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

Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Стены без окон и другие хитрости: как магазины заставляют нас тратить деньги Стены без окон и другие хитрости: как магазины заставляют нас тратить деньги

Как нас заставляют терять контроль и покупать то, что нам не нужно?

Psychologies
Как заплатить фрилансеру: десять сервисов Как заплатить фрилансеру: десять сервисов

Как можно упростить работу с фрилансерами, хоть и не бесплатно

VC.RU
Как искусственный интеллект помогает обслуживать клиентов Как искусственный интеллект помогает обслуживать клиентов

Анатолий Попов — о влиянии цифровизации на развитие продуктовой линейки

Forbes
Абсурдная статистика: как Николас Кейдж влияет на... смертность в бассейне Абсурдная статистика: как Николас Кейдж влияет на... смертность в бассейне

Корреляция между двумя явлениями ничего не говорит о причинно-следственной связи

Популярная механика
Диетолог из Гарварда назвала 5 продуктов, которые стоит исключить из рациона Диетолог из Гарварда назвала 5 продуктов, которые стоит исключить из рациона

Диетолог Ума Найду: продукты, которые стоит избегать

Inc.
Мир в корзине Мир в корзине

У баскетбола есть и конкретные «родители» – преподаватели физкультуры

Вокруг света
1200 калорий в день: план питания на неделю с рецептами 1200 калорий в день: план питания на неделю с рецептами

План питания на 1200 калорий, рассчитанный на неделю

Cosmopolitan
Как не стать лузером: рецепт проактивности в повседневной жизни Как не стать лузером: рецепт проактивности в повседневной жизни

Как развивать и проявлять навыки проактивности в повседневной жизни

Популярная механика
Летела с высоты 5200 метров: история выжившей в авиакатастрофе россиянки Летела с высоты 5200 метров: история выжившей в авиакатастрофе россиянки

История женщины, выжившей после крушения самолета

Cosmopolitan
Как устроен вертолет Ми-28НЭ — летучий антитанк Как устроен вертолет Ми-28НЭ — летучий антитанк

Ми-28НЭ — гроза любой ползучей техники

Maxim
10 иллюзий, с которыми нужно расстаться во взрослой жизни 10 иллюзий, с которыми нужно расстаться во взрослой жизни

Иллюзии, что поддерживали нас в детстве, в старшем возрасте только мешают

Psychologies
Почему анализировать детство бывает опасно Почему анализировать детство бывает опасно

Когда стоит перестать копаться в прошлом и двигаться дальше

Psychologies
От Марлен Дитрих до Сары Джессики Паркер: самые модные героини кинематографа От Марлен Дитрих до Сары Джессики Паркер: самые модные героини кинематографа

10 самых известных героинь кинематографа, изменивших мир моды

Cosmopolitan
Безрассудство и отвага: история аэросаней в полярных экспедициях Безрассудство и отвага: история аэросаней в полярных экспедициях

Годы назад идея взять с собой в безлюдные места новую технику никого не смущала

Maxim
Как противостоять газлайтингу? Как противостоять газлайтингу?

Как выявить газлайтера и как не дать сбить себя с толку?

Psychologies
Как решить проблему зависимости от азартных игр в России Как решить проблему зависимости от азартных игр в России

В России нет организаций, которые помогли бы бороться с игровой зависимостью

СНОБ
10 предметов из фильмов и сериалов, которые останавливали пулю 10 предметов из фильмов и сериалов, которые останавливали пулю

Или что такое «карманный защитник» и как его эксплуатирует кинематограф

Maxim
Мой сладкий Мой сладкий

Лучший шеф-повар России опять готовит на Новый год медовик. Но по-новому

Tatler
Хлеб из мух и макароны из кузнечиков: что ждет рынок растительных продуктов в России Хлеб из мух и макароны из кузнечиков: что ждет рынок растительных продуктов в России

Какими альтернативными продуктами пополнится российский рынок в ближайшие годы

Forbes
Деконструкция формы и содержимого Деконструкция формы и содержимого

Елена Стафьева о совместном опыте Жака Кавалье-Бельтруда и Фрэнка Гери

Weekend
Владимир Иванов: «Все ученики становятся для меня родными» Владимир Иванов: «Все ученики становятся для меня родными»

Педагог заявила: «Не надо вам в артисты!» И вот тут взыграла моя гордыня

Караван историй
Голод, упорство, операции: как похудела Гоар Аветисян Голод, упорство, операции: как похудела Гоар Аветисян

Мы знаем, как похудела Гоар Аветисян, и рассказываем тебе

Cosmopolitan
Физика черных списков: к чему приведет попадание МФТИ под санкции США Физика черных списков: к чему приведет попадание МФТИ под санкции США

МФТИ попал в американский черный список конечных военных пользователей

Forbes
Холодный расчет Холодный расчет

Чем народная практика купания в проруби привлекла богатых и продвинутых

Vogue
Ошибки, мешающие вам стать увереннее в себе Ошибки, мешающие вам стать увереннее в себе

Как поднять низкую самооценку?

Psychologies
Прокофьевы. Дела семейные Прокофьевы. Дела семейные

Прокофьевы: заочный музыкальный диалог великого деда и талантливого внука

СНОБ
Культурные коды экономики: почему в России существуют две разные страны Культурные коды экономики: почему в России существуют две разные страны

Почему Россию все время бросает в разные крайности?

Forbes
Движение по кругу: как менялась мода на джинсы последние 100 лет Движение по кругу: как менялась мода на джинсы последние 100 лет

Почему та или иная модель джинсов становилась культовой

Esquire
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