Новости

С тех пор, как было открыто явление сверхпроводимости, прошло почти 100 лет, однако действительно широкого применения в технике оно до сих пор не нашло, пишет Deutsche Welle. Сверхпроводимостью называют способность некоторых веществ при охлаждении ниже определенной температуры, именуемой критической температурой перехода, практически полностью утрачивать электрическое сопротивление и проводить электрический ток без каких-либо потерь.
На протяжении долгих десятилетий науке были известны только сверхпроводники с крайне низкими критическими температурами перехода, лишь незначительно превышающими абсолютный нуль. Даже у технеция, имеющего самую высокую среди чистых металлов критическую температуру перехода, она составляет всего лишь 11,2 градуса Кельвина. А ведь получение и поддержание столь низких температур с использованием очень капризного в эксплуатации жидкого гелия - дело не только сложное, но и чрезвычайно дорогостоящее. Поэтому о практическом применении сверхпроводимости в технических устройствах долгое время не могло быть и речи.
Однако в 1986 году был открыт новый класс соединений, способных переходить в сверхпроводящее состояние при значительно более высоких температурах. Синтезированная исследователями керамика из атомов кислорода, меди, бария и лантана, в обычных условиях вообще не проводящая электрический ток, обретала сверхпроводимость при температуре  58 градусов Кельвина. Годом позже, заменив в составе этой же керамики лантан на иттрий, ученые получили и вовсе сенсационный результат - 92 градуса Кельвина. С тех пор получены и другие, еще более высокотемпературные сверхпроводники с критическими температурами перехода, намного превышающими температуру кипения жидкого азота. Именно это обстоятельство и делает их перспективными в плане практического применения, поскольку жидкий азот прост в обращении и несравненно дешевле, чем жидкий гелий.
И вот теперь в Саксонии, на электростанции Боксберг, начались первые полевые испытания так называемых токоограничивающих выключателей, основанных на явлении высокотемпературной сверхпроводимости. Электростанция Боксберг работает на буром угле. Масштабы предприятия впечатляют: в среднем, здесь сжигается 27 тысяч тонн угля в сутки - это содержимое 350 железнодорожных вагонов. А рядом с гигантскими энергоблоками за отдельной оградой установлен ничем вроде бы не примечательный серебристый контейнер весьма скромных размеров.
"В его передней стенке имеются три оконных проема, и сквозь них хорошо видны наши криостаты - три штуки, - поясняет Йоахим Бок (Joachim Bock), сотрудник концерна Nexans, производителя испытуемого оборудования. - Криостаты - это что-то вроде очень хороших термосов, и в них расположены наши сверхпроводящие элементы из металлооксидной керамики, охлаждаемые до температуры минус 200 градусов Цельсия".
Идея, положенная в основу таких токоограничивающих выключателей, очень проста: в случае короткого замыкания происходит резкий нагрев проводника, состояние сверхпроводимости мгновенно исчезает, сопротивление скачком возрастает в миллионы раз. Йоахим Бок описывает это так: "Только что электропроводность кабеля была лучше, чем у меди, а уже в следующее мгновение она такая же, как у кирпича".
Такой выключатель предохраняет от аварийного разрушения все последующие компоненты электростанции - от кабелей до распределительных устройств. По словам Томаса Крюгера (Thomas Kruger), сотрудника энергетического концерна Vattenfall, которому принадлежит электростанция Боксберг, это своего рода предохранитель, но только он не совсем прерывает подачу тока, а снижает ее до безопасного уровня.
"Тем самым мы можем проектировать распределительные устройства и прочее оборудование, рассчитанные на значительно меньшие токи короткого замыкания, - продолжает Крюгер, - а это позволит сэкономить немало средств". Токоограничивающие выключатели обретают особо важное значение для электростанций следующего поколения, в которых предусмотрено отделение углекислого газа и закачивание его под давлением под землю. "Расход энергии на собственные нужды электростанции вырастет, - поясняет Томас Крюгер, - а это потребует новых распределительных устройств, реализовать которые на основе традиционной технологии едва ли удастся".
По мнению Йоахима Бока, сверхпроводящие токоограничивающие выключатели найдут широкое применение не только на электростанциях, но и в электрических сетях: "Распределительные устройства в некоторых странах Европы, например, в Великобритании, работают практически на пределе своих возможностей. Это исключает оптимальное использование возобновляемых энергоресурсов. Так, подключение ветрогенераторов зачастую невозможно, потому что это чревато превышением мощности короткого замыкания нынешних сетей. Мы полагаем, что в среднесрочной перспективе наши изделия окажутся востребованными и в этой сфере".
Конечно, при условии, что испытания в Саксонии пройдут успешно. Они продлятся ровно год.

09:47, 9 Декабря 25 «ТЭК СПб» реконструирует магистральную теплотрассу в Московском районе Санкт-Петербурга дальше..		09:36, 9 Декабря 25 Будущий ветропарк «Мирный» оснастят первой в Казахстане системой накопления энергии мощностью 600 МВт·ч дальше..
09:28, 9 Декабря 25 На турецкой АЭС «Аккую» готово к эксплуатации комплектное распределительное устройство для первого энергоблока дальше..		09:26, 9 Декабря 25 «Транснефть – Дружба» модернизировала систему телемеханики на магистральных трубопроводах дальше..
09:21, 9 Декабря 25 При поддержке «Роснефти» в Москве состоялся финал гоночного киберчемпионата дальше..		09:19, 9 Декабря 25 «Россети Северный Кавказ» обнаружили в Кабардино-Балкарии майнинг-ферму в шумобоксах дальше..
09:15, 9 Декабря 25 Узел подпитки между контурами двух ТЭЦ Новосибирска сохранил тепло в 250 домах дальше..		09:00, 9 Декабря 25 На Пермской ГРЭС отремонтировано генерирующее оборудование дальше..
08:56, 9 Декабря 25 Богучанская ГЭС произвела 195 миллиардов киловатт-часов электроэнергии дальше..		08:52, 9 Декабря 25 Томские ученые выяснили, как улучшить свойства ферритовых материалов дальше..
07:48, 9 Декабря 25 Обнинская «Технология» стала победителем всероссийского конкурса «Наставничество» дальше..		07:23, 9 Декабря 25 «Россети Ленэнерго» заменили более 400 км СИП в сетях 10-0,4 кВ дальше..
03:56, 9 Декабря 25 «Оренбургнефть» - призер конкурса «Экологический марафон» Оренбургской области дальше..		03:19, 9 Декабря 25 Путин разрешил СП «Роснефти» и Shell распоряжаться долей в КТК дальше..
02:57, 9 Декабря 25 Французская TotalEnergies создает крупнейшую независимую нефтегазодобывающую компанию в Великобритании дальше..		02:52, 9 Декабря 25 Воронежские школьники провели «День с Нововоронежской АЭС» в рамках профориентационного проекта дальше..
02:49, 9 Декабря 25 Резидент ТОР на Камчатке построит автомобильную газовую заправку дальше..		02:44, 9 Декабря 25 На стройплощадке Ленинградской АЭС-2 установили ферму-консоль «ловушки расплава» дальше..
02:37, 9 Декабря 25 Энергопотребление в мире будет расти на 2-3% в год из-за развития искусственного интеллекта дальше..		02:00, 9 Декабря 25 Студенты — разработчики новых технологий для двигателестроения получили научные стипендии ОДК дальше..
01:58, 9 Декабря 25 В Ленинградской области в рамках догазификации подключено 30 тысяч домовладений дальше..		01:43, 9 Декабря 25 Угличская ГЭС выработала более 20 млрд кВт/ч за 85 лет эксплуатации дальше..
01:41, 9 Декабря 25 РусГидро выплатило 754 млн рублей купонного дохода по биржевым облигациям дальше..		01:27, 9 Декабря 25 В Томске газифицированы поселки Штамово и Спутник дальше..
01:16, 9 Декабря 25 «Атомэнергопром» признан победителем премии Cbonds Awards – 2025 дальше..