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

Зачем мы спим Зачем мы спим

Новая наука о сне и сновидениях

kiozk originals
«Я разоблачил своих нечестных родителей, и меня выгнали из дома» «Я разоблачил своих нечестных родителей, и меня выгнали из дома»

Справедливо ли, когда только одному ребенку достается вся любовь родителей?

Psychologies
Завтра была война… Завтра была война…

Резкий поворот во внешней политике Советского Союза

Дилетант
Мария Куликова: «Никто никогда не узнает обо мне всей правды» Мария Куликова: «Никто никогда не узнает обо мне всей правды»

Мы постоянно меняемся: то открыты для внешнего мира, то, наоборот, закрываемся

Караван историй
«Где оскорбленному есть чувству уголок». Почему сограждане особенно ранимы, когда дело касается фото на фоне храмов «Где оскорбленному есть чувству уголок». Почему сограждане особенно ранимы, когда дело касается фото на фоне храмов

Почему верующих оскорбляют фото, а не постоянные унижения со стороны власти?

СНОБ
Валерий Плотников. Друзей моих прекрасные черты Валерий Плотников. Друзей моих прекрасные черты

Валерий Плотников рассказывает, как он создавал портреты легендарных личностей

Караван историй
«Я бы написал любую дрянь — лишь бы мне заплатили за это» «Я бы написал любую дрянь — лишь бы мне заплатили за это»

Джек Лондон о том, как он стал писателем

Weekend
Стратостат услышал инфразвук от подземного взрыва Стратостат услышал инфразвук от подземного взрыва

Инфразвук проще засечь из стратосферы, чем с поверхности Земли

N+1
Американский флот слабеет. Китай получает исторический шанс Американский флот слабеет. Китай получает исторический шанс

Сравнительный анализ военно-морских сил США и Китая

Эксперт
Оно тебе НАDО (но это не точно) Оно тебе НАDО (но это не точно)

Самые необычные сексшоп-тренды

Playboy
Действительно ли темная тема на компьютере экономит заряд батареи Действительно ли темная тема на компьютере экономит заряд батареи

Поможет ли переход на темную тему продлить работу ПК?

Популярная механика
Мужчина подменил злую кошку на добрую, и жена этого не заметила Мужчина подменил злую кошку на добрую, и жена этого не заметила

Герой истории нашел необычный способ ужиться с неприятным животным своей девушки

Psychologies
Паразиты под прикрытием: 3 типа мужчин, которые питаются твоей самооценкой Паразиты под прикрытием: 3 типа мужчин, которые питаются твоей самооценкой

Типы мужчин-абьюзеров, которые испортят твою самооценку

Cosmopolitan
Муаровый магнитный порядок нашли в скрученном трииодиде хрома Муаровый магнитный порядок нашли в скрученном трииодиде хрома

Физики увидели в трииодиде хрома ферромагнитные и антиферромагнитные участки

N+1
Материнская плата для майнинга: как выбрать лучший вариант? Материнская плата для майнинга: как выбрать лучший вариант?

Как не ошибиться при покупке материнской платы

CHIP
Алексей Гуськов: «Я не могу годами ждать, что кто-то предложит мне роль моей мечты» Алексей Гуськов: «Я не могу годами ждать, что кто-то предложит мне роль моей мечты»

Алексей Гуськов — о том, как создавался сериал «Седьмая симфония»

Эксперт
Истребители танков на Донбассе. Из Америки — с любовью Истребители танков на Донбассе. Из Америки — с любовью

Так ли страшен противотанковый ракетный комплекс FGM-148 Javelin?

Maxim
Груды бетона: почему фильм «Медея» Александра Зельдовича получился мизогинным Груды бетона: почему фильм «Медея» Александра Зельдовича получился мизогинным

Как фильм про женскую свободу обернулся историей болезни убийцы

Forbes
Какие утверждения об Абрамовиче и Путине суд в Лондоне счел необоснованными Какие утверждения об Абрамовиче и Путине суд в Лондоне счел необоснованными

Девять утверждений в книге «Люди Путина» порочат репутацию Романа Абрамовича

Forbes
Роалд Хоффманн: Как пережить нобелевскую премию Роалд Хоффманн: Как пережить нобелевскую премию

Роалда Хоффманна мы знаем не только как химика-теоретика

Наука и жизнь
Отечественные ученые делают бактерии и грибы агрессивными Отечественные ученые делают бактерии и грибы агрессивными

Российские биологи предлагают свои инновационные технологии очистки

Эксперт
Плюсы и минусы гейнеров — спортивных коктейлей для набора массы Плюсы и минусы гейнеров — спортивных коктейлей для набора массы

Рассказываем все, что надо знать о гейнере

РБК
Ее попытка номер 5: почему из всех женихов Пэрис Хилтон мужем стал только один Ее попытка номер 5: почему из всех женихов Пэрис Хилтон мужем стал только один

Кто пытался, но так и не смог довести светскую львицу до алтаря

Cosmopolitan
Человеческий фактор как главный виновник дорожных аварий. Как он появился и насколько актуален сегодня Человеческий фактор как главный виновник дорожных аварий. Как он появился и насколько актуален сегодня

Как появилось представление о человеческом факторе

Популярная механика
10 русских авторов, известных за рубежом 10 русских авторов, известных за рубежом

Русские писатели, чьи литературные приемы изучают и заимствуют в разных странах

СНОБ
Как женщины-режиссеры борются за место в индустрии в России и мире Как женщины-режиссеры борются за место в индустрии в России и мире

Отрывок из книги Анжелики Артюх «Кинорежиссерки в современном мире»

Forbes
Физики напрямую увидели сигма-дырку на поверхности атома брома Физики напрямую увидели сигма-дырку на поверхности атома брома

Первое в мире прямое подтверждение анизотропии заряда в галогенах

N+1
Nissan: адаптация технологий к российским условиям Nissan: адаптация технологий к российским условиям

Nissan адаптирует свои технологии под специфику российского рынка

Эксперт
Серотонин: что важно знать о «гормоне счастья» Серотонин: что важно знать о «гормоне счастья»

Что представляет собой один из важнейших гормонов, отвечающих за наше здоровье?

РБК
Стрелки котенка: легкий макияж, который идет всем и всегда получается Стрелки котенка: легкий макияж, который идет всем и всегда получается

Макияж должен быть одинаково уместен и в дневное, и в вечернее время

Cosmopolitan
Открыть в приложении