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

Робот – лучший повар Робот – лучший повар

Намучившись с самодеятельной кулинарией, он решил поручить эти заботы технике

Популярная механика
5 ошибок, за которые стоит себя простить 5 ошибок, за которые стоит себя простить

Важно признать свои ошибки и простить себя за них

Psychologies
Женщина умерла от сепсиса, потому что врачи отказались прерывать беременность Женщина умерла от сепсиса, потому что врачи отказались прерывать беременность

Инцидент получил огласку и сразу же вызвал жесточайший общественный резонанс

Cosmopolitan
«Костик»: от К. С. до К. Ю. Постановка «Чайки» Дмитрия Крымова «Костик»: от К. С. до К. Ю. Постановка «Чайки» Дмитрия Крымова

Самый чеховский спектакль на российской сцене

СНОБ
Тридцать первая литера... Тридцать первая литера...

Что можно сказать о букве «э»?

Наука и жизнь
Настоящая фея-крестная: главная спасительница по знаку зодиака - кто она? Настоящая фея-крестная: главная спасительница по знаку зодиака - кто она?

Кто из знаков зодиака готов всю себя положить, чтобы помочь другим

Cosmopolitan
5 органов в нашем теле, без которых можно обойтись 5 органов в нашем теле, без которых можно обойтись

Есть ли в человеческом теле ненужные органы?

Cosmopolitan
10 возмужавших сыновей зарубежных звезд – Спирс, Броснана и других 10 возмужавших сыновей зарубежных звезд – Спирс, Броснана и других

Как выросли сыновья зарубежных звезд

Cosmopolitan
Анна Павлова: как русская балерина превратилась в десерт Анна Павлова: как русская балерина превратилась в десерт

Кто придумал десерт «Павлова» и причем здесь балет?

Cosmopolitan
7 неожиданных вещей, которые во всем мире, кроме России, называют «русскими» 7 неожиданных вещей, которые во всем мире, кроме России, называют «русскими»

Русским любят приписывать рандомные традиции и явления

Maxim
8 типов прыщей, которые нельзя давить никому и никогда 8 типов прыщей, которые нельзя давить никому и никогда

Можно ли давить самостоятельно и какие прыщи категорически нельзя трогать

Cosmopolitan
«Бизнес не может быть интровертом»: как веб-сервисы изменили рынок делового туризма «Бизнес не может быть интровертом»: как веб-сервисы изменили рынок делового туризма

Ани Алексанян рассказала об основных трендах рынка корпоративного туризма

Inc.
Пятый элемент Пятый элемент

Дом в Подмосковье с максимально открытым пространством

SALON-Interior
20 способов изменить жизнь прямо сейчас 20 способов изменить жизнь прямо сейчас

Вот что можно сделать уже сегодня

Psychologies
Стойкие ровесники Стойкие ровесники

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

Вокруг света
Стрижка «веник»: что мы знаем о горячем hair-тренде этой зимы Стрижка «веник»: что мы знаем о горячем hair-тренде этой зимы

Чем прическа «веник» отличается от классического боба

Cosmopolitan
Стреляла ли «Аврора» на самом деле и другие мифы о знаменитом крейсере Стреляла ли «Аврора» на самом деле и другие мифы о знаменитом крейсере

Вспоминаем (и развеиваем) самые популярные мифы об истории «Авроры»

Maxim
5 самых дорогих вещей из знаменитых научно-фантастических фильмов и сериалов 5 самых дорогих вещей из знаменитых научно-фантастических фильмов и сериалов

Самые дорогие кинематографические реликвии

Популярная механика
Повелители стиля: история архитектора Евгения Коблова Повелители стиля: история архитектора Евгения Коблова

Почему сейчас дизайн квартир больше, чем просто смена обстановки

Cosmopolitan
Владимир Кристовский – о новом клипе Uma2rman, музыкальных трендах и чистом творчестве Владимир Кристовский – о новом клипе Uma2rman, музыкальных трендах и чистом творчестве

Владимир Кристовский о новом клипе группы

GQ
Материнский инстинкт Материнский инстинкт

Пенелопа Крус в фильме «Параллельные матери»

Grazia
Быстрее, выше, сильнее, беспилотнее. В каком спорте соревнуются беспилотные автомобили Быстрее, выше, сильнее, беспилотнее. В каком спорте соревнуются беспилотные автомобили

Какие у беспилотников есть состязания и как выбирают победителя?

Популярная механика
«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
Самые красивые и самые уродливые кошки с математической точки зрения Самые красивые и самые уродливые кошки с математической точки зрения

Не можешь выбрать, какая порода тебе нравится больше? Используй золотое сечение!

Maxim
Наши все дома Наши все дома

Как устроить в обычной квартире новогоднюю вечеринку, выгнав всех из смартфонов?

Cosmopolitan
«Худей давай!»: Абрамов, Гайдулян и другие мужчины, которые высмеивали вес жен «Худей давай!»: Абрамов, Гайдулян и другие мужчины, которые высмеивали вес жен

Известные мужчины, которые вряд ли положительно повлияли на самооценку своих жен

VOICE
Очень важные дела! 5 вопросов о месячных, которые ты боялась задать Очень важные дела! 5 вопросов о месячных, которые ты боялась задать

Волнующие вопросы о критических днях

Cosmopolitan
Свобода власти: почему за 30 лет в России так и не появилось политической конкуренции Свобода власти: почему за 30 лет в России так и не появилось политической конкуренции

Почему в стране не возникло движений, способных оказать давление на власть

Forbes
Где найти в сутках 25-й час: секреты от эксперта  по тайм-менеджменту Где найти в сутках 25-й час: секреты от эксперта  по тайм-менеджменту

Как все успевать? И как это удается другим?

Psychologies
Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены

Героями первого выпуска подкаста стали Марина Полеухина и Александр Чернышков

СНОБ
Открыть в приложении