Masa depan tenaga - penjana kuasa superconducting, transformer dan talian kuasa

Salah satu arah utama perkembangan sains menggariskan kajian teoretikal dan eksperimen dalam bidang bahan superconducting, dan salah satu arah utama perkembangan teknologi ialah pembangunan turbogenerator superconducting.

Superconducting peralatan elektrik akan secara dramatik meningkatkan beban elektrik dan magnetik dalam unsur-unsur peranti dan dengan itu secara dramatik mengurangkan saiz mereka. Dalam wayar superconducting, ketumpatan arus 10 ... 50 kali kepadatan arus dalam peralatan elektrik konvensional dibenarkan. Medan magnet boleh dibawa ke nilai-nilai urutan 10 T, berbanding dengan 0.8 ... 1 T dalam mesin konvensional. Memandangkan dimensi peranti elektrik berkadar songsang dengan produk ketumpatan semasa dan induksi magnet yang dibenarkan, jelas bahawa penggunaan superkonduktor akan mengurangkan saiz dan berat peralatan elektrik berkali-kali!

Menurut salah seorang pereka sistem penyejukan jenis baru turbogenerators kriogenik saintis Soviet I.F. Filippov, ada alasan untuk mempertimbangkan tugas mewujudkan cryoturbogenerators ekonomi dengan superkonduktor diselesaikan. Pengiraan awal dan kajian memberi harapan bukan hanya saiz dan berat, tetapi juga kecekapan mesin baru akan lebih tinggi daripada generator generik yang paling maju dalam reka bentuk tradisional.

Pendapat ini dikongsi oleh ketua-ketua kerja pada penciptaan turbogenerator superconducting baru siri KTG-1000, Academician I.A. Glebov, Doktor Sains Teknikal V.G. Novitsky dan V.N. Shakhtarin. Penjana KTG-1000 telah diuji pada musim panas tahun 1975, diikuti oleh turbogenerator model KT-2-2 yang dicipta oleh persatuan Electrosila dengan kerjasama saintis Fizik dan Institut Teknologi Suhu Rendah, Akademi Sains SSR Ukraine. Keputusan ujian membenarkan pembinaan unit superconducting kuasa yang lebih besar.

Berikut adalah beberapa data turbogenerator superconducting 1200 kW yang dibangunkan di VNIIelektromash. Bidang superconducting winding diperbuat daripada dawai dengan diameter 0.7 mm dengan 37 urat superconducting niobium-titanium dalam matrik tembaga. Daya sentrifugal dan elektrodinamik dalam penggulungan dirasakan oleh pembalut keluli tahan karat. Di antara tembaga keluli tahan karat tebal tebal luar dan pembalut terdapat skrin electrothermal tembaga, disejukkan oleh aliran helium gas sejuk melalui saluran (kemudian kembali ke fluidizer).

Galas beroperasi pada suhu bilik. Penggulungan stator diperbuat daripada konduktor tembaga (sejuk - air) dan dikelilingi oleh perisai ferromagnetik yang terbuat dari keluli sarat. Pemutar berputar dalam ruang vakum di dalam bahan penebat. Vakum dalam cangkerang dijamin oleh anjing laut.

Penjana KTG-1000 eksperimen pernah menjadi cryoturbogenerator terbesar di dunia dalam saiz. Tujuan penciptaannya adalah untuk menguji reka bentuk cryostats berputar besar, peranti pembekalan helium ke penggulungan pemutar superkonduktor, mengkaji litar terma, operasi pemutar rotor superconducting, dan menyejukkannya.

Dan prospek hanya memukau. Mesin dengan kapasiti 1300 MW akan mempunyai panjang kira-kira 10 m dengan jisim 280 tan, manakala mesin yang sama dengan kapasiti yang sama akan mempunyai panjang 20 m dengan jisim 700 tan! Akhirnya, sukar untuk mencipta mesin biasa dengan kapasiti lebih dari 2000 MW, dan dengan superkonduktor, anda sebenarnya boleh mencapai kuasa unit 20,000 MW!

Jadi, keuntungan dalam bahan menyumbang kira-kira tiga suku kos. Proses pengeluaran difasilitasi. Ia lebih mudah dan lebih murah untuk mana-mana loji pembinaan mesin untuk membuat beberapa mesin elektrik besar daripada sebilangan besar kecil: pekerja kurang diperlukan, taman mesin dan peralatan lain tidak begitu tertekan.

Untuk memasang turbogenerator yang kuat, diperlukan satu loji janakuasa yang agak kecil. Ini bermakna kos membina sebuah bilik mesin dikurangkan, stesen boleh dimulakan dengan lebih cepat. Dan akhirnya, semakin besar mesin elektrik, semakin tinggi kecekapannya.

Walau bagaimanapun, semua kelebihan ini tidak mengecualikan kesukaran teknikal yang timbul ketika mencipta unit tenaga yang besar. Dan, yang paling penting, kuasa mereka hanya boleh ditingkatkan kepada had tertentu. Pengiraan menunjukkan bahawa tidak mungkin untuk menyeberangi had atas yang dibatasi oleh kuasa turbogenerator 2500 MW, pemutar berputar pada laju 3000 rpm, kerana batasan ini ditentukan, pertama sekali, dengan ciri kekuatan: tegasan dalam struktur mekanik mesin peningkatan kuasa yang lebih tinggi begitu banyak bahawa daya empar tidak dapat dielakkan akan menyebabkan kegagalan pemutar.

Banyak kebimbangan yang timbul semasa pengangkutan. Untuk mengangkut penjana turbo yang sama dengan kapasiti 1200 MW, ia perlu membina penghantar yang diartikulasikan dengan kapasiti membawa 500 tan, panjangnya hampir 64 m. Setiap satu daripada dua bogiesnya terletak pada 16 gandar kereta.

Banyak halangan yang tersendat jika anda menggunakan kesan superkonduktiviti dan menggunakan bahan superconducting. Kemudian kerugian dalam pemutar rotor boleh dikatakan dikurangkan menjadi sifar, kerana arus terus tidak akan memenuhi rintangan di dalamnya. Dan jika ya, kecekapan mesin meningkat. Arus besar yang mengalir melalui lekapan superkonduktor berliku menghasilkan medan magnet yang kuat dan tidak lagi perlu menggunakan litar magnet keluli, tradisional untuk mana-mana mesin elektrik. Penghapusan keluli akan mengurangkan jisim pemutar dan inersia.

Penciptaan mesin elektrik kriogenik bukanlah satu fad, tetapi satu keperluan, akibat alam semulajadi kemajuan sains dan teknologi. Dan ada alasan untuk membantah bahawa menjelang akhir abad, superconducting turbogenerators dengan kapasiti lebih dari 1000 MW akan berfungsi dalam sistem kuasa.

Mesin elektrik pertama di Soviet Union dengan superkonduktor direka di Institut Elektromekanik di Leningrad pada tahun 1962 ... 1963. Ia adalah mesin semasa langsung dengan angker konvensional ("hangat") dan bidang superconducting berliku. Kekuatannya hanya beberapa watt.

Sejak itu, kakitangan institut itu (kini VNIIelektromash) telah mengusahakan penciptaan turbogenerator superconducting untuk sektor tenaga. Sepanjang tahun yang lalu, ia mungkin untuk membina struktur perintis dengan kapasiti 0.018 dan 1 MW, dan kemudian 20 MW ...

Apakah ciri-ciri dari idea ini VNIIelektromash?

Gegelung medan superkonduktor berada dalam mandi helium. Helium cecair memasuki pemutar berputar melalui paip yang terletak di pusat batang berongga. Gas yang menguap diarah kembali ke unit pemeluwapan melalui jurang antara paip ini dan dinding dalam aci.

Dalam reka bentuk saluran paip untuk helium, seperti dalam pemutar itu sendiri, terdapat rongga vakum yang menghasilkan penebat haba yang baik. Tork dari penggerak utama dibekalkan ke medan penggulungan melalui "jambatan haba" - struktur yang cukup kuat secara mekanikal tetapi tidak memindahkan haba dengan baik.

Hasilnya, reka bentuk pemutar adalah cryostat berputar dengan gegelung medan superkonduktor.

Pemegun turbogenerator superkonduktor, seperti dalam perwujudan tradisional, mempunyai penggulungan tiga fasa di mana daya elektromotive teruja oleh medan magnet pemutar.Kajian telah menunjukkan bahawa tidak praktikal untuk menggunakan penggulungan superconducting di stator, kerana kerugian yang besar terjadi pada arus bergantian dalam superkonduktor. Tetapi reka bentuk stator dengan penggulungan "normal" mempunyai ciri-ciri sendiri.

Penggulungan ternyata mungkin pada dasarnya diletakkan di dalam jurang udara antara stator dan rotor dan dipasang dengan cara yang baru, menggunakan resin epoksi dan unsur-unsur struktur gentian kaca. Litar semacam itu memungkinkan untuk meletakkan lebih banyak konduktor tembaga di stator.

Sistem pendinginan stator juga asal: haba dikeluarkan oleh freon, yang pada masa yang sama melaksanakan fungsi penebat. Pada masa akan datang, haba ini boleh digunakan untuk tujuan praktikal menggunakan pam haba.

Kawat tembaga seksyen segi empat tepat 2.5 x 3.5 mm digunakan di motor penjana turbo dengan kapasiti 20 MW. 3600 urat yang diperbuat daripada niobium-titanium ditekan ke dalamnya. Kawat sedemikian mampu memancarkan arus sehingga 2200 A.

Ujian penjana baru mengesahkan data yang dikira. Ternyata dua kali lebih ringan sebagai mesin tradisional kuasa yang sama, dan kecekapannya lebih tinggi sebanyak 1%. Sekarang penjana ini berfungsi dalam sistem Lenenergo sebagai pemampas segerak dan menjana kuasa reaktif.

Tetapi hasil utama kerja adalah pengalaman besar yang diperoleh dalam proses penciptaan turbogenerator. Mengandalkannya, Persatuan Bangunan Mesin Elektrik Leningrad Elektrosila telah mula mencipta turbogenerator dengan kapasiti 300 MW, yang akan dipasang di salah satu kilang kuasa yang sedang dibangun di negara kita.

Penggulungan bidang pemutar superconducting diperbuat daripada dawai niobium-titanium. Perantinya tidak biasa - konduktor niobium-titanium nipis ditekan menjadi matriks tembaga. Ini dilakukan untuk mencegah peralihan penggulungan dari keadaan superconducting menjadi normal akibat pengaruh turun naik dalam fluks magnet atau sebab-sebab lain. Sekiranya ini berlaku, arus akan mengalir melalui matriks tembaga, haba akan hilang, dan keadaan superconducting akan dipulihkan.

Teknologi pembuatan rotor itu sendiri memerlukan pengenalan penyelesaian teknikal yang baru. Jika pemutar mesin konvensional diperbuat daripada keluli padat keluli magnet, kemudian dalam kes ini ia mesti terdiri daripada beberapa silinder yang dimasukkan ke dalam satu lagi, diperbuat daripada keluli bukan magnetik. Di antara dinding beberapa silinder adalah helium cair, di antara tembok-tembok lain yang dibuat sebuah vakum. Dinding silinder, tentu saja, mesti mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi, ketatkan vakum.

Jisim turbogenerator baru, serta jisim pendahulunya, hampir 2 kali kurang daripada jisim kuasa yang sama biasa, dan kecekapan meningkat sebanyak 0.5 ... 0.7%. Turbogenerator itu telah "hidup" selama kira-kira 30 tahun dan kebanyakan masa telah beroperasi, jadi jelas bahawa peningkatan yang seolah-olah kecil dalam kecekapan akan menjadi keuntungan yang sangat besar.

Jurutera kuasa perlu bukan sahaja penjana sejuk. Beberapa puluhan transformer superkonduktor telah dihasilkan dan diuji (yang pertama dibina oleh American McPhee pada tahun 1961; pengubah bekerja pada tahap 15 kW). Terdapat projek transformer superconducting untuk kuasa sehingga 1 juta kW. Pada kuasa yang cukup besar, transformator superconducting akan menjadi 40 ... 50% lebih ringan daripada biasa dengan kira-kira kehilangan kuasa yang sama seperti transformer konvensional (dalam pengiraan ini, kuasa liquefier juga diambil kira).

Walau bagaimanapun, transformer superkonduktor mempunyai kelemahan yang ketara. Mereka dikaitkan dengan keperluan untuk melindungi pengubah daripada mengatasinya dari keadaan superkonduktor semasa beban, litar pintas, terlalu panas, apabila medan magnet, arus atau suhu dapat mencapai nilai kritikal.

Sekiranya pengubah tidak runtuh, ia akan mengambil masa beberapa jam untuk menyejukkannya semula dan mengembalikan superkonduktiviti. Dalam sesetengah kes, gangguan dalam bekalan kuasa tidak dapat diterima.Oleh itu, sebelum bercakap tentang pengeluaran besar-besaran transformer superkonduktor, perlu untuk membangunkan langkah-langkah perlindungan terhadap keadaan kecemasan dan kemungkinan menyediakan pengguna dengan elektrik semasa downtime dari pengubah superconducting. Kejayaan yang dicapai dalam bidang ini membolehkan kita berfikir bahawa dalam masa terdekat masalah perlindungan transformator superkonduktor akan diselesaikan, dan mereka akan mengambil tempat di loji kuasa.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, impian talian kuasa superconducting telah menjadi lebih dekat kepada kesedaran. Permintaan yang semakin meningkat untuk elektrik menjadikan penghantaran kuasa tinggi ke jarak jauh sangat menarik. Saintis Soviet telah meyakinkan yang menunjukkan janji superconducting talian penghantaran. Kos garisan akan dibandingkan dengan kos talian penghantaran kuasa konvensional (kos superkonduktor, memandangkan nilai ketumpatan arus kritikal yang tinggi berbanding dengan ketumpatan arus kuprum atau aluminium yang berkemampuan secara ekonomi, dan lebih rendah daripada kos kabel.

Ia sepatutnya menjalankan garis kuasa superconducting seperti berikut: saluran paip dengan nitrogen cecair diletakkan di antara titik akhir penghantaran di dalam tanah. Di dalam saluran paip ini adalah saluran paip dengan helium cair. Helium dan aliran nitrogen melalui talian paip disebabkan oleh penciptaan perbezaan tekanan antara mata permulaan dan akhir. Oleh itu, stesen pencairan dan pam hanya akan berada di hujung garisan.

Nitrogen cecair boleh digunakan secara serentak sebagai dielektrik. Paip helium disokong di dalam nitrogen oleh rak dielektrik (untuk kebanyakan penebat, sifat dielektrik pada suhu rendah bertambah baik). Talian paip helium mempunyai penebat vakum. Permukaan dalaman saluran paip helium cair disalut dengan lapisan superkonduktor.

Kerugian dalam garisan sedemikian, dengan mengambilkira kerugian yang tidak dapat dielakkan di hujung garisan, di mana superconductor mesti bersentuhan dengan tayar pada suhu biasa, tidak akan melebihi beberapa pecahan peratus, dan kerugian talian kuasa biasa ialah 5 ... 10 kali lebih banyak!

Dengan kuasa saintis G.M. Institut Tenaga Institut Penyelidikan Saintifik Krzhizhanovsky dan All-Union Industri Kabel telah menghasilkan satu siri percubaan superkonduktor kabel AC dan DC. Barisan tersebut akan dapat memindahkan kuasa kepada beribu-ribu megawatt dengan kecekapan lebih daripada 99%, dengan kos yang sederhana dan voltan yang agak rendah (110 ... 220 kV). Mungkin lebih penting lagi, garis kuasa superconducting tidak akan memerlukan peranti pampasan kuasa reaktif mahal. Barisan konvensional memerlukan pemasangan reaktor semasa, kapasitor berkuasa untuk mengimbangi kerugian voltan yang berlebihan di sepanjang jalan, dan garisan pada superkonduktor dapat mengimbangi diri mereka sendiri!

Superconductors ternyata tidak diperlukan dalam mesin elektrik, prinsip operasi yang sangat mudah, tetapi yang belum pernah dibina sebelum ini, kerana kerja mereka memerlukan magnet yang sangat kuat. Kami bercakap tentang mesin magnetohydrodynamic (MHD), yang Faraday cuba untuk melaksanakan pada awal tahun 1831.

Idea pengalaman adalah mudah. Dua plat logam dibasuh di dalam air Thames di tebing-tebingnya. Jika halaju sungai adalah 0.2 m / s, maka, jet air mengalir ke konduktor bergerak dari barat ke timur dalam medan magnet bumi (komponen menegak adalah kira-kira 5 · 10-5 T), voltan kira-kira 10 μV / m boleh dikeluarkan dari elektrod .

Malangnya, eksperimen ini berakhir dengan kegagalan, "penjana-sungai" tidak berfungsi. Faraday tidak dapat mengukur semasa di litar. Tetapi beberapa tahun kemudian, Lord Kelvin mengulangi pengalaman Faraday dan menerima arus kecil. Nampaknya semuanya tetap seperti di Faraday: plat yang sama, sungai yang sama, instrumen yang sama. Adakah tempat itu tidak begitu.Kelvin membina penjananya ke Thames, di mana airnya bercampur dengan air garam selat.

Di sana dia! Air bawah tanah lebih saline dan oleh itu lebih banyak kekonduksian! Ini telah direkodkan dengan segera oleh instrumen tersebut. Meningkatkan kekonduksian "bendalir kerja" adalah cara umum untuk meningkatkan kuasa penjana MHD. Tetapi anda boleh meningkatkan kuasa dengan cara lain - dengan meningkatkan medan magnet. Kuasa penjana MHD adalah berkadar terus dengan kuasa dua medan magnet.

Impian penjana MHD mendapat landasan yang nyata sekitar pertengahan abad kita, dengan kedatangan kumpulan pertama superconducting bahan-bahan perindustrian (niobium-titanium, niobium-zirconium), dari mana ia mungkin membuat model, generator, konduktor, solenoida . Dan pada tahun 1962, di simposium di Newcastle, British Wilson dan Robert mencadangkan satu projek untuk penjana 20 MW MHD dengan bidang 4 T. Sekiranya penggulungan diperbuat daripada dawai tembaga, maka pada kos 0.6 mm / dolar. Kekalahan joule di dalamnya akan "memakan" kuasa berguna poli (15 MW!). Tetapi pada superkonduktor, penggulungan akan padat mengelilingi ruang kerja, tidak akan ada kerugian di dalamnya, dan penyejukan akan mengambil hanya 100 kW kuasa. Kecekapan akan meningkat dari 25 hingga 99.5%! Terdapat sesuatu untuk difikirkan.

Penjana MHD telah diambil serius di banyak negara, kerana dalam mesin sedemikian, ia mungkin menggunakan plasma 8 ... 10 kali lebih panas daripada wap dalam turbin loji kuasa haba, dan mengikut formula Carnot yang terkenal, kecekapan tidak akan menjadi 40, tetapi semua 60 % Itulah sebabnya pada tahun-tahun akan datang berhampiran Ryazan, penjana MHD industri pertama untuk 500 MW akan mula beroperasi.

Sudah tentu, tidak mudah untuk membuat dan menggunakan stesen seperti itu secara ekonomi: tidak mudah ditempatkan berhampiran aliran plasma (2500 K) dan cryostat dengan penggulungan helium cair (4 ... 5 K), elektrod panas terbakar dan terak, aditif yang hanya perlu dilepaskan dari slags yang telah ditambahkan kepada bahan api pengionan plasma, tetapi faedah yang dijangkakan perlu meliputi semua kos buruh.

Seseorang boleh membayangkan sistem magnetik superconducting sebuah penjana MHD kelihatan seperti. Dua lilitan superconducting terletak di sisi saluran plasma, dipisahkan dari gulungan oleh penebat haba multilayer. Gelombang yang dipasang dalam kaset titanium, dan spatter titanium diletakkan di antara mereka. Secara kebetulan, kaset dan spacer ini mesti sangat tahan lama, memandangkan daya elektrodinamik dalam belitan semasa cenderung meruntuhkannya dan menariknya bersama.

Oleh kerana tiada haba dihasilkan dalam penggulungan superconducting, peti sejuk, yang diperlukan untuk sistem magnetik superconducting untuk berfungsi, hanya perlu mengeluarkan haba yang memasuki cryostat dengan helium cair melalui penebat haba dan petunjuk semasa. Kerugian dalam petunjuk semasa boleh dikurangkan kepada praktikal sifar jika gegelung superconducting yang bersirkulasi yang dikuasakan oleh pengubah DC superconducting digunakan.

Satu helium liquefier, yang akan membentuk kehilangan helium yang menyejat melalui penebatan, dianggarkan menghasilkan beberapa puluh helium helium cair dalam masa 1 jam. Pencairan liquefiers tersebut dihasilkan oleh industri.

Tanpa gegelung superconducting, tokamaks besar akan menjadi tidak realistik. Dalam pemasangan Tokamak-7, contohnya, berliku berat 12 tan mengalir di sekitar arus 4.5 kA dan menghasilkan medan magnet 2.4 T pada paksi tore plasma sebanyak 6 m3. Bidang ini dicipta oleh 48 gegelung superconducting, hanya menggunakan helium cecair 150 liter sejam, rej pencairan yang memerlukan kuasa 300 ... 400 kW.

Bukan sahaja tenaga yang besar memerlukan elektromagnet yang padat ekonomi yang ekonomik, sukar untuk dilakukan tanpa saintis yang bekerja dengan bidang yang memecahkan rekod yang kuat. Pemasangan untuk perpisahan isotop magnetik menjadi suatu perintah magnitud yang lebih produktif. Projek pemecut besar tanpa electromagnets superconducting tidak lagi dipertimbangkan.Ia benar-benar tidak realistik untuk dilakukan tanpa superkonduktor dalam bilik gelembung, yang menjadi pendaftar yang sangat dipercayai dan sensitif zarah-zarah asas. Jadi, salah satu daripada sistem magnetik yang memecahkan rekod berdasarkan superkonduktor (Argonne National Laboratory, USA) mencipta medan 1,8 T dengan tenaga tersimpan 80 MJ. Penggulungan raksasa yang beratnya 45 tan (di mana 400 kg pergi ke superkonduktor) dengan garis pusat dalaman 4.8 m, diameter luar 5.3 m dan ketinggian 3 m memerlukan hanya 500 kW untuk penyejukan kepada 4.2 K - kuasa yang tidak dapat dielakkan.

Magnet superconducting ruang gelembung Pusat Penyelidikan Nuklear Eropah di Geneva nampaknya lebih mengesankan. Ia mempunyai ciri-ciri berikut: medan magnet di pusat sehingga 3 T, diameter dalaman "gegelung" 4.7 m, tenaga tersimpan 800 MJ.

Pada penghujung tahun 1977, Hyperon, salah satu magnet superkonduktor terbesar di dunia, telah beroperasi di Institut Fisika Teoretikal dan Eksperimen (ITEP). Kawasan kerja mempunyai diameter 1 m, medan di pusat sistem adalah 5 T (!). Magnet unik direka untuk eksperimen di proton synchrotron IHEP di Serpukhov.

Setelah memahami angka-angka yang mengagumkan ini, sudah tentu tidak menyedihkan bahawa pembangunan teknikal superkonduktivitas baru bermula. Sebagai contoh, kita boleh ingat parameter kritikal superkonduktor. Jika suhu, tekanan, arus, medan magnet melampaui beberapa nilai yang mengehadkan, yang disebut kritikal, superkonduktor akan kehilangan sifatnya yang tidak biasa, berubah menjadi bahan biasa.

Kehadiran peralihan fasa agak semulajadi untuk digunakan untuk mengawal keadaan luaran. Sekiranya terdapat superkonduktiviti, maka medan itu kurang daripada kritikal, jika sensor telah memulihkan ketahanan, medan itu berada di atas kritikal. Satu siri pelbagai jenis meter superkonduktor telah dibangunkan: bolometer pada satelit boleh "merasakan" perlawanan yang terang di Bumi, galvanometer menjadi lebih sensitif oleh beberapa ribu kali; dalam resonator ultra-tinggi Q, ayunan medan elektromagnet kelihatannya terpelihara, kerana mereka tidak mengalami kerosakan yang sangat lama.

Sekarang adalah masa untuk melihat seluruh bahagian elektrik industri tenaga untuk memahami bagaimana penyebaran peranti superconducting dapat menghasilkan kesan ekonomi keseluruhan. Superconductors boleh meningkatkan kuasa unit unit kuasa, kuasa voltan tinggi secara beransur-ansur beralih menjadi multi-ampere, bukannya empat atau enam kali penukaran voltan antara loji kuasa dan pengguna, ia benar untuk bercakap tentang satu atau dua transformasi dengan pemudahan yang sepadan dan litar yang lebih murah. Tetapi itu bukan semuanya.

Sistem elektrik tidak dapat dielakkan akan kelihatan berbeza apabila superconducting peranti penyimpanan tenaga induktif (SPIN) digunakan di dalamnya! Hakikatnya adalah bahawa daripada semua industri, hanya dalam sektor tenaga tidak ada gudang: haba yang dihasilkan dan elektrik tidak ada tempat untuk menyimpan, mereka mesti dimakan dengan segera. Harapan tertentu dikaitkan dengan superkonduktor. Oleh kerana kekurangan rintangan elektrik di dalamnya, arus boleh mengalir melalui litar superconducting tertutup untuk masa yang sewenang-wenangnya tanpa pelemahan sehingga masa untuk pemilihan oleh pengguna. SPINS akan menjadi elemen semulajadi rangkaian elektrik, ia tetap hanya untuk melengkapkan mereka dengan pengawal selia, suis atau penukar semasa atau kekerapan apabila digabungkan dengan sumber dan pengguna elektrik.

Keamatan tenaga SPIN boleh sangat berbeza - dari 10-5 (tenaga portfolio yang jatuh dari tangan) menjadi 1 kWh (blok 10 ton yang jatuh 40 meter dari tebing) atau 10 juta kWh! Pemacu yang berkuasa ini perlu mempunyai saiz treadmill di sekitar padang bola sepak, harganya akan menjadi 500 juta dolar, dan kecekapan - 95%.Kilang kuasa terkumpul bersamaan akan menjadi 20% lebih murah, tetapi ia akan menghabiskan sepertiga kemampuan untuk keperluannya! Susun atur kos spin seperti itu adalah instruktif dari segi komponennya: untuk peti sejuk 2 ... 4%, bagi penukar semasa 10%, untuk penggulungan superconducting 15 ... 20%, untuk penebat haba zon sejuk 25%, dan untuk pembalut, pengikat dan spacer - hampir 50 %

Sejak laporan G.M. Krzhizhanovsky mengikut rencana GOELRO di Kongres Soviet Soviet-Soviet VIII lebih dari setengah abad telah berlalu. Pelaksanaan pelan ini memungkinkan untuk meningkatkan kapasiti loji kuasa negara dari 1 hingga 200 ... 300 juta kW. Sekarang ada peluang asas untuk menguatkan sistem tenaga negara beberapa kali, memindahkan mereka ke superconducting peralatan elektrik dan memudahkan prinsip-prinsip membina sistem sedemikian.

Asas tenaga pada awal abad ke-21 dapat dijadikan stesen nuklear dan termonuklear dengan penjana elektrik yang sangat kuat. Medan elektrik yang dihasilkan oleh elektromagnet superconducting, sungai yang kuat dapat mengalir melalui saluran kuasa superconducting ke superconducting penyimpanan tenaga, dari mana mereka akan dipilih oleh pengguna yang diperlukan. Tumbuhan kuasa akan dapat menjana kuasa sama rata, siang dan malam, dan pelepasan mereka daripada rejimen yang dirancang harus meningkatkan kecekapan dan hayat perkhidmatan unit-unit utama.

Untuk stesen kuasa tanah, stesen solar boleh ditambah. Bergerak di atas titik tetap planet ini, mereka perlu menukar sinar matahari ke gelombang radiasi elektromagnetik gelombang pendek untuk menghantar aliran tenaga terfokus kepada penukar berasaskan tanah ke dalam arus industri. Semua peralatan elektrik sistem elektrik ruang angkasa mestilah superconducting, jika tidak, kerugian dalam konduktor konduktiviti elektrik terakhir akan berubah menjadi tidak dapat diterima.

Vladimir KARTSEV "Magnet selama tiga millennia"