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

Кодекс поведения робота Кодекс поведения робота

В чем заключаются ключевые проблемы взаимодействия человека и ИИ

Популярная механика
Самолюбие и внутренняя пустота: как распознать психопатку Самолюбие и внутренняя пустота: как распознать психопатку

Распознать женщину-психопатку не так-то просто — издалека они само очарование

Psychologies
Джокер и Харли Квин из СССР: как следовательница Воронцова полюбила преступника Джокер и Харли Квин из СССР: как следовательница Воронцова полюбила преступника

Зачем следовательница принесла пистолет преступнику?

Cosmopolitan
Мой сладкий Мой сладкий

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

Tatler
Звезда нашего периода Звезда нашего периода

Узнаем у Ренаты Литвиновой, почему она считает бриллианты своими оберегами

Glamour
Российские физики обобщили адиабатическую теорему на случай ненулевой температуры Российские физики обобщили адиабатическую теорему на случай ненулевой температуры

Адиабатические системы работают лучше в случаях ненулевой температуры

N+1
Учёные оценили время жизни одиночного нейтрона Учёные оценили время жизни одиночного нейтрона

Время жизни одиночного нейтрона составляет 887 секунд

Популярная механика
Стрельба по орбите: зачем Россия сбила советский спутник Стрельба по орбите: зачем Россия сбила советский спутник

Россия продемонстрировала свои возможности сбивать спутники на низкой орбите

Forbes
Что позволено гению. Разговор Зауре Розмат с Исфаром Сарабским — о самодисциплине, плагиате и миксе культур Что позволено гению. Разговор Зауре Розмат с Исфаром Сарабским — о самодисциплине, плагиате и миксе культур

Бизнесвумен Зауре Розмат и музыкант Исфар Сарабский — о творчестве и бизнесе

Esquire
Путь розы: как устроены крупнейшие цветочные аукционы Путь розы: как устроены крупнейшие цветочные аукционы

Отрывок из книги Эми Стюарт «Путь розы» о цветочном бизнесе

Forbes
Стоп, снято: самые известные убийства на киносъемках Стоп, снято: самые известные убийства на киносъемках

Когда что-то вдруг пошло не по сценарию

Playboy
Горящая точка Горящая точка

Жители деревни Лисин начинают рабочий день, спускаясь в кратер активного вулкана

Вокруг света
«Я тебя недостоин»: что значат некоторые фразы мужчин «Я тебя недостоин»: что значат некоторые фразы мужчин

Что на самом деле хочет сказать мужчина

VOICE
Посланник Христа: что думали писатели о Федоре Достоевском Посланник Христа: что думали писатели о Федоре Достоевском

Как мировая культура отозвалась на самого Достоевского

Esquire
Чилийская утка и филиппинский селезень вывели потомство с половым диморфизмом Чилийская утка и филиппинский селезень вывели потомство с половым диморфизмом

Орнитологи описали необычный случай гибридизации двух видов уток

N+1
Профессиональные «болезни» предпринимателей: что это и как с ними бороться Профессиональные «болезни» предпринимателей: что это и как с ними бороться

Чего ждать от типичных «болезней предпринимателя» и можно ли от них уберечься

Inc.
Мужской стиль одежды: как выбрать свой Мужской стиль одежды: как выбрать свой

Какие бывают мужские стили одежды, как выбрать свой и не совершить ошибки

Playboy
Андрей Писарев: «Ожидания у всех одинаковые — выгода и уникальность» Андрей Писарев: «Ожидания у всех одинаковые — выгода и уникальность»

Будущее рынка — в усилении персонализации, развитии подписочной модели

РБК
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
Человеческий фактор как главный виновник дорожных аварий. Как он появился и насколько актуален сегодня Человеческий фактор как главный виновник дорожных аварий. Как он появился и насколько актуален сегодня

Как появилось представление о человеческом факторе

Популярная механика
11 возможных причин того, что вы все еще одна 11 возможных причин того, что вы все еще одна

У того, что вы пока не в отношениях, есть весомая причина

Psychologies
«Вширь и вверх: как облачная телефония помогает бизнесу расти не только географически, но и финансово» «Вширь и вверх: как облачная телефония помогает бизнесу расти не только географически, но и финансово»

Как облачная телефония влияет на бизнес?

Inc.
Психогенное бесплодие. Порой забеременеть мешают... эмоции. Что с этим делать? Психогенное бесплодие. Порой забеременеть мешают... эмоции. Что с этим делать?

Как выявляют психогенное бесплодие и как его вылечить?

Лиза
Веселые кошки: 5 смешных историй о питомцах Веселые кошки: 5 смешных историй о питомцах

Владельцы рассказали о самых забавных историях с их питомцами

Playboy
«Это не конец света» и другие токсичные фразы, которые кажутся безобидными «Это не конец света» и другие токсичные фразы, которые кажутся безобидными

Возможно, и в вашем лексиконе есть фразы, от которых давно пора отказаться.

Psychologies
«Без общества потребления научно-техническое отставание СССР было неизбежным» «Без общества потребления научно-техническое отставание СССР было неизбежным»

В 1970-е СССР начал отставать от Запада, однако в развале это не сыграло роли

Эксперт
10 автомобилей с самыми крутыми фарами 10 автомобилей с самыми крутыми фарами

Какие современные и классические автомобили могут похвастаться лучшими фарами?

Популярная механика
Как убрать бока: эффективные упражнения и советы эксперта Как убрать бока: эффективные упражнения и советы эксперта

Как уменьшить объемы в районе талии с помощью питания и тренировок

РБК
Веселые рыбаки и фермы: как устроены новые финансовые пирамиды под видом онлайн-игр Веселые рыбаки и фермы: как устроены новые финансовые пирамиды под видом онлайн-игр

Как устроены инвестиционные онлайн-игры и почему их владельцев сложно найти?

Forbes
Как придуманные экс-сотрудниками Google роботы помогают американскому здравоохранению Как придуманные экс-сотрудниками Google роботы помогают американскому здравоохранению

Как стартап Infinitus Systems помогает работникам сферы здравоохранения?

Forbes
Открыть в приложении