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
Как продавцу обезопасить свой бренд при сотрудничестве с маркетплейсом Как продавцу обезопасить свой бренд при сотрудничестве с маркетплейсом

Плюсы и минусы работы с маркетплейсами для продавцов

Inc.
5 ошибок Игоря Яременко, сооснователя AppScience 5 ошибок Игоря Яременко, сооснователя AppScience

Пять самых критичных ошибок сооснователя AppScience

Inc.
Если пупок надоел Если пупок надоел

Места, которые мы постоянно видим и трогаем, а названий-то и не знаем

Maxim
Создала франшизу за 60 лет до McDonald’s: это Марта Харпер, открывшая сотни салонов красоты в 20 веке Создала франшизу за 60 лет до McDonald’s: это Марта Харпер, открывшая сотни салонов красоты в 20 веке

Как Марта Харпер построила бизнес-империю на франшизах

VC.RU
Как расстаться с девушкой так, чтобы ваши дальнейшие отношения развивались по твоему сценарию Как расстаться с девушкой так, чтобы ваши дальнейшие отношения развивались по твоему сценарию

Если вы наконец расходитесь, то эти советы придутся кстати

Maxim
«Нам было так хорошо вместе»: почему вы на самом деле скучаете по бывшему «Нам было так хорошо вместе»: почему вы на самом деле скучаете по бывшему

Почему тоска и грусть по бывшим все еще беспокоят вас?

Psychologies
Роман о мечтах и обо всем, что встречается на пути. Фрагмент книги Аудур Авы Олафсдоттир Роман о мечтах и обо всем, что встречается на пути. Фрагмент книги Аудур Авы Олафсдоттир

Отрывок из романа «Мисс Исландия» — о борьбе за счастье и эмпансипации

Esquire
Социофобия: дань моде или тревожное расстройство? Социофобия: дань моде или тревожное расстройство?

Что же такое социофобия на самом деле?

Psychologies
Спортсменки года: Дина и Арина Аверины Спортсменки года: Дина и Арина Аверины

Гимнастки заняли второе и четвертое места, но для зрителей они — номер один

Glamour
«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
Бум иноязычного контента в эпоху кадрового кризиса: почему скоро некому будет переводить фильмы и сериалы Бум иноязычного контента в эпоху кадрового кризиса: почему скоро некому будет переводить фильмы и сериалы

Как «Игра в кальмара» привлекла внимание к сфере перевода

VC.RU
Почему трубы теплоэлектростанций красят в красно-белые полоски Почему трубы теплоэлектростанций красят в красно-белые полоски

Для чего нужен полосатый раскрас трубам ТЭЦ?

Популярная механика
Зачем Украине нужен свой «Азовский поход» Зачем Украине нужен свой «Азовский поход»

Человеческая природа очень предсказуема

СНОБ
История древней кукурузы: как одомашнивали маис 5000 лет назад История древней кукурузы: как одомашнивали маис 5000 лет назад

Какие именно гены преобладали у предков современных злаков?

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
Созвездие близнецов: зачем врагам Цукерберга братьям Уинклвосс своя метавселенная Созвездие близнецов: зачем врагам Цукерберга братьям Уинклвосс своя метавселенная

Соперничество между Марком Цукербергом и братьями Уинклвоссами не утихает

Forbes
Sorry, papasha: какой получилась Call of Duty: Vanguard Sorry, papasha: какой получилась Call of Duty: Vanguard

Почему CoD превратилась в Виктора Пелевина

Esquire
Мадонна, Деми Мур, Шер: как старели бы звезды без пластической хирургии Мадонна, Деми Мур, Шер: как старели бы звезды без пластической хирургии

Как выглядели бы звезды, если бы предпочли держаться подальше от хирургов

Cosmopolitan
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
Земля – Орбита. Как отправить свое имя в космос? Земля – Орбита. Как отправить свое имя в космос?

Пластина — 10 на 15 мм, а имен — 22 772. Как всё уместить, Карл?

Популярная механика
С чистого листа С чистого листа

Филипп Киркоров — о своей семье, стиле и провокационных шоу

OK!
Почему эмпатам так сложно любить себя Почему эмпатам так сложно любить себя

Эмпатия — дар, но дар непростой

Psychologies
Куда уходят наши налоги Куда уходят наши налоги

Что скрывается за словом «федерация» и как это сказывается на налоговой системе

СНОБ
Сьюки-любовь Сьюки-любовь

Сьюки Уотерхаус рассказала о том, как начала просто петь

Harper's Bazaar
Видимо-невидимо Видимо-невидимо

Сьюки Уотерхаус примеряет украшения и выбирает, какую роль сыграть сегодня

Harper's Bazaar
Как «рай для удаленщиков и стартаперов» стал проблемой для жителей Гондураса Как «рай для удаленщиков и стартаперов» стал проблемой для жителей Гондураса

Частный город Проспера столкнулся с протестами местных жителей

Forbes
«Вытаскивала их руками!» Женщина сама удалила нити после неудачной подтяжки лица «Вытаскивала их руками!» Женщина сама удалила нити после неудачной подтяжки лица

История Барбары, которая чуть не изуродовала себе лицо

Cosmopolitan
Искусство терять: роман о том, как мы продолжаем жить после утраты близких Искусство терять: роман о том, как мы продолжаем жить после утраты близких

Отрывок из книги Алис Зенитер «Искусство терять»

Forbes
Терапия для миллениалов: как зарабатывать 44 млн рублей в год на онлайн-консультациях Терапия для миллениалов: как зарабатывать 44 млн рублей в год на онлайн-консультациях

YouTalk — один из первых российских сервисов подбора психологов онлайн

Forbes
Открыть в приложении