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

100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

Сто самых красивых женщин страны заждались тебя

Maxim
Почему измена не повод для развода Почему измена не повод для развода

Почему измена помогает обоим партнерам стать лучше?

Psychologies
“Мы пытаемся, но не слышим друг друга” “Мы пытаемся, но не слышим друг друга”

Конфликтолог Олег Иванов помогает Вике и Антону разобраться в своих отношениях

Psychologies
Даже Питт и Гослинг: секс-символы Голливуда, о пластике которых ты вряд ли знала Даже Питт и Гослинг: секс-символы Голливуда, о пластике которых ты вряд ли знала

Рассказываем, на какие хирургические вмешательства решились эти актеры

Cosmopolitan
Сонник: 10 самых популярных снов и их толкование Сонник: 10 самых популярных снов и их толкование

Популярные сны, которые несут скрытый смысл

Cosmopolitan
8 занимательных физических опытов для школьников: как полюбить науку 8 занимательных физических опытов для школьников: как полюбить науку

Первые уроки химии, физики — и первые научные шалости

Популярная механика
Попробуй Сахалин на вкус! Попробуй Сахалин на вкус!

Природа, виды на океан, морепродукты – далеко не все, что есть на Сахалине

Лиза
Как вывести пятна от пота в домашних условиях Как вывести пятна от пота в домашних условиях

Как удалить пятна пота с одежды светлых и темных оттенков

VOICE
Еще теплее Еще теплее

Дольче и Габбана рассказали, как придумали почти две тысячи предметов интерьера

Harper's Bazaar
Спи в носках! Для этого есть 5 важных причин Спи в носках! Для этого есть 5 важных причин

Не вредно ли спать в носках?

Cosmopolitan
Что такое фолиевая кислота и чем она полезна: 6 научных фактов Что такое фолиевая кислота и чем она полезна: 6 научных фактов

Чем еще полезен витамин B9 и в каких продуктах он содержится

РБК
Из транспорта для отдыха до полноценного жилья с интернетом и туалетом: как автофургон меняет привычное понятие дома Из транспорта для отдыха до полноценного жилья с интернетом и туалетом: как автофургон меняет привычное понятие дома

Как владельцы жилья на колёсах решают вопросы быта?

VC.RU
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
Профиль РНК поможет понять причины заболеваний головного мозга Профиль РНК поможет понять причины заболеваний головного мозга

Cеквенирование третьего поколения помогло добыть обширные данные о траскриптоме

N+1
Мы созданы для жизни вдвоем? Мы созданы для жизни вдвоем?

Люди предназначены для жизни вдвоем или в одиночестве?

Psychologies
Как на самом деле выглядят пакистанские невесты: фото с макияжем и без Как на самом деле выглядят пакистанские невесты: фото с макияжем и без

Свадебная красота из Пакистана. Здешние бьюти-традиции отличаются от наших!

Cosmopolitan
Ассирийцы построили осадную насыпь для взятия Лахиша из 19 тысяч тонн камня Ассирийцы построили осадную насыпь для взятия Лахиша из 19 тысяч тонн камня

На строительство 80-метрового сооружения у ассирийцев ушло меньше месяца

N+1
На Большом адронном коллайдере измерили силу взаимодействия протонов с φ-мезонами На Большом адронном коллайдере измерили силу взаимодействия протонов с φ-мезонами

Результаты исследования могут помочь понять свойства вакуума хромодинамики

N+1
Биологи нашли гены долголетия тихоокеанских окуней Биологи нашли гены долголетия тихоокеанских окуней

Биологи выявили гены, связанные с высокой продолжительностью жизни у окуней

N+1
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
Вот скажи мне, американец: каково это — быть российским предпринимателем в США Вот скажи мне, американец: каково это — быть российским предпринимателем в США

Российские предприниматели — о негативном и предвзятом отношении к себе в США

Esquire
Команда года: Алиса Гладченко и Екатерина Шиляева Команда года: Алиса Гладченко и Екатерина Шиляева

Две российские школьницы, ставшие лучшими на мировой олимпиаде по информатике

Glamour
Будем в тонусе Будем в тонусе

Эта короткая тренировка даст нагрузку на основные группы мышц

Домашний Очаг
«Я тебя недостоин»: что значат некоторые фразы мужчин «Я тебя недостоин»: что значат некоторые фразы мужчин

Что на самом деле хочет сказать мужчина

VOICE

Исполнилось 68 лет с момента испытаний первой советской водородной бомбы

Популярная механика
Та самая Мамушка: как Хэтти МакДэниел стала первой афроамериканкой с премией «Оскар» Та самая Мамушка: как Хэтти МакДэниел стала первой афроамериканкой с премией «Оскар»

История Хэтти МакДэниел, которая боролась с дискриминацией даже став звездой

Forbes
Карта Сан-Франциско на шести кассетах: чем пользовались водители для навигации до GPS Карта Сан-Франциско на шести кассетах: чем пользовались водители для навигации до GPS

Краткая история первых навигационных систем — в пересказе Ars Technica

VC.RU
Почему анализировать детство бывает опасно Почему анализировать детство бывает опасно

Когда стоит перестать копаться в прошлом и двигаться дальше

Psychologies
Куда пропали 10 ярких звезд КВН, веселивших страну в нулевых Куда пропали 10 ярких звезд КВН, веселивших страну в нулевых

Но где сегодня Ляля из «Утомленных солнцем» или Жанка из «Пармы»?

Cosmopolitan
Инновации для животных. Как выглядит современная ветеринария Инновации для животных. Как выглядит современная ветеринария

Как работают современные ветеринары?

СНОБ
Открыть в приложении