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

Кодекс поведения робота Кодекс поведения робота

В чем заключаются ключевые проблемы взаимодействия человека и ИИ

Популярная механика
«Hot Wheels словно акции»: коллекционеры тратят десятки тысяч долларов, чтобы купить всего одну игрушечную машинку «Hot Wheels словно акции»: коллекционеры тратят десятки тысяч долларов, чтобы купить всего одну игрушечную машинку

Чья коллекция Hot Wheels вошла в «Книгу рекордов Гиннесса»?

VC.RU
Наночастицы в двойной оболочке помогли антибиотикам уничтожить резистентные бактерии Наночастицы в двойной оболочке помогли антибиотикам уничтожить резистентные бактерии

Ученые сделали наночастицы золота биосовместимыми и эффективными против бактерий

N+1
Что Вирджил Абло сделал для модной индустрии Что Вирджил Абло сделал для модной индустрии

Вирджил Абло — художник, которого мы либо хвалили, либо критиковали

GQ
Презервативы-унисекс: что это такое, как они работают и кому подойдут Презервативы-унисекс: что это такое, как они работают и кому подойдут

Стартап Wondaleaf Uni Condom занимается производством презервативов унисекс

Cosmopolitan
Ностальгия по постапокалипсису Ностальгия по постапокалипсису

«Финч» — сентиментальная ода американскому сай-фаю XX века

Weekend
Как выжить в тюрьме: советы звезд из-за решетки Как выжить в тюрьме: советы звезд из-за решетки

Рекомендации знаменитостей, оказавшихся за решеткой

Maxim
15 отличных южнокорейских сериалов, которые нужно смотреть 15 отличных южнокорейских сериалов, которые нужно смотреть

Южнокорейские дорамы, которые не уступают знаменитым сериалам

Esquire
Цветной бархат, уютные шарфы и очень много вельветовых костюмов: из чего состоит гардероб Уэса Андерсона Цветной бархат, уютные шарфы и очень много вельветовых костюмов: из чего состоит гардероб Уэса Андерсона

Главные элементы персонального стиля режиссера Уэса Андерсона

Esquire
Мистическая Москва: 5 самых таинственных и пугающих легенд о столице Мистическая Москва: 5 самых таинственных и пугающих легенд о столице

Пугающие истории Москвы

Playboy
Обязаны ли дети ухаживать за престарелыми родителями? Обязаны ли дети ухаживать за престарелыми родителями?

В каких случаях уход за ближайшими родственниками стоит переложить на других?

Psychologies
Вес слова Вес слова

Если карьера не задалась, у вас есть реальный шанс стать преуспевающим спикером

Forbes
Палеогенетики впервые извлекли человеческую ДНК из кальцита Палеогенетики впервые извлекли человеческую ДНК из кальцита

Палеогенетикам впервые удалось выделить древнюю ДНК человека из кальцита

N+1
Вредны ли шампуни с сульфатами в составе Вредны ли шампуни с сульфатами в составе

Действительно ли безсульфатные шампуни безопасны для волос?

Популярная механика
Химики оценили эффективность переработки океанского пластикового мусора на борту корабля Химики оценили эффективность переработки океанского пластикового мусора на борту корабля

Работа кораблей-мусорщиков выгоднее, чем транспортировка мусора на берег

N+1
10 главных инвестиционных трендов следующего десятилетия: куда вложить деньги 10 главных инвестиционных трендов следующего десятилетия: куда вложить деньги

Инвестиционные тренды, которые зарождаются и «выстрелят» в ближайшие годы

Forbes
Инструкция по увольнению: как уйти с работы и не испортить репутацию и отношения Инструкция по увольнению: как уйти с работы и не испортить репутацию и отношения

Как без больших потерь пережить все этапы расставания с работодателем

Forbes
Раскулачить Маска: кому не дают покоя деньги богатейшего человека мира Раскулачить Маска: кому не дают покоя деньги богатейшего человека мира

Кто предлагает поделить деньги Маска и есть ли они у него?

Forbes
Давлении в нижней мантии придало силикату кальция структуру перовскита Давлении в нижней мантии придало силикату кальция структуру перовскита

Американские геологи обнаружили внутри алмаза новый минерал давемаоит

N+1
«Карандаш в стакане»: пять страшилок, которыми пугают женщин за 40 «Карандаш в стакане»: пять страшилок, которыми пугают женщин за 40

Чем мужчины любят пугать женщин, возраст которых перевалил за 40

Cosmopolitan
Воин света Воин света

В деревню в гости к креативному директору Maison Margiela Джону Гальяно

Vogue
Только самые интересные факты об альбоме Pink Floyd The Wall Только самые интересные факты об альбоме Pink Floyd The Wall

30 ноября 1979 года вышел волшебный альбом Pink Floyd The Wall

Maxim
«Я не предам Кристину!»: любимая актриса Рязанова не может вернуться в Россию «Я не предам Кристину!»: любимая актриса Рязанова не может вернуться в Россию

Юлия Живейнова рассказала, почему не посещает Россию

Cosmopolitan
10 страшных историй, которые случились наяву 10 страшных историй, которые случились наяву

От изгнания бесов до необъяснимых смертей: кошмары, в которые трудно поверить

Esquire
Радио «Дача» Радио «Дача»

Тейлор Хилл купила сруб в музыкальной столице США и аранжирует его на свой вкус

Tatler
Best of the Best Best of the Best

Вспоминаем лучших из лучших — номинантов на премию GQ Men of the Year

GQ
Том Хоппер: «Из спортзала я выхожу счастливым» Том Хоппер: «Из спортзала я выхожу счастливым»

Том Хоппер рассказал нам, как его успокаивает штанга, и поделился рецептом пиццы

Cosmopolitan
С чистого листа С чистого листа

Атмосферный интерьер с выразительными цветовыми и стилистическими акцентами

SALON-Interior
Что мы знаем о своих партнерах? Эндрю Шон Грир: История одного супружества Что мы знаем о своих партнерах? Эндрю Шон Грир: История одного супружества

Отрывок из книги Эндрю Шона Грира — о том, как люди переживают последствия войны

СНОБ
Не рыба, но удочка Не рыба, но удочка

Ирина Ладыгина об особых студентах «Большой перемены»

ПУСК
Открыть в приложении