปัจจุบันมาตรฐาน "หน้าตัดสายเคเบิลที่เหมาะสม" ได้รับการส่งเสริมทั่วโลก มาตรฐานยอดนิยมในอดีตนั้นขึ้นอยู่กับมุมมองของการลดการลงทุนในการติดตั้งครั้งเดียว เพื่อลดหน้าตัดสายเคเบิล จึงกำหนดขนาดสายเคเบิลขั้นต่ำที่อนุญาตเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปที่เป็นอันตรายภายใต้กระแสไฟฟ้าที่กำหนดตามการออกแบบ แม้ว่าต้นทุนการติดตั้งสายเคเบิลที่วางตามมาตรฐานนี้จะต่ำ แต่การใช้พลังงานจากความต้านทานนั้นค่อนข้างสูงเมื่อใช้งานในระยะยาว มาตรฐาน "หน้าตัดสายเคเบิลที่เหมาะสม" จะคำนึงถึงต้นทุนการติดตั้งครั้งเดียวและการใช้พลังงาน และขยายขนาดสายเคเบิลให้เหมาะสมเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการประหยัดพลังงานและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ครอบคลุมสูงสุด ตามมาตรฐานใหม่ หน้าตัดสายเคเบิลมักจะมากกว่ามาตรฐานเดิมมากกว่าสองเท่า ซึ่งสามารถบรรลุผลประหยัดพลังงานได้ประมาณ 50%
ในช่วงที่ผ่านมา เนื่องจากเหล็กในประเทศของฉันขาดแคลน จึงมีการใช้อลูมิเนียมแทนทองแดงในสายส่งไฟฟ้าแรงสูงเหนือศีรษะ โดยหวังว่าจะลดน้ำหนักได้ เนื่องจากอลูมิเนียมมีค่าความถ่วงจำเพาะเพียง 30% ของทองแดง สายเคเบิลใต้ดิน ในกรณีนี้ อลูมิเนียมไม่สามารถเทียบได้กับทองแดง เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำและขนาดสายเคเบิลที่ใหญ่
ด้วยเหตุผลเดียวกัน การเปลี่ยนหม้อแปลงขดลวดอลูมิเนียมเก่าด้วยหม้อแปลงขดลวดทองแดงที่ประหยัดพลังงานและมีประสิทธิภาพก็ถือเป็นทางเลือกที่ชาญฉลาดเช่นกัน
การผลิตมอเตอร์
ในการผลิตมอเตอร์ มีการใช้โลหะผสมทองแดงที่มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าและความแข็งแรงสูงอย่างแพร่หลาย ชิ้นส่วนทองแดงหลัก ได้แก่ สเตเตอร์ โรเตอร์ และหัวเพลา ในมอเตอร์ขนาดใหญ่ ขดลวดจะได้รับการระบายความร้อนด้วยน้ำหรือไฮโดรเจน ซึ่งเรียกว่ามอเตอร์ระบายความร้อนภายในด้วยน้ำคู่หรือมอเตอร์ระบายความร้อนด้วยไฮโดรเจน ซึ่งต้องใช้ลวดกลวงยาว
มอเตอร์เป็นผู้ใช้ไฟฟ้ารายใหญ่ คิดเป็นประมาณ 60% ของอุปทานไฟฟ้าทั้งหมด ค่าไฟฟ้าสะสมสำหรับการทำงานของมอเตอร์นั้นสูงมาก โดยทั่วไปจะสูงถึงต้นทุนของมอเตอร์เองภายใน 500 ชั่วโมงแรกของการทำงาน ซึ่งเทียบเท่ากับ 4 ถึง 16 เท่าของต้นทุนภายในหนึ่งปี และอาจสูงถึง 200 เท่าของต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน การเพิ่มประสิทธิภาพมอเตอร์เพียงเล็กน้อยไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดพลังงานเท่านั้น แต่ยังให้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่สำคัญอีกด้วย การพัฒนาและการใช้งานมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงเป็นหัวข้อที่ได้รับความสนใจทั่วโลกในปัจจุบัน เนื่องจากการใช้พลังงานภายในมอเตอร์ส่วนใหญ่มาจากการสูญเสียความต้านทานของขดลวด การเพิ่มหน้าตัดของลวดทองแดงจึงเป็นมาตรการสำคัญในการพัฒนามอเตอร์ประสิทธิภาพสูง เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์แบบดั้งเดิม การใช้ขดลวดทองแดงในมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่พัฒนาขึ้นรุ่นแรกบางรุ่นเพิ่มขึ้น 25% ถึง 100% กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกากำลังให้ทุนโครงการพัฒนาเพื่อผลิตโรเตอร์มอเตอร์โดยใช้เทคโนโลยีทองแดงหล่อ
สายสื่อสาร
ตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา เนื่องจากข้อได้เปรียบของความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง จึงถูกแทนที่อย่างรวดเร็วด้วยสายเคเบิลทองแดงบนสายหลักการสื่อสาร อย่างไรก็ตาม ยังคงต้องใช้ทองแดงจำนวนมากในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสงและสายอินพุตให้กับผู้ใช้ ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมการสื่อสาร ผู้คนพึ่งพาการสื่อสารมากขึ้นเรื่อยๆ และความต้องการสายเคเบิลใยแก้วนำแสงและสายทองแดงจะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
สายไฟสำหรับที่อยู่อาศัย
เมื่อมาตรฐานการครองชีพของประชาชนของเราดีขึ้น เครื่องใช้ในครัวเรือนก็ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็ว และปริมาณการใช้ไฟฟ้าในบ้านก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังที่แสดงในรูปที่ 6.6 ในปี 1987 ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในบ้านอยู่ที่ 26.96 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง (1 กิโลวัตต์ชั่วโมง=1 กิโลวัตต์ชั่วโมง) และสิบปีต่อมาในปี 1996 ปริมาณการใช้ไฟฟ้าพุ่งสูงถึง 113.1 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง เพิ่มขึ้น 3.2 เท่า แม้จะเป็นเช่นนั้น แต่ก็ยังมีช่องว่างขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้ว ตัวอย่างเช่น ในปี 1995 ปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อหัวในสหรัฐอเมริกาสูงกว่าประเทศของฉัน 14.6 เท่า และญี่ปุ่นสูงกว่าประเทศของฉัน 8.6 เท่า ในอนาคต ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในบ้านของประเทศของฉันยังเหลือพื้นที่ให้พัฒนาอีกมาก คาดว่าจะเพิ่มขึ้น 1.4 เท่าตั้งแต่ปี 1996 ถึงปี 2005
