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

Сила слова Сила слова

«Искусственный интеллект нужен человеку» – сообщил нам искусственный интеллект

Популярная механика
В переговорах о покупке доли в Natura Siberica появился новый участник В переговорах о покупке доли в Natura Siberica появился новый участник

В переговорах о разделе долей в компании Natura Siberica участвует Павел Грачев

Forbes
Почему мы без ума от чипсов, а не от капусты: как возникает пищевая зависимость Почему мы без ума от чипсов, а не от капусты: как возникает пищевая зависимость

Как понять, есть ли у тебя зависимость от какой-то еды, и что с этим делать

Cosmopolitan
От femme fatale до супергероев и андроидов: эволюция киногероев за последние 100 лет От femme fatale до супергероев и андроидов: эволюция киногероев за последние 100 лет

Какие типажи героев появились в кино за последние 100 лет?

Esquire
Он - великан, а она - карлица: фильмы о необычных историях любви Он - великан, а она - карлица: фильмы о необычных историях любви

Все различия не имеют значения, когда речь заходит о любви

Cosmopolitan
«Женское сердце. Современный подход к здоровью женщин» «Женское сердце. Современный подход к здоровью женщин»

Только недавно исследования показали, что пол при лечении сердца надо учитывать

N+1
Почему султан Сулейман в «Великолепном веке» запретил кофе? Почему султан Сулейман в «Великолепном веке» запретил кофе?

Почему в Турции боялись, что кофе разрушит страну?

Cosmopolitan
«Чтобы высшие силы не подумали, что я бессердечный человек». Каково это — жить с религиозным ОКР «Чтобы высшие силы не подумали, что я бессердечный человек». Каково это — жить с религиозным ОКР

Глава из книги «Одно расстройство» о людях с психическими расстройствами

СНОБ
Особый взгляд Особый взгляд

Подборка психологических книг, помогающих разобраться в себе и окружающих

Psychologies
Дело об убийстве угличском Дело об убийстве угличском

Дело розыскное 1591 года, об убийстве царевича Дмитрия Иоанновича

Дилетант
Гвоздь, или Еще одна загадка человеческого мозга Гвоздь, или Еще одна загадка человеческого мозга

Жизнь Леши разделилась на до и после того, как ему исполнилось пять лет

СНОБ
Дополненная реальность Дополненная реальность

Художник Жак Луи Давид подчинил воле императора пространство, время и реальность

Вокруг света
Андрей Фоменко Андрей Фоменко

Миллиардер и глава холдинга «Империя» Андрей Фоменко

Собака.ru
Его запах бесит: 5 признаков, что вашим отношениям пришел конец Его запах бесит: 5 признаков, что вашим отношениям пришел конец

Вот подсказки, которые помогут тебе понять: пора расстаться

Cosmopolitan
Бог с вами: какими получились «Вечные» Хлои Чжао и сыграла ли ставка Marvel Бог с вами: какими получились «Вечные» Хлои Чжао и сыграла ли ставка Marvel

Стоит ли отдавать комиксы на откуп режиссерам больших, тягучих драм

Esquire
Обязательно ли завтракать? Вот что говорят исследования Обязательно ли завтракать? Вот что говорят исследования

Вокруг питания и завтрака, в частности, существует множество предубеждений

РБК
«Ты красивее моей сестры»: 10+ историй о самых глупых причинах расставания «Ты красивее моей сестры»: 10+ историй о самых глупых причинах расставания

Истории о самых нелепых поводах для расставания

Cosmopolitan
Знает ли кот имя своего хозяина? Знает ли кот имя своего хозяина?

Распознают ли членов семьи коты?

Maxim
О сложностях материнства, романе с Гарри и не только: новое интервью Меган Маркл О сложностях материнства, романе с Гарри и не только: новое интервью Меган Маркл

Меган Маркл пришла в студию к Эллен Дедженерес

Cosmopolitan
Что сейчас все смотрят на Netflix: 10 самых популярных сериалов Что сейчас все смотрят на Netflix: 10 самых популярных сериалов

Какие проекты Netflix пользуется наибольшим успехом в России

Cosmopolitan
Стойкие ровесники Стойкие ровесники

Эти конструкции были построены в 1861 году и сохранились до наших дней

Вокруг света
Как посмотреть температуру процессора: тестируем CPU и боремся с перегревом Как посмотреть температуру процессора: тестируем CPU и боремся с перегревом

Как контролировать и поддерживать нормальную температуру процессора

CHIP
«Советские хакеры». История отношений радиолюбителей с властями СССР «Советские хакеры». История отношений радиолюбителей с властями СССР

Книга о проектах и социокультурных явлениях, предшествовавших появлению рунета

СНОБ
Теория обмана: 10 способов определить, что человек тебе врет Теория обмана: 10 способов определить, что человек тебе врет

Обманщик рассекретит себя сам, нужно только быть внимательным

Playboy
Психогенное бесплодие. Порой забеременеть мешают... эмоции. Что с этим делать? Психогенное бесплодие. Порой забеременеть мешают... эмоции. Что с этим делать?

Как выявляют психогенное бесплодие и как его вылечить?

Лиза
Смертельный номер: каким получился «Французский вестник» Уэса Андерсона Смертельный номер: каким получился «Французский вестник» Уэса Андерсона

«Французский вестник» — самый усталый фильм Уэса Андерсона

РБК
Как отключить уведомления от сайтов в браузере Как отключить уведомления от сайтов в браузере

Разбираемся, как отключить уведомления от сайтов в самых популярных браузерах

CHIP
Что это за зверь — тестостерон: 10 фактов о гормоне мужественности Что это за зверь — тестостерон: 10 фактов о гормоне мужественности

Как определить пониженный тестостерон, и на что этот гормон влияет

Playboy
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
Жесткая, но эффективная бессолевая диета: что говорят о ней отзывы Жесткая, но эффективная бессолевая диета: что говорят о ней отзывы

Кому отказ от соли поможет подтянуть здоровье и избавиться от лишних кило?

Cosmopolitan
Открыть в приложении