Категорије: Истакнути чланци » Занимљиве чињенице
Број прегледа: 18643
Коментари на чланак: 0

Суперпроводност у електроенергетској индустрији: садашњост и будућност

 

Суперпроводност у електроенергетској индустрији: садашњост и будућностОпшти образац нашег времена је сужавање јаз између одређеног открића и његове примене. Једном када је овај интервал достигао стотине година, сада је сведен на минимум. На пример, увођење фотографије је 112 година од њеног отварања. Минерална ђубрива почела су се користити 70 година након што су створена, телефонска комуникација - после 50 година, емитовање - после 35, радиолокација после 15, телевизија - после 12, атомска бомба - после 6 година, транзистор - после 3, а ласер - после само 2 година.

Почетак техничке употребе суправодича води се од 1955. године, када је њихов електромагнет створен уз њихову помоћ. Прошло је 56 година од открића надпроводности до њеног увођења. О чему се ради?

Према неким британским физичарима, ово кашњење је последица два разлога: недовољног развоја криогене технологије и откривања само меких, чистих суправодича. Тврди материјали са технички прихватљивим параметрима постали су познати тек 1930. године, а тек четврт века након тога у ствари су створени проводници од таквих материјала. Одмах је направљен и успешно тестиран соленоид са суправодљивим намотом. Рођена је техничка суправодљивост.

Према томе, проналазак и почетак употребе технички погодних суправодљивих материјала временски се поклапају (1955). Али стварни изум суперпреводника догодио се, можда, касније. Напокон, тек 1963. године било је могуће створити заиста обрадиве жице које је требало успорити да би се термичка стабилизација успорила. Парадоксално је чињеница: увођење суперпроводника почело је осам година раније од њиховог стварног открића.


Данас се суперпреводници практично користе у физици, где се већ дуги низ година користе велике истраживачке установе и нови уређаји. Из штампе су познате појединачне примене суперпреводних електромотора, жироскопа, соленоида на бродовима, авионима. У медицини су се појавили надпроводни мерачи магнетног поља које стварају живи организми.

Употреба суперпроводника у енергетском сектору и у транспорту је веома релевантна. Овдје припремни радови трају дуги низ година, али нове машине и каблови још увијек не раде. Зашто?

Много је разлога који одлажу датум масовне употребе суправодича у националној економији. На пример, није било лако развити теорију о суправодљивости, али није мање тешко да инжењери савладају ову теорију. Неочекивано тежак задатак била је изградња суправодљивих проводника, нема друге речи за процес стварања композиције с више елемената из различитих метала. Производња суправодљивих трака, гума и жица захтевала је развој посебне технологије, стварање специјалних машина, па чак и нове индустрије.

Велике потешкоће повезане су са криогеном опскрбом суправодобно проведених објеката, јер се суперпроводљивост јавља само на врло ниским температурама. Били су потребни хладњаче велике снаге.

Развој криогене технологије је незамислив без употребе дубоког вакуума, тако да морате научити како је примати и одржавати. И наравно, мерења: потребни су нам посебни сензори и уређаји, управљачке жице које пролазе кроз шупљине са различитим температурама.

Али када је могуће превазићи све те потешкоће, неће бити лако решити електрични проблем. До сада се у електротехници велике снаге обично користе струје од десетине до стотина ампера, а технички је и економски изведиво пренијети струје хиљадама пута већим путем супер-проводника. Али да ли су потребне такве вишенаменске инсталације?

Такве инсталације постоје, али их је мало. Није их лако створити, јер је тренутна носивост традиционалних проводника, бакра и алуминијума, ограничена. Сада, када је уз помоћ суправодича могуће неколико пута повећати густоћу струје и саме струје, било би реално разговарати о модернизацији свих електроенергетских објеката од електрана до потрошача. Али да ли је потребно такво прилагођавање? Ако не, зашто стварати надпроводне електричне компоненте?

Такве јединице треба да буду мултиамперске, што је неспорно. На крају крајева, суперпроводници су диван проводнички материјал. Али електрични склопови су дизајнирани за мале струје и врло велике напоне. Па, уградити мултиамперске предмете у ниско-амперске склопове? Нереалистично. А комплетно реструктурирање све опреме за електричну енергију је огроман задатак. Да ли ће суперпреводници заиста наћи своје место само у јединственим физичким инсталацијама?

Међутим, тешкоће проблема повезане са увођењем суправодича постепено се решавају. Када је започео применљиви рад са суперпреводницима, недостатак обученог особља, нових материјала, опреме и уређаја био је посебно акутан. Али ипак, један за другим, појавили су се мали модели. Постоји стална потражња за новим жицама, флуидизаторима, инструментима и сензорима. Физичари и математичари укључени су у решавање чисто практичних проблема: одређивање критичних поља и струја, процена губитака наизменичне струје, прорачун термостабилног понашања суперпреводника у течном хелијуму.

Данас су стотине истраживачких тимова ангажоване на проблемима техничке суправодљивости. Идентификовани су дугорочни планови истраживања, формулисани су ланци рада, спремни су спискови објеката који ће се спровести.

Генерално, може се сматрати да су радови на тражењу неопходни за стварање водећих узорака суправодича опреме извршени за око 30-50%. Међу створеним моделима су електромагнети за физичка истраживања и за турбогенератере, моторе, суперпреводни трансформатори и кабловски профили, лежајеви и уређаји.

„Следећих неколико година ће бити пресудно за транзицију суправодича из лабораторија у индустрију за велике примене“, каже два пута Ј. Бардин, добитник Нобелове награде.

Прочитајте о будућности суперпроводљивости у следећем чланку.

Микхаил Цхернов хттпс://ру.елецтрохомепро.цом

Наставак:

Будућност су суперпроводници

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Суперпроводљивост у електроенергетској индустрији. Део 2. Будућност припада суперпроводницима ...
  • Високотемпературна суперпроводност
  • Будућност енергије су суперпреводни генератори, трансформатори и ...
  • У блиској будућности сви каблови за напајање биће од суправодљивих материјала ...
  • Суперпреводни магнети

  •