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

100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

Сто самых красивых женщин страны заждались тебя

Maxim
«История одного супружества» — роман пулитцеровского лауреата о том, что мы плохо знаем тех, кого любим. Публикуем его фрагмент «История одного супружества» — роман пулитцеровского лауреата о том, что мы плохо знаем тех, кого любим. Публикуем его фрагмент

Фрагмент романа «История одного супружества» — о любви, верности и расставании

Esquire
Как формат изакая-бар попал из Японии в Москву и почему стал таким популярным Как формат изакая-бар попал из Японии в Москву и почему стал таким популярным

Японский формат баров, которые называют изакая, успешно работает в Москве

Forbes
Самые необычные технологии в лифтах Самые необычные технологии в лифтах

В сфере подъема-спуска граждан и грузов внедряются разные интересные технологии

Популярная механика
Существовала ли Атлантида, и где она находилась Существовала ли Атлантида, и где она находилась

Мифы и легенды об Атлантиде волнуют людей веками, что же там произошло?

Популярная механика
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
Деконструкция формы и содержимого Деконструкция формы и содержимого

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

Weekend
Шелушение кожи: когда надо бить тревогу Шелушение кожи: когда надо бить тревогу

Почему кожа может шелушиться и когда надо идти к врачу?

РБК
Включили цвет Включили цвет

Жители этих районов в разных уголках мира не знают, что такое серые будни

Лиза
«Уходя — уходи»: как отпустить тех, кого мы любили «Уходя — уходи»: как отпустить тех, кого мы любили

Почему так сложно пережить расставание?

Psychologies
Как звезд и блогеров наказывают за дерзкие фото у храмов — доходит до тюрьмы! Как звезд и блогеров наказывают за дерзкие фото у храмов — доходит до тюрьмы!

О героях нашей подборки говорила вся страна — из-за фото и видео на фоне храмов

Cosmopolitan
«Я не могла контролировать свое тело»: Адель о похудении, разводе и алкоголизме «Я не могла контролировать свое тело»: Адель о похудении, разводе и алкоголизме

Адель — о браке, алкоголизме, материнстве и музыке

Cosmopolitan
Деньги на булавки: как дочь фермера превратила рукоделие в прибыльный бизнес Деньги на булавки: как дочь фермера превратила рукоделие в прибыльный бизнес

Кэндис Уилер придумала, как превратить домашнюю рутину в прибыльное дело

Forbes
Самки морских коньков охладели к партнерам за четыре дня разлуки Самки морских коньков охладели к партнерам за четыре дня разлуки

Морские коньки — строгие моногамы, но иногда связь между партнерами рвется

N+1
Горящая земля и деревня под водой: 7 мест на планете, куда бы вы не захотели отправиться Горящая земля и деревня под водой: 7 мест на планете, куда бы вы не захотели отправиться

Пожар под землей и опасные отходы: в этих городах вы точно не пожелаете побывать

Playboy
Эффект Манделы и другие искажения памяти: психолог о том, почему с нами это случается Эффект Манделы и другие искажения памяти: психолог о том, почему с нами это случается

Ты тоже иногда думаешь, что закончил универ "только вчера"?

Playboy
Пигментация кожи: как избавиться от темных пятен Пигментация кожи: как избавиться от темных пятен

С чем связано появление темных участков кожи, как предотвратить этот процесс?

РБК
Искусство жить красиво Искусство жить красиво

История у гостиницы «Метрополь» всегда была непростой

Караван историй
«Я впервые поцеловалась в 9 лет»: Ани Лорак раскрыла секреты личной жизни «Я впервые поцеловалась в 9 лет»: Ани Лорак раскрыла секреты личной жизни

Ани Лорак поделилась откровениями об отношениях с мужчинами

Cosmopolitan
Отвечают головой Отвечают головой

Ruslan Baginskiy – один из самых узнаваемых в мире украинских брендов

Harper's Bazaar
Эмоции мешают думать: чему можно научиться у Майкла Корлеоне Эмоции мешают думать: чему можно научиться у Майкла Корлеоне

Чему можно научиться у мафиози Корлеоне

Правила жизни
Ксении Собчак — 40! Вспоминаем самые яркие скандалы с участием «блондинки в шоколаде» Ксении Собчак — 40! Вспоминаем самые яркие скандалы с участием «блондинки в шоколаде»

Имя Ксении Собчак уже много лет является синонимом скандала

Maxim
10 самых крутых экспонатов автомобильного музея Лейна 10 самых крутых экспонатов автомобильного музея Лейна

Джефф Лейн и его один из самых крутых автомобильных музеев в Теннесси

Популярная механика
«Прошлой ночью в Сохо»: коктейль из «Полночи в Париже» и «Неонового демона» «Прошлой ночью в Сохо»: коктейль из «Полночи в Париже» и «Неонового демона»

Стоит ли смотреть ностальгический джалло-хоррор от Эдгара Райта

Cosmopolitan
К сожаленью, день рожденья К сожаленью, день рожденья

Личные праздники в этом году были очень сильно декорированы

Tatler
Электрический двигатель на йоде впервые испытали в космосе Электрический двигатель на йоде впервые испытали в космосе

Электрический двигатель на йоде впервые был установлен на спутнике-кубсате

N+1
Может ли зомби идти в бой: как военный суперкостюм стимулирует рефлексы Может ли зомби идти в бой: как военный суперкостюм стимулирует рефлексы

Новые технологии миостимуляции способны сделать из любого человека... марионетку

Популярная механика
Рестораторы Решетниковы: Во французской кухне очень много привычных нам блюд Рестораторы Решетниковы: Во французской кухне очень много привычных нам блюд

В центре Петербурга — на Караванной улице — открылся портал во Францию

СНОБ
Тайна хрущёвок: зачем в старых квартирах делали окно между кухней и ванной? Тайна хрущёвок: зачем в старых квартирах делали окно между кухней и ванной?

Правда и мифы о том, зачем в квартирах делали окно между кухней и ванной

Cosmopolitan
Неблагородные рыцари: почему «Последняя дуэль» — лучший фильм Ридли Скотта со времен «Гладиатора» Неблагородные рыцари: почему «Последняя дуэль» — лучший фильм Ридли Скотта со времен «Гладиатора»

Ридли Скотт объединяет юношескую энергию и седую мудрость в «Последней дуэли»

Esquire
Открыть в приложении