Сверхпроводники достигли совершеннолетия и Южной Кореи
Южная Корея разместила крупнейший до сегодняшнего дня заказ на сверхпроводящие кабели, которые будут использоваться в силовых сетях Сеула, обеспечивая пониженные потери электроэнергии при транспортировке к потребителю.
Более ста лет назад датский физик Хейке Каммерлинг-Оннес (Heike Kamerlingh Onnes) обнаружил, что электрическое сопротивление ртути падает до нуля, если поместить металл в жидкий гелий, сегодня сверхпроводники находят свое применение в мощных электромагистралях.
Сверхпроводящие материалы способны транспортировать в 10 раз большее количество энергии при том же сечении проводника, чем провода из привычной меди. Безусловно, часть энергии придется потратить на поддержание низкой температуры сверхпроводника с помощью жидкого азота, но даже при этом потери мощности окажутся ниже, чем в обычном кабеле, изготовленном из меди, который превращает в тепло от 7 до 10 процентов электроэнергии. Поэтому все большее количество стран, среди которых и Южная Корея, стремятся максимально сократить потери электричества в сетях, особенно в свете внедрения умных технологий Smart Grid и готовности к выходу на сцену электромобильного транспорта.
Все это звенья одной цепи: электростанции, силовые линии электропередач, контроль и мониторинг потребления, аккумулирование энергии, разумное потребление. И оптимизация каждого из этих блоков приводит к потрясающему увеличению эффективности всей системы.
Южнокорейская компания LS Cable заказала поставку более 3-х миллионов метров сверхпроводящего кабеля у американской компании American Superconductor.
Этот сверхпроводящий проводник сделан из керамического соединения иттрий барий оксида меди (YBCO – ИБОМ), который является одним из «высокотемпературных» сверхпроводников, открытых в 1986 году. Этот материал сохраняет свойства сверхпроводимости при сравнительно высокой температуре – 93 К или -180 С, что означает, что он может быть охлажден жидким азотом.
В отличие от «горячих» сверхпроводников, сверхпроводники из металлов необходимо охлаждать до температуры ниже 30 Кельвнов или -243 градусов по шкале Цельсия, то есть с помощью жидкого гелия, что делает их очень дорогостоящими и непригодными для коммерческого использования.
Почти 25 лет потребовалось для того, чтобы довести «горячий» сверхпроводник до серийного производства, так как было очень непросто найти способ производства достаточно гибких проводников из хрупкой керамики. Поэтому для придания проводнику нужных свойств потребовалось использование покрытия из меди, нержавеющей стали или бронзы, которые придавали материалу необходимую прочность.
Замена существующих сетей сверхпроводниковыми не столь сложная задача, как может показаться с начала, так как система охлаждения проводников уже применяется для отвода избыточного тепла от медного носителя. «Вам нужно лишь заменить холодильник», – говорит профессор Бристольского Университета Антони Кэррингтон.
На самом деле разница между проводником и сверхпроводником это наличие недорого дополнительного оборудования, которое прокачивает охлаждающую жидкость через кабель, но снаружи даже невозможно отличить привычный кабель от сверхпроводящего.
В ближайшее время внедрять сверхпроводниковые технологии в электрические магистрали страны намерен вездесущий Китай. США планирует объединить три основные электросети страны с использованием сверхпроводящих кабелей, что не только приведет к уменьшению электропотерь, но в целом увеличит эффективность транспортировки и генерации электроэнергии.