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

Девушка на Кубе Девушка на Кубе

Катя Бобкова позирует в горячей, солнечной и морской фотосессии

Maxim
Как проверить авто на залог: все возможные способы и инструкции Как проверить авто на залог: все возможные способы и инструкции

Как проверить автомобиль перед покупкой и случайно не взять на себя обременения?

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
Логарифмическая линейка: забавная история Логарифмическая линейка: забавная история

Логарифмическая линейка — заслуженный патриарх всех вычислительных устройств

Популярная механика
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
Как правильно наносить термопасту на процессор? Как правильно наносить термопасту на процессор?

Некоторые нюансы при замене термопасты на процессоре

CHIP
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
Бренд-менеджер «Онегина» — о тонкости вкусов и неизвестной сказке Пушкина Бренд-менеджер «Онегина» — о тонкости вкусов и неизвестной сказке Пушкина

Бренд «Онегин» придумал оригинальную арт-концепцию под запуск нового проекта

РБК
Зоологи подтвердили существование городской популяции леопардов в Сеуле в конце XIX века Зоологи подтвердили существование городской популяции леопардов в Сеуле в конце XIX века

Крупные кошки в Сеуле охотились на собак, а днем прятались среди растительности

N+1
Не перейти черту Не перейти черту

Как научиться защищать свои личные границы

Лиза
Елена Брусилова: «У людей появилась мотивация быть здоровыми» Елена Брусилова: «У людей появилась мотивация быть здоровыми»

Президент ГК «Медси» Елена Брусилова о том, как изменилась частная медицина

РБК
Выяснили: 6 главных признаков, что пора к стоматологу Выяснили: 6 главных признаков, что пора к стоматологу

Нужно каждый день следить за здоровьем своих зубов!

Cosmopolitan
Право не быть роботом. Что вы знаете о робоэтике Право не быть роботом. Что вы знаете о робоэтике

Что мы упускаем в «законах робототехники» Айзека Азимова?

Популярная механика
На CBS показали концерт Адель и ее интервью Опре Уинфри. Певица исполнила песни с альбома «30», а также рассказала о разводе с мужем и потере веса На CBS показали концерт Адель и ее интервью Опре Уинфри. Певица исполнила песни с альбома «30», а также рассказала о разводе с мужем и потере веса

Певица Адель призналась, что узнала о проблемах в браке из теста в журнале

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

Как выросли сыновья зарубежных звезд

Cosmopolitan
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
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
Кейт Миддлтон и Уильям используют приемы принцессы Дианы в воспитании детей Кейт Миддлтон и Уильям используют приемы принцессы Дианы в воспитании детей

Герцоги Кембриджские часто выходят в свет со своими маленькими детьми

Cosmopolitan
Непризнанные гении Непризнанные гении

Почему ИТ-компаниям стоит внедрять инклюзию

РБК
16 самых депрессивных фильмов на любой вкус 16 самых депрессивных фильмов на любой вкус

Эти фильмы помогут понять: твоя жизнь еще не достигла дна

Maxim
Зачем наши бабушки чистили ковры снегом: 3 важных причины повторить их опыт Зачем наши бабушки чистили ковры снегом: 3 важных причины повторить их опыт

Снег или химчистка: чем лучше чистить ковер?

Cosmopolitan
6 книг про искусственный интеллект — о том, что готовит нам будущее 6 книг про искусственный интеллект — о том, что готовит нам будущее

Книги, которые расскажут об умных роботах и tech-перспективах на ближайшие годы

Популярная механика
Избавиться от стресса: что такое энергетический детокс? Избавиться от стресса: что такое энергетический детокс?

Как сбросить энергетический мусор и настроиться на позитивную волну

Psychologies
Эти страшные фемки. Почему феминисток в России травят за внешность Эти страшные фемки. Почему феминисток в России травят за внешность

Откуда растут ноги стереотипизации о том, что феминистки страшные?

СНОБ
10 самых сложных уровней и миссий в компьютерных играх 10 самых сложных уровней и миссий в компьютерных играх

Вспоминаем моменты, которые даже бывалых геймеров доводили до нервного тика

Maxim
Конкуренция разработок: как новые мессенджеры завоевывают аудиторию Конкуренция разработок: как новые мессенджеры завоевывают аудиторию

Как конкурируют современные мессенджеры?

Популярная механика
Лучшие фильмы с музыкой Эннио Морриконе Лучшие фильмы с музыкой Эннио Морриконе

10 ноября в Риме родился человек, ставший звуковым знаком качества киноэкрана

Maxim
Вес слова Вес слова

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

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
Коварные легинсы! Самые смешные фото звезд в лосинах — от Шейк до Кардашьян Коварные легинсы! Самые смешные фото звезд в лосинах — от Шейк до Кардашьян

Легинсы — один из самых коварных предметов женского гардероба

VOICE
Открыть в приложении