Немецкие энергетики намерены начать прокладку сверхпроводящих кабелей

Об этом сообщает "CyberSecurity".

Как отмечает Deutsche Welle, если все пойдет по плану, вскоре властям города Эссена предстоит принимать у себя представительную комиссию, отвечающую за пополнение и актуализацию Книги рекордов Гиннеса: дело в том, что в Эссене, в центре Рурской области, планируется проложить под землей самый длинный в мире сверхпроводящий кабель.

Хотя явление сверхпроводимости было открыто более ста лет назад, широкого применения в технике оно пока не нашло и лишь сегодня начинает постепенно завоевывать такие отрасли промышленности как энергетика. Сверхпроводимость — это способность некоторых материалов при охлаждении ниже определенной температуры, именуемой критической температурой перехода, полностью утрачивать электрическое сопротивление и проводить электрический ток без потерь.

Долгое время науке были известны только сверхпроводники с крайне низкими критическими температурами перехода, лишь очень незначительно превышающими абсолютный ноль. Однако четверть века назад был открыт новый класс соединений, переходящих в сверхпроводящее состояние при гораздо более высоких температурах. Это — металлооксидные керамики. В обычных условиях они вообще не проводят электрический ток, зато становятся сверхпроводниками при температурах, намного превышающих температуру кипения жидкого азота. Поскольку же жидкий азот гораздо проще в обращении и несравненно дешевле, чем жидкий гелий, использование высокотемпературных сверхпроводников в технике постепенно становится реальностью.

Важное преимущество сверхпроводящего кабеля перед стандартным медным состоит в практически полном отсутствии потерь при транспортировке электроэнергии. Важное, но не единственное. Профессор Маттиас Ноэ (Matthias Noe), научный сотрудник Технологического института в Карлсруэ, поясняет: "Помимо этого, сверхпроводник может обеспечить значительно более высокую плотность тока, нежели обычный медный проводник. Это чрезвычайно ценное свойство, если иметь в виду сферу энергетики. Трансформаторы, генераторы и кабели в сверхпроводящем исполнении будут намного компактнее, эффективнее и экономичнее обычных".

Конкретно, через сверхпроводящий кабель можно пропустить в пять раз больше электроэнергии, чем через медный кабель того же сечения. Правда, нельзя не признать, что сверхпроводящий кабель — гораздо более сложное и дорогое устройство. Оно представляет собой многослойную коаксиальную конструкцию: внутренней осью служит трубка, по которой циркулирует жидкий азот, затем, если кабель предназначен для трехфазного тока, идут три слоя керамических сверхпроводников, разделенные слоями изоляции, потом — нейтральный провод, поверх него — еще одна трубка с жидким азотом, а поверх нее — вакуумная теплоизоляция по принципу термоса и наружная оболочка.

Используя такие сверхпроводящие кабели, энергетики смогут обойтись более низким напряжением и вместо высоковольтных линий электропередачи (110 киловольт) строить линии среднего напряжения (10 киловольт). А это, в свою очередь, позволит отказаться от возведения понижающих трансформаторных подстанций, что в густо населенных городах особенно важно, подчеркивает профессор Ноэ: "Одна такая распределительная подстанция в центре города требует помещения размером с большой физкультурный зал. Благодаря сверхпроводящим линиям электропередачи мы сможем избавиться от этих громоздких сооружений. Взамен нам понадобятся только охладительные установки, но они гораздо компактнее — примерно с гаражный бокс на две машины".

Технологический институт в Карлсруэ совместно с немецким энергетическим концерном RWE и французской компанией Nexans — крупнейшим в мире производителем кабелей — разработал проект под названием AmpaCity. Цель — прокладка в центре Эссена между двумя трансформаторными подстанциями подземного сверхпроводящего кабеля среднего напряжения взамен стандартного высоковольтного. "Это будет самая протяженная в мире сверхпроводящая линия электропередачи — длиной в километр", — говорит профессор Ноэ. Она оттеснит на второе место нынешнего рекордсмена — кабель длиной в 600 метров в Нью-Йорке.

Эссенская трехфазная линия рассчитана на мощность 40 мегаватт и напряжение 10 киловольт, рабочая температура — минус 180 градусов Цельсия. Укладка кабеля должна быть завершена к концу 2013 года. А затем параллельно с полевыми испытаниями линии в Эссене начнутся лабораторные опыты в Карлсруэ. Здесь построен специальный стенд для экспериментов на коротком, длиной всего в 2 метра, отрезке такого же кабеля. Это позволит выяснить целый ряд вопросов, ответы на которые едва ли сможет дать пробная эксплуатация линии в Эссене: например, как поведет себя сверхпроводящий кабель в условиях перегрузки.

Читайте Comments.ua в Google News