Комментарии 14
При циклической работе ускорителя энергия то потребляется, то периодически возвращается в городскую электросеть.
О, что-то типа рекуперации?
Это же сильно усложняет силовую часть, было интересно посмотреть на [блок] схему.
оставлю это здесь, может кому интересно: https://www.innovations-report.com/power-and-electrical-engineering/superconductors-through-the-inner-city-of-essen
Первый раз про электромагниты из высокотемпературных сверхпрводников прочитал в конце 80-х годов в журнале Наука и Жизнь. Точно так же в нём рассказывалось какая это полезная в народном хозяйстве штука и как с приходом ВТСП наша жизнь улучшится. С тех пор ничего не поменялось, применения этих ВТСП магнитов в технике как было научной фантастикой, так ей и осталось.
Но я рад за наших ученых, у них появится отличный инструмент.
Ну вот по ссылке выше, в городе Эссен уже семь лет работает километровая линия, питает элитный район города с банками и вычислительными центрами. Расход жидкого азота судя по частоте заправок 30 тонн на каждые пару недель, и похоже это в основном и все расходы, контрольного оборудования там не много совсем. Сверхпроводники позволили им не строить 110kV подстанцию (сейчас линия подаёт сразу нормальные городские 10kV), стоимость земли под которую в таком районе была бы сопоставима со стоимостью сверхпроводящего кабеля, так что экономически город как минимум не в проигрыше.
Круто конечно, но это пожалуй единственное практическое применение технологии за 40 лет. И что-то мне подсказывает, что проблем с этим "кабелем" чуть поболее чем просто расходы на жидкий Азот. В статье не указана стоимость строительства этой линии, сколько за эти деньги можно было построить подстанций ?
13.5 миллионов евро стоил весь проект, из которых 6 профинансировало государство. Гонит мощность 40MW Они сравнивали все три варианта - строить 110kV подстанцию, тянуть несколько обычных линий, или попробовать сверхпроводник. Обычные линии вышли бы дешевле, но с учетом того что в городе и без того слишком много коммуникаций закопано, выбрали более компактный вариант. Кабель там диаметром порядка 10-15см и довольно гибкий, уложили без проблем.
Интересна итоговая энергетическая эффективность. Охлаждать азот, вместо преобразователей и потерь на сопротивление, что эффективнее? Есть ли у сверхпроводящей линии потери на излучение?
Активное сопротивление нулевое, поэтому теплового излучения наверняка там нет, а вот магнитное поле есть, так что реактивные потери в окружающей среде всётаки будут.
С азотом такое дело, он может быть в промышленности бросовым продуктом, его могут оставаться излишки после отгонки всех остальных полезных газов которые сейчас используются. Оптовые цены на него в жидком виде в пределах 20-30 центов за литр, он дешевле чем CO2 даже.
Я скорее про радиоизлучение, линии переменного тока по сути своей антенны. Почему иногда их делают и на постоянном токе, и чем более протяженная линия, тем более выгодно на постоянном токе. Но сверхпроводящие линии, они вроде короткие очень.
Оптовая цена это хорошо, но перевезти ведь надо и хранить.
при 50 Герц потери на "радио" можно спокойно игнорировать, основные потери там будут изза взаимодействия магнитного поля с наведёнными токами в окружающей среде. В грунте есть влага, там обязательно может что-то наводиться. Будь это воздушная линия, потерями можно было бы тоже пренебречь, а для грунта они кабель хорошо экранировали, у него металлическая оплётка. Так что напрямую ток всетаки грунт не греет, но тогда должен греться сам экран, у него уже нет сверхпроводимости. Компромисное решение конечно, хотя при 50 Герц все эти эффекты будут довольно слабые.
Вообще, решение действительно такое, что расходники могут быть дешевыми до тех пор пока таких проектов мало, а как появится спрос, цены могут сильно вырасти.
по поводу линий постоянного тока: причина не в излучении, причина в том что у сетей переменного тока в разных регионах часто нет синхронизации между собой, и чтобы отдать туда энергию, у потребителя требуются сложные фазокомпенсаторы, со своими потерями. Для магистральных линий постоянного тока наоборот, сложное оборудования требуется при запитке, зато потребители могут забирать энергию в свою сеть проще и с меньшими потерями. Начались такие линии в Японии, потому что у них там вообще одна половина страны 50Гц, другая 60; когда обе сети в 70х годах встретились, пришлось им учиться это всё балансировать.
еще, писали про этот проект, что изза того что это была первая проба, расход азота у них не оптимальный получился, где-то они там со впускной системой ошиблись, лишнее теряется. Считают поэтому что в последующих проектах эти потери удастся сильно уменьшить. Не писали правда насколько сильно. В году 2020м писали, что вроде какие-то города у них эту систему заказывали - Мюнхен, Чикаго. Но я дальше не следил, не знаю как там дела в реальности.
их необходимо «тренировать». Это процесс, при котором на магниты постепенно подают ток всё большей и большей силы. Такая тренировка позволяет довести его до целевых показателей без риска повреждения.
Если пропустить этот этап и сразу подать максимальный ток, магнит может потерять состояние сверхпроводимости. Это явление называется «квенч» — срыв сверхпроводимости и приводит к быстрому нагреву магнита. Постепенное увеличение тока во время тренировки позволяет стабилизировать внутреннюю структуру сверхпроводника и подготовить
Стабилизировать — это значит перестроить внутренний порядок кристаллической решётки. Учёные с помощью тоннельного микроскопа наблюдали плёнку купрата в обычном состоянии ( положение атомов отмечено красными точками) и в сверхпроводящем состоянии (белыми точками). Видные дорожки где атомы выстроились в спиральный дальний порядок. Дело в том что волна электрона это спиральная траектория, электроны выстраивают атомы в определённом порядке и теперь его волна не рассеивается то есть электрон движется без столкновений с решёткой
Используя эту модель можно изготовить сверхпроводник для комнатной температуры
хроМоплазма!
От коллайдера до МРТ: большое будущее сверхпроводящих магнитов