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

Пластичность мозга Пластичность мозга

Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции мозга

kiozk originals
Навыки для нового мира: почему лидерство больше не делится на «мужское» и «женское» Навыки для нового мира: почему лидерство больше не делится на «мужское» и «женское»

Что мешает женщинам браться за сложные проекты и вести людей за собой?

Forbes
«И не друг, и не враг»: как токсичная дружба отравляет нам жизнь «И не друг, и не враг»: как токсичная дружба отравляет нам жизнь

Почему так тяжело дружить с токсичными людьми

Psychologies
От $200 к $6 млрд: история Personio, одного из самых дорогих европейских стартапов по разработке ПО От $200 к $6 млрд: история Personio, одного из самых дорогих европейских стартапов по разработке ПО

Гендиректор Personio — как он решил создать бизнес для работы с персоналом

Inc.
Пингвин Адели преодолел 3000 километров и добрался из Антарктиды в Новую Зеландию Пингвин Адели преодолел 3000 километров и добрался из Антарктиды в Новую Зеландию

Пингвин Адели заблудился и отплыл на 3000 километров от дома

N+1
Раскулачить Маска: кому не дают покоя деньги богатейшего человека мира Раскулачить Маска: кому не дают покоя деньги богатейшего человека мира

Кто предлагает поделить деньги Маска и есть ли они у него?

Forbes
Что такое отношения «с задней конфорки» и почему не стоит в них ввязываться Что такое отношения «с задней конфорки» и почему не стоит в них ввязываться

В современных отношениях появился интересный феномен — «задняя конфорка»

Maxim
Организовывал договорные футбольные матчи в Англии и Италии и зарабатывал миллионы долларов: история Уилсона Перумала Организовывал договорные футбольные матчи в Англии и Италии и зарабатывал миллионы долларов: история Уилсона Перумала

Как Уилсон Радж Перумал влиял на исходы футбольных матчей в крупнейших турнирах

VC.RU
«Игра в кальмара» и другие фильмы на Netflix, с которыми нужно быть осторожнее «Игра в кальмара» и другие фильмы на Netflix, с которыми нужно быть осторожнее

В некоторых странах просмотр этих фильмов запрещен — вплоть до смертной казни

Playboy
Гоша Куценко – об «Инсомнии», гипнозе, цензуре и российском кино Гоша Куценко – об «Инсомнии», гипнозе, цензуре и российском кино

Гоша Куценко об «Инсомнии» и о соперничестве с зарубежными фильмами

GQ
Не просто упаковка для еды, но и предмет искусства: история коробок для пиццы, рынок которых оценивается в $2 млрд Не просто упаковка для еды, но и предмет искусства: история коробок для пиццы, рынок которых оценивается в $2 млрд

Как появились коробки для пиццы из гофрокартона

VC.RU
Мария Нагая: мать Дмитрия и... Лжедмитрия Мария Нагая: мать Дмитрия и... Лжедмитрия

Последняя жена Ивана IV Грозного пережила не только мужа, но и двух сыновей

Дилетант
140 кг без тормозов: за что обожают певицу Лиззо, которую никто не видел одетой 140 кг без тормозов: за что обожают певицу Лиззо, которую никто не видел одетой

Никто не может остаться равнодушным к певице Лиззо!

Cosmopolitan
10 чешских производителей самолётов, о которых никто не слышал 10 чешских производителей самолётов, о которых никто не слышал

Чехословакия славится своей авиационной промышленностью

Популярная механика
Они тебя обманывают: 8 «диетических» продуктов, от которых толстеют Они тебя обманывают: 8 «диетических» продуктов, от которых толстеют

Некоторые продукты только кажутся полезными и диетическими

Cosmopolitan
Игрушки с перспективой: на что способны новейшие квантовые компьютеры Игрушки с перспективой: на что способны новейшие квантовые компьютеры

Квантовые компьютеры с принципиально новыми характеристиками

Forbes
5 ошибок Игоря Яременко, сооснователя AppScience 5 ошибок Игоря Яременко, сооснователя AppScience

Пять самых критичных ошибок сооснователя AppScience

Inc.
Невеста попросила подруг похудеть к свадьбе, и они обиделись Невеста попросила подруг похудеть к свадьбе, и они обиделись

В погоне за свадьбой мечты легко обидеть гостей

Psychologies
Мир моды плачет! Дизайнер Вирджил Абло умер в 41 год: каким мы его запомним Мир моды плачет! Дизайнер Вирджил Абло умер в 41 год: каким мы его запомним

История Вирджила Абло: как парень из семьи эмигрантов стал известным дизайнером?

Cosmopolitan
Насколько разумны осьминоги: 10 фактов о головоногих Насколько разумны осьминоги: 10 фактов о головоногих

Что вы могли не знать об осьминогах?

Популярная механика
Признаться в любви лучшему другу: 3 сценария развития отношений Признаться в любви лучшему другу: 3 сценария развития отношений

Способны ли мужчина и женщина быть просто друзьями?

Psychologies
Как открыть бизнес с родственниками и не разрушить семью Как открыть бизнес с родственниками и не разрушить семью

Семейный бизнес — отличная идея или полный провал?

GQ
Ученые обнаружили самую тусклую сверхновую типа Iax Ученые обнаружили самую тусклую сверхновую типа Iax

Чем уникальны сверхновые типа Iax?

N+1
Космический мусор: все, что ты хотел (или не хотел) знать о восьми тысячах тонн, летающих у тебя над головой Космический мусор: все, что ты хотел (или не хотел) знать о восьми тысячах тонн, летающих у тебя над головой

Человечество с размахом замусоривает и околоземную орбиту

Maxim
Невероятное будущее: футуролог о том, как изменится наша жизнь через 15 лет Невероятное будущее: футуролог о том, как изменится наша жизнь через 15 лет

Наши родители бы сказали, что это невозможно

Playboy
Владимир Мау: Образование как инвестиция. Что это значит для человека, общества и государства Владимир Мау: Образование как инвестиция. Что это значит для человека, общества и государства

Владимир Мау об образовании как инвестиции

СНОБ
Память vs внимание: как понять, с чем именно у вас проблемы? Память vs внимание: как понять, с чем именно у вас проблемы?

Мчитесь домой перепроверять, выключили ли утюг? Не спешите винить память

Psychologies
Синдром менеджера: что это такое и как его предотвратить Синдром менеджера: что это такое и как его предотвратить

Как проявляется синдром менеджера и можно ли его избежать?

Psychologies
Краткая история феминизма в СССР и России: от XIX века до наших дней Краткая история феминизма в СССР и России: от XIX века до наших дней

С чего в России начался феминизм и как он развивался до сегодняшнего дня?

Esquire
Продаёт на сотни миллионов долларов и занимает треть рынка настольных игр: почему «Монополия» стала популярной Продаёт на сотни миллионов долларов и занимает треть рынка настольных игр: почему «Монополия» стала популярной

История «Монополии»: как настольная игра покорила сердца миллионов

VC.RU
Открыть в приложении