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

Лоуренс Аравийский Лоуренс Аравийский

Война, ложь, имперская глупость и становление современного Ближнего Востока

kiozk originals
Как женщины справляются с травлей на кухне ресторанов и становятся шеф-поварами Как женщины справляются с травлей на кухне ресторанов и становятся шеф-поварами

Алена Солодовиченко о травле со стороны коллег-мужчин и жестких нравах на кухне

Forbes
Почему нас раздражает собственный голос в записи? Почему нас раздражает собственный голос в записи?

Нам не нравится свой голос в записи, потому что мы не узнаем себя

Cosmopolitan
Как подобрать цвет волос под цвет глаз? Найди свое идеальное сочетание! Как подобрать цвет волос под цвет глаз? Найди свое идеальное сочетание!

Как подобрать идеальный цвет волос под цвет глаз

VOICE
Горячие закуски на скорую руку: простые мужские рецепты Горячие закуски на скорую руку: простые мужские рецепты

Простые мужские блюда, которые ты легко сможешь повторить

Maxim
Как стартап Gatik доставляет товары на грузовиках без водителя Как стартап Gatik доставляет товары на грузовиках без водителя

За рулем грузовиков нет водителей — они самостоятельно курсируют по маршруту

Forbes
12 привычек, которые лишают вас сил 12 привычек, которые лишают вас сил

Постоянно чувствуете себя уставшими, даже если отдыхаете и много спите?

Psychologies
Грязь как полотно: художники, что превращают немытые машины в искусство Грязь как полотно: художники, что превращают немытые машины в искусство

Как грязные автомобили могут пробуждать желание творить

Playboy
Инновации для животных. Как выглядит современная ветеринария Инновации для животных. Как выглядит современная ветеринария

Как работают современные ветеринары?

СНОБ
Как эмбрион человека прожил в пробирке 13 дней Как эмбрион человека прожил в пробирке 13 дней

Эмбрион в пробирке впервые прошел in vitro стадию бластоцисты

Популярная механика

Исполнилось 68 лет с момента испытаний первой советской водородной бомбы

Популярная механика
Фрагменты Врубеля Фрагменты Врубеля

Путеводитель по самой большой выставке художника за последние 65 лет

Weekend
Часто ходите в тренажерный зал, но не можете похудеть? Избыточные тренировки тут не при чем Часто ходите в тренажерный зал, но не можете похудеть? Избыточные тренировки тут не при чем

Частые тренировки слишком сильно стрессуют организм?

Популярная механика
Эффект Google: как справиться с цифровой амнезией Эффект Google: как справиться с цифровой амнезией

Почему мы не можем запомнить легкодоступную информацию

VC.RU
Герой и предатель Герой и предатель

Как подружились британский продавец и советский шпион

Дилетант
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
Секс, ложь и гейминг: что скрывал глава Activision Blizzard и сохранит ли он компанию Секс, ложь и гейминг: что скрывал глава Activision Blizzard и сохранит ли он компанию

В чем обвиняют главу Activision Blizzard Бобби Котика

Forbes
Развод, потеря веса и отношения с отцом-алкоголиком: певица Адель дала интервью Опре Развод, потеря веса и отношения с отцом-алкоголиком: певица Адель дала интервью Опре

Американская телеведущая Опра Уинфри взяла интервью у Адель

Forbes
Как не потратить все деньги на импульсивные покупки Как не потратить все деньги на импульсивные покупки

Черная пятница – это замечательно, но не когда вы потратили все до копейки

GQ
Покорить вершину: такие разные истории успеха в спорте Покорить вершину: такие разные истории успеха в спорте

Подборка книг о победах и поражениях в спорте

Популярная механика
«Мой якорь — материнская любовь и вера»: хореограф Акрам Хан о своем балете Kaash «Мой якорь — материнская любовь и вера»: хореограф Акрам Хан о своем балете Kaash

Акрам Хан — о том, что такое современный балет и что он дает зрителю

Forbes
Ночная фея Ночная фея

Как программировать хорошие сны

Лиза
Исследование: на Чукотке гендерное равенство выше, чем в среднем по России Исследование: на Чукотке гендерное равенство выше, чем в среднем по России

Какая в разных регионах России ситуация с гендерным равенством?

Forbes
Автор года: Катерина Гордеева Автор года: Катерина Гордеева

Мы узнали, в каких тонах Катерина Гордеева видит будущее российского YouTube

Glamour
«Мои вкусы весьма специфичны...»: откуда берутся сексуальные фетиши? «Мои вкусы весьма специфичны...»: откуда берутся сексуальные фетиши?

Какова же природа наших предпочтений в постели?

Psychologies
«Ужасные девушки»: Кейт Миддлтон терпела издевательства от одноклассниц «Ужасные девушки»: Кейт Миддлтон терпела издевательства от одноклассниц

Кейт Миддлтон не любит вспоминать некоторые школьные годы

Cosmopolitan
Ресурсы человека: что это такое и как их восполнить Ресурсы человека: что это такое и как их восполнить

Что такое внутренние ресурсы, помогающие нам оставаться полными сил и энергии

Cosmopolitan
Как выглядит самое ядовитое в мире дерево, под которым даже запрещено стоять в дождь Как выглядит самое ядовитое в мире дерево, под которым даже запрещено стоять в дождь

Безопаснее всего смотреть на это дерево на картинках

Популярная механика
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
Пигментация кожи: как избавиться от темных пятен Пигментация кожи: как избавиться от темных пятен

С чем связано появление темных участков кожи, как предотвратить этот процесс?

РБК
Открыть в приложении