Сверхпроводящая станция впервые свяжет три электросети США

Новая станция решит многие проблемы энергосети страны, и особенно ценной окажется в свете расширения производства альтернативной энергии, пишет membrana.ru.
До сих пор примеров практического применения индустриальных сверхпроводящих кабелей было раз-два и обчёлся, да и то счёт шёл на сотни метров. Запуск нового комплекса ознаменует собой переход сверхпроводников из области сравнительно небольшой техники (медицинские томографы, научное оборудование) в гигантскую индустрию распределения энергии. Станция "Tres Amigas" должна стать первым узлом, способным перекидывать большие мощности в любом направлении сразу между тремя сетями, каждая из которых работает самостоятельно и потому не совпадает по фазе тока с соседями. Для переброски нагрузки между ними в настоящее время имеется несколько ограниченных по пропускной способности узлов, переводящих переменный ток в постоянный и обратно. Но они могут передавать менее процента всей генерируемой мощности, а, к примеру, прямой связи между техасской и западной сетью — и вовсе нет.
Такое положение дел не устраивает энергетиков. И не только потому, что оно ограничивает гибкость общей энергетической системы государства. Невозможность переброски тока в достаточном количестве сдерживает, как ни странно, развитие альтернативной энергетики — солнечных и ветровых станций.
Дело в том, что выработка на них отличается непостоянством и компенсировать его негативный эффект можно только двумя путями — создавая колоссальные аккумулирующие мощности (а это дорого), либо соединяя такие станции с как можно большим числом потребителей, то есть передавая пик генерирующей мощности в те районы, где имеется пик потребления.
Так как техасская сеть слишком мала, это сдерживает строительство там альтернативных электростанций. С другой стороны, имеющиеся большие ветровые фермы Среднего Запада нуждаются в большем числе потребителей (в том числе — на юге), дабы сглаживать свою неравномерность в производстве электричества. Равно как пасмурная погода над солнечными станциями в одном штате может быть легко компенсирована ярким солнцем над другим регионом — была бы только связь между ними.
Весь этот узел проблем, по оценке исследовательского института электроэнергетики (Electric Power Research Institute), участвовавшего в идеологическом обосновании проекта, может разрубить одно суперсоединение, возведённое в точке, где все три сети близко подходят друг к другу. Это место уже выбрано — оно расположено близ города Кловис (Clovis) в Нью-Мексико.
Самое примечательное в проекте — в новой станции будут использованы сверхпроводящие линии электропередачи постоянного тока. Они расположатся под землёй в форме многокилометрового треугольника.
После строительства первой очереди Tres Amigas, по нему в любом направлении может быть переброшено до 5 гигаватт мощности. А в конечном варианте максимальный поток по каждой из сторон этого треугольника достигнет 30 гигаватт. При этом сама узловая станция будет ещё располагать и аккумулирующими мощностями в размере 150 мегаватт, помогающих сглаживать нагрузку.
Проект сулит целый ряд выгод. Во-первых, потери в многокилометровых линиях "треугольника" окажутся заметно более скромными, чем в случае, если бы в нём применялись традиционные ЛЭП. Собственно КПД передачи тока по сверхпроводящему кабелю равен 100%, но некоторая мощность требуется на работу системы охлаждения его до температуры жидкого азота.
Во-вторых, сверхпроводящие кабели (каждый из которых по несущей способности идентичен набору из 10 медных кабелей сопоставимого размера) будут незаметно проложены под землёй с минимальным вмешательством в окружающую среду. В противовес этому традиционные воздушные ЛЭП потребовали бы широких полос отчуждения. Да и договориться с владельцами земли было бы сложнее. А так уже имеется договорённость об аренде участка.
В-третьих, дальнейшее масштабирование комплекса традиционным способом потребовало бы возведение новых тяжеленных ЛЭП, отстоящих на энное расстояние от линий первой очереди, что создало бы лишние проблемы с землёй опять-таки, а ещё потребовало бы возведения дополнительных трансформаторных подстанций.
В случае со сверхпроводниками ничего этого не нужно. Дополнительные кабели просто укладываются бок о бок с предыдущими.
Один единственный сверхпроводящий кабель на 5 гигаватт может быть уложен под землю с минимальной "зоной безопасности", в то время как обычная ЛЭП на ту же передаваемую мощность займёт полосу, шириной под 200 метров и в высоту будет насчитывать метров 40.
Если федеральные власти замысел утвердят, первая очередь узловой суперстанции вступит в строй в 2014 году. Успех же Tres Amigas будет иметь важное значение и для распространения сверхпроводящих ЛЭП в индустрии, пока ещё осторожно относящейся к новации.
Дело в том, что, по оценке Electric Power Research Institute, как раз при передаче по таким сетям больших мощностей (от пяти гигаватт и выше) на большие расстояния (тысяча миль), сверхпроводящие ЛЭП сравниваются в цене постройки с обычными, так как доля затрат на криогенное оборудование оказывается уже небольшой. К тому же только при промышленных масштабах в полной мере проявляет себя выгода от обнуления потерь в проводах.
Ну и большую роль Tres Amigas должна сыграть в формировании национального рынка возобновляемых источников энергии, так как она сделает возможным покупку и продажу любым клиентом "зелёного" электричества, произведённого в границах любой из трёх национальных энергосетей.
Правда, как сообщает Popular Mechanics, проект Tres Amigas может быть отклонен Техасом, который в силу ряда экономических и исторических причин считает свою "электрическую" независимость от остальных штатов конкурентным преимуществом и благом, а не слабостью. Сеть Electric Reliability Council of Texas, поставляющая потребителям 85% от всего электричества в штате, не горит желанием немедля влиться в общенациональную сеть. А некоторые местные производители альтернативной энергии высказывают экономические доводы за независимость техасской сети: подключение новых станций к любой из "больших сетей" требует согласования проекта со слишком большим числом инстанций, а в Техасе всё проходит в одном месте и быстро.
В конечном счёте — это оказывается просто дешевле. Не зря именно в этом штате ряд крупных компаний развивает сейчас собственные энергетические проекты.
Сторонники "великого объединения" указывают, что станция будет иметь ценность, даже если соединит только запад и восток. К тому же, после её постройки у Техаса возникнет соблазн передумать и всё же подключиться к данному узлу. К тому Electric Reliability Council of Texas могут подтолкнуть некоторые местные производители энергии, исчерпавшие локальный рынок и мечтающие выйти за пределы штата.