Wydział Elektryczny Politechniki Śląskiej w Gliwicach prowadzi szeroko zakrojoną działalność badawczo–naukową, współpracując przy tym z licznymi instytutami naukowymi oraz firmami działającymi nie tylko na terenie naszego kraju, ale także poza jego granicami. W wyniku tego tworzy się unikatowa szansa dla studentów Wydziału Elektrycznego, polegająca na możliwości uczestnictwa w różnorodnych pracach badawczych. Prace te nie są prowadzone wyłącznie na terenie Politechniki Śląskiej, ale w dużej mierze odbywają się poza jej murami, dzięki czemu dla studiujących istnieje możliwość wyjazdów zagranicznych.

Doświadczenie zdobyte podczas takich wyjazdów, współpraca w gronie fachowców różnych dyscyplin technicznych oraz obserwacja toku prowadzenia profesjonalnych badań naukowych stanowi możliwość dokonania weryfikacji własnej, już zdobytej wiedzy teoretycznej oraz pozwala na kształtowanie osobistego warsztatu inżynierskiego. Niezwykle ważnym atutem jest również możliwość doskonalenia języków obcych, szczególnie w zakresie słownictwa technicznego, dzięki czemu otwierają się możliwości nawiązania szeroko rozumianej współpracy z instytucjami naukowymi i technicznymi na całym świecie w przyszłej karierze inżynierskiej.

Fragment cewki nadprzewodzącej; zauważyć można poszczególne zwoje zbudowane z nadprzewodnika

Jednym z projektów realizowanych aktualnie na Wydziale Elektrycznym jest HIPOLITY PROJECT, powstający we współpracy z ENEL Gliwice Spółka z o.o. (Polska), KEMA Nederland B.V. (Holandia), FUTURA Composites (Holandia), TRITHOR GmbH (Niemcy). Projekt ten obejmuje realizację urządzenia będącego kondycjonerem mocy. Zadaniem takiego urządzenia jest poprawa ogólnych parametrów sieci, miedzy innymi kompensację mocy biernej oraz kompensację wyższych harmonicznych. Najważniejszym celem budowy takiego urządzenia jest jednak podtrzymanie napięcia zasilania w newralgicznych punktach systemu elektroenergetycznego. Z powyższej charakterystyki od razu widać uniwersalność takiego rozwiązania oraz przydatność jego realizacji w budynkach szpitalnych, klinicznych, telekomunikacyjnych, administracji rządowej i wielu innych. Możliwa jest również realizacja wersji mobilnej, dzięki czemu możliwe będzie zapewnienie ciągłości zasilania dosłownie wszędzie tam, gdzie jest to niezbędne.

Fragment cewki nadprzewodzącej; zauważyć można poszczególne zwoje zbudowane z nadprzewodnika

Energia niezbędna do zapewnienia ciągłości zasilania gromadzona jest w "SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage) coil", czyli w polu magnetycznym cewki nadprzewodzącej. Jej uzwojenie zbudowane jest ze specjalnych spieków tworzących właściwy nadprzewodnik osadzonych w srebrnej matrycy. W wyniku skomplikowanego procesu technologicznego uzyskuje się właściwe parametry elektryczne pozwalające na zastosowanie takiej cewki w układach kondycjonerów mocy. Przy odpowiedniej budowie oraz w środowisku niskiej temperatury (około -200°C) rezystancja przewodu staje się bliska wartości zerowej, przez co gwałtownie zmniejszają się straty mocy czynnej na rezystancji przewodu i związany z tym efekt nagrzewania się cewki. Tym samym całe urządzenie cechuje się wysoką sprawnością.

W ramach realizacji powyższego projektu dwóch studentów Wydziału Elektrycznego, Radosław Jeż oraz Krzysztof Zając, brało udział w badaniach prototypowej cewki nadprzewodzącej projektowanej specjalnie dla Hipolity Project, pomiarów wszystkich jej parametrów elektrycznych oraz analizie jej właściwości fizycznych. Prace odbywały się na terenie KEMA Nederland B.V. (Holandia). Celem przeprowadzenia tych badań była weryfikacja rzeczywistych parametrów z parametrami otrzymanymi w wyniku symulacji komputerowych. Prowadzono także bardzo nowatorskie badania dotyczące zagadnienia mikrozwarć (zwarć pomiędzy poszczególnymi zwojami cewki) w cewkach nadprzewodzących. Ze względu na nietypowe zachowania cewki nadprzewodzącej w porównaniu do cewek klasycznych badania takie wymagają stosowania nowoczesnej aparatury badawczej. Kilka zamieszczonych zdjęć pokazuje efekty przeprowadzonych badań. Badania zakończyły się wynikiem pozytywnym, dzięki czemu można było przystąpić do realizacji kolejnych zadań w ramach projektu.

Fragment badań nad zjawiskiem mikrozwarć,
mogącym wystąpić w cewce nadprzewodzącej

Kolejnym punktem realizacji projektu było wykonanie instalacji czujników temperatury w komorze kriogenicznej, pozwalającej schłodzić cewkę nadprzewodzącą do niskiej temperatury, aby zmniejszyć straty mocy. Instalacja ta wymagała dokonania wstępnej selekcji czujników, ich kalibracji, montażu mechanicznego oraz elektrycznego. Efektem jest możliwość dokonania pomiaru rozkładu temperatury w różnych punktach komory, a tym samym kontroli układów zapewniających odpowiednie środowisko do pracy cewki.

Jeden ze skalibrowanych czujników temperatury

List rekomendacyjny

Radosław Jeż   Elektrotechnika, V rok Specjalność: PUE

Krzysztof Zając   Elektrotechnika, V rok Specjalność: PUE