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

Новый главный Новый главный

Самый большой, сложный и мощный космический телескоп в истории

Популярная механика
8 необычных мужских эрогенных зон 8 необычных мужских эрогенных зон

Рассказываем о чувствительных зонах мужчин

Psychologies
«Нужно не бороться, а жить»: онколог о борьбе с раком и партнерском подходе к лечению «Нужно не бороться, а жить»: онколог о борьбе с раком и партнерском подходе к лечению

Онколог — о том, чем западные стандарты лечения отличаются от российских

Forbes
«Счастье — это реальность минус ожидания». Интервью о психологии семьи «Счастье — это реальность минус ожидания». Интервью о психологии семьи

Автор книги «Поколение "сэндвич"» — о счастье и языке между поколениями

РБК
Активация Windows: можно ли обойтись без нее Активация Windows: можно ли обойтись без нее

Что произойдет, если вы установите Windows, но не станете ее активировать?

CHIP
5 ошибок Игоря Яременко, сооснователя AppScience 5 ошибок Игоря Яременко, сооснователя AppScience

Пять самых критичных ошибок сооснователя AppScience

Inc.
Астрономия: что мы будем искать в космосе следующие десять лет Астрономия: что мы будем искать в космосе следующие десять лет

Какие задачи и проекты поставлены для астрономии до 2032 года

Популярная механика
Храм Хатшепсут оказался школой мастерства для древнеегипетских художников Храм Хатшепсут оказался школой мастерства для древнеегипетских художников

Создатели рельефов передавали свой опыт ученикам во время работ по отделке храма

N+1
50 красивых женских причесок для коротких волос 50 красивых женских причесок для коротких волос

Эти звездные прически подойдут для разных образов и ситуаций. Бери на заметку!

Cosmopolitan
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
Миллионеры из коробки: как россияне зарабатывают на перепродаже игровых предметов Миллионеры из коробки: как россияне зарабатывают на перепродаже игровых предметов

Что не так с рынком перепродажи игровых предметов?

Forbes
5 ошибок, за которые стоит себя простить 5 ошибок, за которые стоит себя простить

Важно признать свои ошибки и простить себя за них

Psychologies
«Муж отказывается вставать ночью к ребенку, и я пошла на хитрость» «Муж отказывается вставать ночью к ребенку, и я пошла на хитрость»

История героини, на которую обиделся её муж из-за ребенка

Psychologies
6 книг про искусственный интеллект — о том, что готовит нам будущее 6 книг про искусственный интеллект — о том, что готовит нам будущее

Книги, которые расскажут об умных роботах и tech-перспективах на ближайшие годы

Популярная механика
Деятельность майя связали с цветением озера Аметитлан Деятельность майя связали с цветением озера Аметитлан

Как численность населения в городе майя повлияла на озера Аметитлан?

N+1
О чем думают девушки, когда занимаются сексом на одну ночь? О чем думают девушки, когда занимаются сексом на одну ночь?

Какие подводные камни кроются за согласием «просто разок поехать к тебе»

Maxim
Алена Шишкова: «У нас совсем нет поводов конфликтовать с Анастасией Решетовой» Алена Шишкова: «У нас совсем нет поводов конфликтовать с Анастасией Решетовой»

Модель Алена Шишкова дала эксклюзивное интервью

Cosmopolitan
Анонимы и спекулянты: стал ли арт-рынок прозрачнее благодаря блокчейну Анонимы и спекулянты: стал ли арт-рынок прозрачнее благодаря блокчейну

Анализируем самые громкие сделки по продаже NFT-искусства в 2021 году

Forbes
Виолетта Чиковани: «Отдайте мой блог!» Виолетта Чиковани: «Отдайте мой блог!»

Блогерка Виолетта Чиковани — о своих проблемах с «Инстаграм»

ЖАРА Magazine
Сила притяжения Сила притяжения

Эдгардо Озорио – о моде, транслирующей энергию счастья на максимальной громкости

Harper's Bazaar
Как модель для сборки Как модель для сборки

Шварцвальд: времена меняются, но не все в мире спешит меняться вместе с ними

Вокруг света
Личинки данио-рерио успели починить ДНК в нейронах за шесть часов сна Личинки данио-рерио успели починить ДНК в нейронах за шесть часов сна

Эффективность репарации ДНК в нейронах данио-рерио зависела от количества сна

N+1
Считаем, сколько заработали участники турнира UFC 268 Считаем, сколько заработали участники турнира UFC 268

Участники турнира UFC 268 выбили 268 578 680 рублей

Maxim
Груды бетона: почему фильм «Медея» Александра Зельдовича получился мизогинным Груды бетона: почему фильм «Медея» Александра Зельдовича получился мизогинным

Как фильм про женскую свободу обернулся историей болезни убийцы

Forbes
Произвести впечатление Произвести впечатление

Светлана Дикушина преобразовала безликий загородный дом в Подмосковье

SALON-Interior
Как решить проблему зависимости от азартных игр в России Как решить проблему зависимости от азартных игр в России

В России нет организаций, которые помогли бы бороться с игровой зависимостью

СНОБ
«Советские хакеры». История отношений радиолюбителей с властями СССР «Советские хакеры». История отношений радиолюбителей с властями СССР

Книга о проектах и социокультурных явлениях, предшествовавших появлению рунета

СНОБ
«Все возможное: Как врачи спасают наши жизни» «Все возможное: Как врачи спасают наши жизни»

Отрывок из книги Атула Гаванде о том, как врачи совершают полезные ошибки

N+1
Мария Куликова: «Никто никогда не узнает обо мне всей правды» Мария Куликова: «Никто никогда не узнает обо мне всей правды»

Мы постоянно меняемся: то открыты для внешнего мира, то, наоборот, закрываемся

Караван историй
Спасти планету и жить счастливо: 7 книг об экологичном образе жизни, который можно начать уже сегодня Спасти планету и жить счастливо: 7 книг об экологичном образе жизни, который можно начать уже сегодня

Как помочь планете вернуть биоразнообразие и остановить глобальное потепление

Популярная механика
Открыть в приложении