Petr Kloc mě vítá ve své kanceláři na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií. Okamžitě mě udeří vlna tepla i přesto, že za oknem chodí lidé v kabátech a radiátory jsou vypnuté. Nabízí se zvědavá otázka, jestli tu na počítačích někdo netěží bitcoiny. „Běží na nich výpočty k našemu projektu,“ směje se fyzik, který se zapojil do evropského projektu pod taktovkou mezinárodní korporace General Electric.

Jak může nonstop běžící počítač pomoci životnímu prostředí? „Než se začne cokoliv testovat v reálu, třeba v našem případě izolační plyn v jističi, samozřejmě se zkouší na numerických modelech. A ty jsou tím lepší, čím přesnější jsou vstupní data,“ popisuje roli VUT v projektu Petr Kloc, který působí kromě Ústavu výkonové elektrotechniky a elektroniky i na pracovišti CVOOZE při FEKT VUT. Kancelářské stroje mají zadání spočítat, jak se za určitých teplot a tlaků chová plyn g³ Novec, který byl měl nahradit neekologický SF₆, pokračuje výzkumník: „Zdá se, že by mohl být velmi dobrým kandidátem. Je netoxický, nehořlavý, má lepší izolační vlastnosti než SF₆ a zhruba dvanáctkrát nižší ekologickou závadnost.“

Rozvodny s vysokým napětím jsou v současnosti jediným místem, kde se může SF₆ neboli fluorid sírový používat, a to jen proto, že za něj zatím neexistuje schválená náhrada. „Když potřebujete přerušit elektrický obvod, třeba když chcete zařízení vypnout vypínačem nebo dojde k poruše, dáte kontakty od sebe. Ve chvíli, kdy to ale uděláte, se mezi nimi objeví elektrický oblouk, který stále vede proud. Stejný oblouk se využívá například při sváření,“ vysvětluje Petr Kloc a dodává, že aby se tento elektrický oblouk přerušil, v případě rozvoden by bylo potřeba kontakty od sebe vzdálit třeba i na desítky metrů. Tak velké přístroje ale nikdo nechce, a to je právě chvíle pro diskutovaný plyn SF₆, který se do vlastních přístrojů napouští. Jeho skvělé izolační vlastnosti totiž tento výboj uhasí a místo desetimetrové budovy stačí rázem dvoumetrová.

Problém nastal ve chvíli, kdy odborníci přišli se škálou škodlivosti skleníkových plynů. Zatímco CO₂ označili jedničkou, SF₆ si odnesl s hodnotou 23 500 první místo – a ne v dobrém slova smyslu. Převedeno do praxe takové číslo znamená, že kilogram SF₆ má stejné dopady jako 23 tun CO₂. A to není pro naši planetu rozhodně dobrá zpráva.

Plyn g³ Novec, který zkoumají elektrotechnici na VUT, je lepší téměř ve všech ohledech. Problémy by mohly nastat při jeho použití v chladném klima, kdy má plyn tendenci kapalnět. V takovém případě by technici mohli při kontrole elektrické rozvodny třeba ve Finsku najít místo izolačního plynu na podlaze uvnitř přístroje louži, která žádný elektrický výboj neuhasí. „Proto se tento nový plyn Novec míchá s CO₂. A o to jde v našem projektu – zjistit, jaké vlastnosti bude plyn mít v různých poměrech. Když dáte hodně Novecu, bude to dobré z hlediska elektrických vlastností, ale nebudete moci plyn používat v zimě, což řeší CO₂, který má ale zase horší vlastnosti izolace,“ shrnuje Kloc a opět se obrací k obrazovce počítače.

Na té se ve sloupcích střídají hodnoty tlaku, teploty, ale také různé chemické prvky. Propočítat všechny možnosti není v lidských silách a ani pro počítače nejde o jednoduchý úkol, kombinací je totiž přes pět milionů a každá zabere pět až deset minut. Jedno průměrné výpočetní PC by bylo s takovou úlohou hotové přibližně za padesát let.

„Máme tu dvě počítačové učebny s šedesáti novými stroji a v létě, když nebyla výuka, jsem všechny zabral a pustil na nich výpočty. Stalo se mi ale jednou, že o víkendu mi jednu celou učebnu vypnula podpěťová ochrana. Čtrnáct dní výpočtů na třiceti počítačích bylo pryč. Musel jsem pak napsat program, který hlídal běh výpočtů a případně ho přeposlal na jiný počítač, a tím efektivně zapojil nevyužité stroje na naší fakultě,“ uzavírá Petr Kloc s tím, že přestože už General Electric představil první prototyp rozvodny plněné plynem g³, na FEKT stále ještě výpočty nějakou dobu poběží, aby byl obrázek o jeho vlastnostech kompletní.

(tk)