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

Тайна форсажного пламени Тайна форсажного пламени

Что такое форсаж?

Популярная механика
Певица года: Манижа Певица года: Манижа

Манижа показала российскому обществу его лицо

Glamour
Как новая Как новая

Премированные косметические процедуры были проверены редакцией

Glamour
Как мосметро использует машинное обучение для оценки загруженности вагонов Как мосметро использует машинное обучение для оценки загруженности вагонов

Оценка загруженности вагонов: как оно работает и при чем здесь машинное обучение

Популярная механика
Влияет ли расстояние от устройства до маршрутизатора Wi-Fi на скорость загрузки Влияет ли расстояние от устройства до маршрутизатора Wi-Fi на скорость загрузки

Почему чем дальше вы отходите от роутера, тем хуже работает интернет

Популярная механика
Наночастицы в двойной оболочке помогли антибиотикам уничтожить резистентные бактерии Наночастицы в двойной оболочке помогли антибиотикам уничтожить резистентные бактерии

Ученые сделали наночастицы золота биосовместимыми и эффективными против бактерий

N+1
Карта Сан-Франциско на шести кассетах: чем пользовались водители для навигации до GPS Карта Сан-Франциско на шести кассетах: чем пользовались водители для навигации до GPS

Краткая история первых навигационных систем — в пересказе Ars Technica

VC.RU
No stress No stress

Профессиональная жизнь Анастасии Уколовой набирает обороты

OK!
Он же памятник! Звезды и их откровенные фотографии на фоне храмов Он же памятник! Звезды и их откровенные фотографии на фоне храмов

Самые громкие истории с эпатажными фотографиями на фоне храмов

Cosmopolitan
Эффект Google: как справиться с цифровой амнезией Эффект Google: как справиться с цифровой амнезией

Почему мы не можем запомнить легкодоступную информацию

VC.RU
Постоянство перемещения Постоянство перемещения

Елена Стафьева об объявлении темы года Hermes

Weekend
Скучно не будет: 7 оригинальных идей для тематической вечеринки Скучно не будет: 7 оригинальных идей для тематической вечеринки

Список идей для яркой и незаезженной тематической вечеринки

Playboy
5 самых кровавых революций в истории 5 самых кровавых революций в истории

Сколько стоит революция?

Maxim
Почему Иуду изображают в желтом? Отрывок из новой книги Мишеля Пастуро Почему Иуду изображают в желтом? Отрывок из новой книги Мишеля Пастуро

В своей новой книге Мишель Пастуро рассказывает о желтом цвете

СНОБ
Повесть о Настоящем Адвокате Повесть о Настоящем Адвокате

Адвокат Семён Ария и дело об убийстве супруг Раскиных

Дилетант
Палеогенетики впервые извлекли человеческую ДНК из кальцита Палеогенетики впервые извлекли человеческую ДНК из кальцита

Палеогенетикам впервые удалось выделить древнюю ДНК человека из кальцита

N+1
Никогда не курила и заболела раком легкого: как я победила болезнь и выздоровела Никогда не курила и заболела раком легкого: как я победила болезнь и выздоровела

Иногда опухоль появляется в легких человека, который ведет здоровый образ жизни

Cosmopolitan
PodRide: самый крутой электробайк или самый странный электромобиль PodRide: самый крутой электробайк или самый странный электромобиль

"Электрокар" весом в 70 кг имеет гибридную схему: в нем есть педали и мотор

CHIP
8 вещей, которые нельзя делать после 30-ти 8 вещей, которые нельзя делать после 30-ти

Прочитай, что не стоит делать мужчине, вступающему в самый расцвет сил

Maxim
Первый прикорм Первый прикорм

Как вводить прикорм правильно, чтобы у ребенка не было проблем с животиком

Лиза
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
Новый миллиардер: как Джон Риччитьелло заработал на играх Новый миллиардер: как Джон Риччитьелло заработал на играх

История успеха миллиардера индустрии видеоигр Джона Риччитьелло

Forbes
В подвале чешского дома обнаружили братскую могилу с жертвами битвы под Аустерлицем В подвале чешского дома обнаружили братскую могилу с жертвами битвы под Аустерлицем

Чешские ученые исследовали останки жертв битвы под Аустерлицем

N+1
Серотонин: что важно знать о «гормоне счастья» Серотонин: что важно знать о «гормоне счастья»

Что представляет собой один из важнейших гормонов, отвечающих за наше здоровье?

РБК
5 фильмов, где зло победило добро 5 фильмов, где зло победило добро

Смотрим фильмы, где злые силы восторжествовали. И сделали это с размахом

GQ
Деконструкция формы и содержимого Деконструкция формы и содержимого

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

Weekend
Субмарины с пушками. История самого нелепого проекта британского флота Субмарины с пушками. История самого нелепого проекта британского флота

После Первой мировой войны британцы решили, что им нужны подлодки с пушками

Maxim
Детей в Древнем Перу отлучили от груди на третьем году жизни Детей в Древнем Перу отлучили от груди на третьем году жизни

Биоархеологи исследовали останки 48 детей, похороненных около 2500 лет назад

N+1
Бизнесмен на скейте: топ-менеджер «Росатома» объясняет, как решать рабочие проблемы с помощью хобби Бизнесмен на скейте: топ-менеджер «Росатома» объясняет, как решать рабочие проблемы с помощью хобби

Как неочевидное хобби помогает справиться с большим объемом работы

Inc.
Прощай, мой господин: как разводились в Османской империи Прощай, мой господин: как разводились в Османской империи

Почему мужчины искали «промежуточных» мужей бывшим женам?

Cosmopolitan
Открыть в приложении