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

Надин Серовски Надин Серовски

Надин Серовски отвечает на блиц-вопросы о себе, отношениях и деньгах

ЖАРА Magazine
Сёстры Кривошляповы: страшная судьба первых сиамских близнецов в СССР Сёстры Кривошляповы: страшная судьба первых сиамских близнецов в СССР

Сестры Кривошляповы прожили рекордно долгую для сиамских близнецов жизнь

VOICE
С чистого листа С чистого листа

Филипп Киркоров — о своей семье, стиле и провокационных шоу

OK!
Дедвлей, Намибия Дедвлей, Намибия

Пятачок, на котором встретились сразу несколько природных аномалий и подружились

Maxim
Кейт Миддлтон показала, как модно носить яркое пальто — учись у герцогини Кейт Миддлтон показала, как модно носить яркое пальто — учись у герцогини

Пальто классического кроя — основа зимнего гардероба Кейт Миддлтон

Cosmopolitan
Свойства квантового гало предложили исследовать бомбардировкой Свойства квантового гало предложили исследовать бомбардировкой

Физики показали возможность исследования свойств квантового гало в димере гелия

N+1
Гастрономическая карта Гастрономическая карта

Гастрономические удовольствия – неотъемлемая часть любого путешествия

Лиза
Археологи раскопали в Крыму кенотаф с клинковым оружием эпохи великого переселения народов Археологи раскопали в Крыму кенотаф с клинковым оружием эпохи великого переселения народов

Символическую могилу обнаружили на памятнике Джурга-Оба

N+1
Билл Гейтс посоветовал 5 книг на новогодние праздники Билл Гейтс посоветовал 5 книг на новогодние праздники

Традиционный список книг, рекомендованных к прочтению, от основателя Microsoft

Inc.
Пятый элемент Пятый элемент

Дом в Подмосковье с максимально открытым пространством

SALON-Interior
Кожа стареет быстро из-за этих пищевых привычек: увы, они у тебя есть Кожа стареет быстро из-за этих пищевых привычек: увы, они у тебя есть

Список пищевых ошибок, работа над которыми улучшит состояние кожи

Cosmopolitan
Ее Королевское Высочество: фильмы, сериалы и подкаст о принцессе Диане Ее Королевское Высочество: фильмы, сериалы и подкаст о принцессе Диане

Если вы не устали от Дианы Спенсер, рассказываем, какие что посмотреть о ней

Esquire
Основательница StudyFree Дарья Крошкина — о том, как заработать на бесплатном образовании и быть предпринимательницей в США Основательница StudyFree Дарья Крошкина — о том, как заработать на бесплатном образовании и быть предпринимательницей в США

Основательница StudyFree — каково быть женщиной в бизнесе?

Esquire
Найден способ превращать воду, солнечный свет и CO2 в чистый керосин Найден способ превращать воду, солнечный свет и CO2 в чистый керосин

Система, которая может производить топливо из солнечного света и воздуха

Популярная механика
Ecwid: Как студент из Ульяновска создал глобальную IT-компанию (и привлек миллион пользователей) Ecwid: Как студент из Ульяновска создал глобальную IT-компанию (и привлек миллион пользователей)

Как компания Ecwid выдержала конкуренцию с Google

Inc.
Цифровой пандус Цифровой пандус

Как инклюзивные интерфейсы помогают людям с инвалидностью

N+1
16 лучших фильмов про рыцарей и Средневековье 16 лучших фильмов про рыцарей и Средневековье

Хочешь лучше узнать о средневековых временах и погрузиться в античную атмосферу?

Playboy
Стримеры в Китае зарабатывают миллиарды в день: как это работает и когда закончится Стримеры в Китае зарабатывают миллиарды в день: как это работает и когда закончится

Китайские инфлюенсеры бьют рекорды по продажам товаров через прямые эфиры

Forbes
«Яблоко» из титана и сапфира: GPS будущего, которой не нужны спутники «Яблоко» из титана и сапфира: GPS будущего, которой не нужны спутники

Sandia National Laboratories разрабатывает GSP без спутников

Популярная механика
Признаться в любви лучшему другу: 3 сценария развития отношений Признаться в любви лучшему другу: 3 сценария развития отношений

Способны ли мужчина и женщина быть просто друзьями?

Psychologies
Как вернуть людей в офисы после удаленки Как вернуть людей в офисы после удаленки

Как снизить риски выгорания сотрудников в больших офисах?

СНОБ
Безрассудство и отвага: история аэросаней в полярных экспедициях Безрассудство и отвага: история аэросаней в полярных экспедициях

Годы назад идея взять с собой в безлюдные места новую технику никого не смущала

Maxim
«Спасение от стресса»: Меган Маркл помогла Адель пережить развод и похудеть «Спасение от стресса»: Меган Маркл помогла Адель пережить развод и похудеть

Герцогиня Сассекская стала источником вдохновения для Адель

Cosmopolitan
Зелёный свет Зелёный свет

Как «Светофор» положил начало гонке дискаунтеров

РБК
Астрономия: что мы будем искать в космосе следующие десять лет Астрономия: что мы будем искать в космосе следующие десять лет

Какие задачи и проекты поставлены для астрономии до 2032 года

Популярная механика
Что фильм «Злые и красивые» Миннелли рассказал об изнанке Голливуда Что фильм «Злые и красивые» Миннелли рассказал об изнанке Голливуда

Что можно узнать о Голливуде и его изнанке из фильма «Злые и красивые»

РБК
Рассказ из сборника «Сибирь: счастье за горами» Рассказ из сборника «Сибирь: счастье за горами»

Отрывок из сборника рассказов, посвященных Сибири

СНОБ
Штосс, бостон и винт: во что играли герои русской классики Штосс, бостон и винт: во что играли герои русской классики

Собрали правила популярных карточных игр и нашли примеры в русской литературе

Культура.РФ
Порошковое покрытие как альтернатива гель-лаку: честный отзыв редакции Cosmо Порошковое покрытие как альтернатива гель-лаку: честный отзыв редакции Cosmо

Протестировали модную технику порошкового маникюра

Cosmopolitan
Веганские инвестиции, «голубой» углерод и экопроповедники. 5 экотрендов будущего Веганские инвестиции, «голубой» углерод и экопроповедники. 5 экотрендов будущего

Какие экотренды в разных сферах жизни нас ждут в ближайшем будущем

СНОБ
Открыть в приложении