Сверхпроводящие кабели

     AMSC предлагает новую СП технологию  «Secure Super Grids™» для энергосистем  большой мощности с защитой  от перенапряжения, обеспечивающую  безопасное и эффективное снабжение  электроэнергией предприятий города.

     Почему  ВТСП кабели могут помочь при решении  проблем с постоянно увеличивающейся  потребностью мегаполисов в электроэнергии? Во-первых, кабели из ВТСП могут передавать в 10 раз большую мощность по сравнению  с традиционными медными кабелями при аналогичном сечении кабельного канала (рис. 2). Во-вторых, замена медных кабелей, используя уже имеющиеся в грунте коммуникации, позволит обеспечить недостающие мощности без дополнительного проведения дорогостоящих земляных работ. Кроме того, при необходимости новых распределительных или подводящих электроэнергию сетей объем прокладочных работ также существенно меньше, чем в случае традиционных медных кабелей.

 
Рис.2 Сравнение 3х3 сборки кабельного блока подземной  распределительной сети из медного  кабеля с одноканальным кабельным блоком ВТСП кабеля на 13 кВ при одинаковой передаваемой мощности в 69 МВА. Справа схема триаксиального кабеля совместного предприятия Southwire and NKT - ULTERA  
В триаксиальном кабеле, как видно на рис 5, все три фазы расположены концентрически вокруг центрального стержня. Такая компактная конструкция позволяет вдвое сократить расход ВТСП провода и уменьшить охлаждаемую поверхность, таким образом, снизив требования к системе охлаждения. Эти особенности конструкции способствуют снижению стоимости СП кабеля.

     К настоящему времени много компаний, в том числе и AMSC, занимаются разработкой  и испытанием СП токоограничителей. «Secure Super Grids™» технология может соединить  свойства ВТСП кабеля высокой мощности и ВТСП токоограничителей в одной системе. Токоограничение может быть достигнуто в кабеле из ВТСП 2-го поколения за счет сравнительного высокого удельного сопротивления исходных сверхпроводящих лент, появляющегося при перегрузке током. По расчетам AMSC, рынок новой технологии и токоограничителей в виде самостоятельных устройств превысит миллиард долларов в год.

     Исполнительный  директор компании Грегори Юрик (Greg Yurek) предполагает, что новое направление  послужит катализатором ускоренного  внедрения ВТСП технологий в энергетические системы. Он считает «Проект Гидра» удачным соединением трёх идей: концепции Министерства национальной безопасности – вложение средств в инновационные энергетические технологии для повышения уровня безопасности энергосетей; концепции Con Edison – внедрение СП технологии в свой энергетический план «System of the Future» для Нью-Йорка; концепции AMSC – коммерциализация СП технологии для нужд электроэнергетики. 
“Проект Гидра” имеет мощный фундамент 20-летних разработок ВТСП технологий в США, финансируемых Министерством энергетики и частными компаниями, уже функционируют ВТСП кабели в трех энергетических системах США. 

Применение  сверхпроводников на железных дорогах

     Инженеры  давно уже задумывались о том, как можно было бы использовать огромные магнитные поля, создаваемые с помощью сверхпроводников, для магнитной подвески поезда (магнитной левитации). За счет сил взаимного отталкивания между движущимся магнитом и током, индуцируемым в направляющем проводнике, поезд двигался бы плавно, без шума и трения и был бы способен развивать очень большую скорость. 

     Лидером в области применения сверхпроводимости на железной дороге является Япония. В Японии разработки данного направления ведутся уже около 20 лет, за это время выпущено около 10 модификаций поездов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Потенциальная выгода от широкого использования явления  сверхпроводимости очевидна: радикальное снижение потерь электроэнергии при ее выработке и передаче, уменьшение в разы размеров генерирующего оборудования и двигателей, создание новых электронных приборов,  разработка сверхмощных электромагнитов для научных исследований и промышленности, разработка новых направлений в медицине, использование эффекта левитации на железной дороге. 

     Распространению сверхпроводимости, не в последнюю очередь, способствуют жесткие ограничения на выбросы парниковых газов, установленные Киотским протоколом. Например, Европа должна уменьшить выбросы газов на 8% к 2012 году по сравнению с 1990 годом. Финские ученые подсчитали, что эту задачу можно было бы выполнить при широком применении сверхпроводимости на электростанциях и в системах передачи и распределения энергии, что дало бы возможность снизить количество сжигаемого топлива, не уменьшив выработку электроэнергии. Одним словом, сверхпроводники должны найти свое широкое применение уже в ближайшем будущем и стать неотъемлемой частью мировой промышленности.  
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Алфеев В. Н. Радиотехника низких температур. — М.: Сов. радио, 1966.-368 с;

2. Гроднев И. И., Левинов К. Г., Гальперович Д. Я. Сверхпроводящие кабельные линии связи. — Электросвязь, 1974;

3. Наман Н. Миниатюрные сверхпроводящие коаксиальные линии передачи. ТИИЭР, 1973;

4. Интернет: http://www.energyland.info.