Как в России создают сверхпроводящие линии электропередач

Популярная механикаHi-Tech

Сверхпроводящие линии передач: как это сделано в России

Олег Макаров

Явление сверхпроводимости, то есть свойство некоторых материалов приобретать при сверхнизких температурах нулевое электрическое сопротивление, было открыто почти сто лет назад. Но понадобилось много десятилетий, чтобы этот эффект смог стать основой начинающейся революции в электроэнергетике. Работы по созданию сверхпроводящих линий электропередач ведутся и в России.

Современные линии электропередач обладают хорошим КПД (порядка 97−98%), но потери в виде 2−3% все же отнимают определенное количество сгенерированной энергии. Часть ее уходит на «корону», часть теряется из-за эффекта перемагничивания в проводах или в трансформаторах. Шансом снизить потери казался эффект сверхпроводимости, но для поддержания проводника при сверхнизкой температуре в 23 K требовался гелий — вещество с очень низкой точкой кипения (4,215 K, или -268,94°С). Хладагент с более высокой, чем 27 К, точкой кипения невозможно было бы удерживать в жидком агрегатном состоянии. Однако гелий дорог, а криогенное оборудование, охлаждавшее газ до температур, близких к абсолютному нулю, не только дорого, но и слишком энергозатратно. Было очевидно, что экономически оправданную промышленную технологию в этих условиях не создать.

f09f2654fa4b0b6ab498cd2d93c071c1.jpg

Пришествие азота

Однако в конце 1986 года исследователями корпорации IBM швейцарцем Карлом Мюллером и немцем Георгом Беднорцем был открыт эффект высокотемпературной сверхпроводимости, возникающий при 35 K в композитном керамическом материале под названием барий-лантан-медный оксид. «Высокая температура» там была весьма относительна, ведь 35 К — это -238°С. Однако труд Мюллера и Беднорца, отмеченный Нобелевской премией, задал научное направление, в рамках которого создавались проводники, где наблюдалась сверхпроводимость при все более и более высоких температурах. В какой-то момент количество перешло в качество, и для охлаждения проводника стало возможным использовать хладагент в виде жидкого азота с температурой кипения 77,4 К. Это уже было совсем другое дело! Для поддержания азота в жидкой фазе требовалось куда меньше энергии, а сам азот намного дешевле гелия, благо это главный компонент земной атмосферы. С этого момента в разных странах мира начались практические работы по созданию линий электропередач и электротехнических объектов на основе высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП).

Меньше напряжения!

Передаваемая по проводам мощность есть произведение силы тока на напряжение. То есть если повысить ток, ту же мощность можно передать с меньшим напряжением, и наоборот. Энергетики, передавая электроэнергию на большие расстояния, вынуждены идти по второму пути, то есть поднимать напряжение до сотен киловольт (кВ). Дело в том, что при заданном сопротивлении рост силы тока ведет к большим потерям мощности. Но если сопротивление исключить, то появляется возможность повысить плотность тока в сечении проводника (например, с 8 А на 1 мм

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Настя Ивлеева Настя Ивлеева

Настя Ивлеева: «Цифровая реальность – это в высшей степени сексуально!»

Playboy
Археологи раскопали поселение первых металлургов и скотоводов Алтая Археологи раскопали поселение первых металлургов и скотоводов Алтая

Ученые завершили работы на памятнике афанасьевской культуры Нижняя Соору

N+1
«Костик»: от К. С. до К. Ю. Постановка «Чайки» Дмитрия Крымова «Костик»: от К. С. до К. Ю. Постановка «Чайки» Дмитрия Крымова

Самый чеховский спектакль на российской сцене

СНОБ
White Punk – о провинции, индустрии и воссоединении YungRussia White Punk – о провинции, индустрии и воссоединении YungRussia

Интервью с White Punk – о прошлом и настоящем рэп-музыки

GQ
Чего хотят звезды: самые желанные женщины России о сексе и отношениях Чего хотят звезды: самые желанные женщины России о сексе и отношениях

Звезды рассказывают, как снискать успех даже у гиперпопулярных женщин

Maxim
Как проверить сердце: кому и когда это нужно делать Как проверить сердце: кому и когда это нужно делать

Кому и когда пора проверять сердце

РБК
Мария Нагая: мать Дмитрия и... Лжедмитрия Мария Нагая: мать Дмитрия и... Лжедмитрия

Последняя жена Ивана IV Грозного пережила не только мужа, но и двух сыновей

Дилетант
Учитель и безопасность школьников. Как защитить детей от самих себя Учитель и безопасность школьников. Как защитить детей от самих себя

Как бороться с травлей в школе и что могут сделать учителя?

СНОБ
Горящая точка Горящая точка

Жители деревни Лисин начинают рабочий день, спускаясь в кратер активного вулкана

Вокруг света
Как заплатить фрилансеру: десять сервисов Как заплатить фрилансеру: десять сервисов

Как можно упростить работу с фрилансерами, хоть и не бесплатно

VC.RU
Пилочный маникюр: быстро делается и не оставляет порезов Пилочный маникюр: быстро делается и не оставляет порезов

Пилочный маникюр: деликатный, быстрый и аккуратный

Cosmopolitan
Как Medallion смогла привлечь $30 млн и решить проблемы медицинских стартапов Как Medallion смогла привлечь $30 млн и решить проблемы медицинских стартапов

Как Medallion помогает зарабатывать медицинским компаниям по всей стране

Forbes
Не рыба, но удочка Не рыба, но удочка

Ирина Ладыгина об особых студентах «Большой перемены»

ПУСК
Как выстроить привычку за несколько шагов, опираясь на науку? Как выстроить привычку за несколько шагов, опираясь на науку?

С чего начать, какую стратегию выбрать, чтобы выстроить привычку?

Популярная механика
Cмола, воск, латекс, полимеры: что жевали люди с древних времен и до наших дней Cмола, воск, латекс, полимеры: что жевали люди с древних времен и до наших дней

Первые «жвачки» существовали еще в древние времена

Популярная механика
Расположение рожек на головах гадюк связали со средой обитания Расположение рожек на головах гадюк связали со средой обитания

Расположение рожек на головах гадюковых змей зависит от среды их обитания

N+1
На орбите На орбите

Современный и смелый интерьер с панорамным видом на столицу

SALON-Interior
Грязь как полотно: художники, что превращают немытые машины в искусство Грязь как полотно: художники, что превращают немытые машины в искусство

Как грязные автомобили могут пробуждать желание творить

Playboy
Всем тем, кому сложно говорить «нет» Всем тем, кому сложно говорить «нет»

Как научиться отказывать?

Psychologies
20 привычек, которые помогут «прокачать» себя 20 привычек, которые помогут «прокачать» себя

Какие привычки повысят качество жизни

Psychologies
Физика черных списков: к чему приведет попадание МФТИ под санкции США Физика черных списков: к чему приведет попадание МФТИ под санкции США

МФТИ попал в американский черный список конечных военных пользователей

Forbes
Вселенная победившего матриархата. Роман Юлии Яковлевой и Карины Добротворской «Мужчина апреля» Вселенная победившего матриархата. Роман Юлии Яковлевой и Карины Добротворской «Мужчина апреля»

Отрывок из «Мужчины апреля» — в мире сбылись все пророчества настоящего

СНОБ
«Нечего надеть»: почему мы так часто недовольны своей одеждой «Нечего надеть»: почему мы так часто недовольны своей одеждой

Почему нам кажется, что надеть нечего, если каждая вешалка занята?

Psychologies
«Прошлой ночью в Сохо»: коктейль из «Полночи в Париже» и «Неонового демона» «Прошлой ночью в Сохо»: коктейль из «Полночи в Париже» и «Неонового демона»

Стоит ли смотреть ностальгический джалло-хоррор от Эдгара Райта

Cosmopolitan
Перейти на зеленый. Стать вегетарианцем и не навредить своему здоровью Перейти на зеленый. Стать вегетарианцем и не навредить своему здоровью

Как правильно перейти на вегетарианство?

Лиза
«Я не должна была рождаться». Девушка подала иск против гинеколога своей матери «Я не должна была рождаться». Девушка подала иск против гинеколога своей матери

Иви Тумбс из Скегнесса, Линкольншир, подала в суд на гинеколога своей матери

Cosmopolitan
В Россию на грядки: как семья потомственного фермера из Голландии основала хозяйство в Тамбовской области В Россию на грядки: как семья потомственного фермера из Голландии основала хозяйство в Тамбовской области

Как голландский фермер отправиться в Россию приучать тамбовчан к спарже

Inc.
Как приучить ребенка к экологической ответственности: 6 шагов Как приучить ребенка к экологической ответственности: 6 шагов

Как привить ребенку полезные экопривычки?

Psychologies
Как менялась Анфиса Чехова: вес 100 кг, комплексы и фотошоп — в прошлом Как менялась Анфиса Чехова: вес 100 кг, комплексы и фотошоп — в прошлом

Снимки Анфисы Чеховой, сделанные в разные годы. Процесс преображения теледивы

VOICE
5 ошибок, за которые стоит себя простить 5 ошибок, за которые стоит себя простить

Важно признать свои ошибки и простить себя за них

Psychologies
Открыть в приложении