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

Алгоритмические войны Алгоритмические войны

Как битвы будущего видят по ту сторону океана

Популярная механика
Диабет, болезни сердца и еще 2 проблемы со здоровьем, которые возникнут, если часто есть пиццу (но вред можно снизить) Диабет, болезни сердца и еще 2 проблемы со здоровьем, которые возникнут, если часто есть пиццу (но вред можно снизить)

Увлечение фастфудом опасно, но это не значит, что нужно от него отказаться

Playboy
Модель помогла матери сбежать из тюрьмы, отвлекая охранника «голым» платьем Модель помогла матери сбежать из тюрьмы, отвлекая охранника «голым» платьем

Инстадива в откровенном наряде помогла бежать из тюрьмы своей матери

Cosmopolitan
Удивительная история ездовых собак в СССР Удивительная история ездовых собак в СССР

Собаки на Крайнем севере были сторожем, проводником в другой мир и транспортом

Maxim
Лодырь, серый кардинал, манипулятор: как Оксимирон стал главным антагонистом русского рэпа и почему им остается Лодырь, серый кардинал, манипулятор: как Оксимирон стал главным антагонистом русского рэпа и почему им остается

О роли Оксимирона и значении его фигуры и творчества

Esquire
Мой сладкий Мой сладкий

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

Tatler
Однорукий герой Однорукий герой

При атрибуции портретов иногда ключевым признаком является внешность персонажа

Дилетант
Тусклые, жирные, ломкие? Научись составлять диету для решения проблем с волосами Тусклые, жирные, ломкие? Научись составлять диету для решения проблем с волосами

5 основных проблем шевелюры. Мы разберем каждую

Cosmopolitan
Жительница США заказала киллера для бывшего мужа на фейковом сайте Жительница США заказала киллера для бывшего мужа на фейковом сайте

Уроженка США решила, что можно заказать убийство человека на общедоступном сайте

Популярная механика
Мистическая Москва: 5 самых таинственных и пугающих легенд о столице Мистическая Москва: 5 самых таинственных и пугающих легенд о столице

Пугающие истории Москвы

Playboy
«Сом»: как русская подлодка затонула в Швеции «Сом»: как русская подлодка затонула в Швеции

На глубине действительно лежали останки российской подлодки «СОМЪ»

Популярная механика
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
Мыслю — значит существую Мыслю — значит существую

Игорь Пивоваров — об искусственном интеллекте и бизнесе, с ним связанном

Наука и жизнь
Опростоволосились: 9 роковых красавиц, которых испортил блонд Опростоволосились: 9 роковых красавиц, которых испортил блонд

Звезды, решившиеся на блонд, который оказался им не к лицу

VOICE
Рацион для похудения мужчины: как убрать «прежних ошибок груз» Рацион для похудения мужчины: как убрать «прежних ошибок груз»

Диета для мужчин: как убрать живот и бока

Cosmopolitan
Мастопатии не существует: вся правда о популярном диагнозе — рассказывает врач Мастопатии не существует: вся правда о популярном диагнозе — рассказывает врач

Мастопатия: так ли она страшна на самом деле?

Cosmopolitan
Не только для расслабления Не только для расслабления

Болезни, которые может предотвратить массаж

Лиза
Коллаборация NOvA не нашла стерильных антинейтрино Коллаборация NOvA не нашла стерильных антинейтрино

Результаты поиска стерильного антинейтрино с помощью двух детекторов

N+1
8 видов птиц и животных, которым угрожает вымирание из-за кошек 8 видов птиц и животных, которым угрожает вымирание из-за кошек

Домашние кошки уничтожают особей видов, находящихся под угрозой исчезновения

Популярная механика
No stress No stress

Профессиональная жизнь Анастасии Уколовой набирает обороты

OK!
Четырехногая змея оказалась ящерицей Четырехногая змея оказалась ящерицей

Раннемеловой рептилии отказали в статусе переходного звена

N+1
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
Ресторатор Алексей Буров — о проекте Smoke BBQ и формате fine casual Ресторатор Алексей Буров — о проекте Smoke BBQ и формате fine casual

Интервью с шефом Алексеем Буровым, автором книги «Smoke BBQ: кухня живого огня»

РБК
«Яблоко» из титана и сапфира: GPS будущего, которой не нужны спутники «Яблоко» из титана и сапфира: GPS будущего, которой не нужны спутники

Sandia National Laboratories разрабатывает GSP без спутников

Популярная механика
20 привычек, которые помогут «прокачать» себя 20 привычек, которые помогут «прокачать» себя

Какие привычки повысят качество жизни

Psychologies
Спроси VC: почему стартапу не нужна свободная конкуренция Спроси VC: почему стартапу не нужна свободная конкуренция

Почему стартапу важно занимать доминирующее положение в важных для бизнеса нишах

Forbes
«Да все, пипец. Пиши пропало». Что известно о марихуановом стартапе Егора Лаврова — создателя fuck.ru и выходца из ЖЖ «Да все, пипец. Пиши пропало». Что известно о марихуановом стартапе Егора Лаврова — создателя fuck.ru и выходца из ЖЖ

Каннабис и криптовалюта: что могло пойти не так в бизнесе Егора Лаврова?

Esquire
Серая зона отказа: понимаем ли мы слово «нет» Серая зона отказа: понимаем ли мы слово «нет»

Исследование продемонстрировало неоднозначное отношение мужчин к отказу

СНОБ
«Черная пятница» в разгаре: что покупают россияне и в чем подвох «Черная пятница» в разгаре: что покупают россияне и в чем подвох

Краткая занимательная статистика «Черной пятницы» в России

Playboy
Зубная боль: как защититься от некачественных материалов у стоматолога Зубная боль: как защититься от некачественных материалов у стоматолога

Какие технологии чаще всего подделывают в стоматологиях?

Популярная механика
Открыть в приложении