categorieën: Interessante feiten, Interessant elektrisch nieuws
Aantal keer bekeken: 57998
Reacties op het artikel: 1
De toekomst van energie - supergeleidende stroomgeneratoren, transformatoren en stroomleidingen
Een van de hoofdrichtingen van de ontwikkeling van de wetenschap schetst theoretische en experimentele studies op het gebied van supergeleidende materialen, en een van de hoofdrichtingen van de ontwikkeling van technologie is de ontwikkeling van supergeleidende turbogeneratoren.
Supergeleidende elektrische apparatuur zal de elektrische en magnetische belastingen in de elementen van apparaten dramatisch verhogen en daarmee de grootte ervan aanzienlijk verminderen. In een supergeleidende draad is een stroomdichtheid van 10 ... 50 keer de stroomdichtheid in conventionele elektrische apparatuur toegestaan. Magnetische velden kunnen op waarden van de orde van 10 T worden gebracht, vergeleken met 0,8 ... 1 T in conventionele machines. Aangezien de afmetingen van elektrische apparaten omgekeerd evenredig zijn met het product van de toelaatbare stroomdichtheid en magnetische inductie, is het duidelijk dat het gebruik van supergeleiders de grootte en het gewicht van elektrische apparatuur vele malen zal verminderen!
Volgens een van de ontwerpers van het koelsysteem van nieuwe typen cryogene turbogenerators van de Sovjetwetenschapper I.F. Filippov, er is reden om de taak van het maken van economische cryoturbogenerators met opgeloste supergeleiders te overwegen. Voorlopige berekeningen en studies geven hoop dat niet alleen de grootte en het gewicht, maar ook de efficiëntie van nieuwe machines hoger zal zijn dan die van de meest geavanceerde generatoren van traditioneel ontwerp.
Deze mening wordt gedeeld door de hoofden van de werkzaamheden voor het creëren van een nieuwe supergeleidende turbogenerator van de KTG-1000-serie, Academicus I.A. Glebov, doctor in de technische wetenschappen V.G. Novitsky en V.N. Shakhtarin. De KTG-1000-generator werd getest in de zomer van 1975, gevolgd door de KT-2-2-cryogene turbogenerator, gecreëerd door de vereniging Electrosila in samenwerking met wetenschappers van het Physics and Technology Institute of Low Temperatures, Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. De testresultaten maakten de constructie mogelijk van een supergeleidende eenheid met een aanzienlijk groter vermogen.
Hier zijn enkele gegevens van een 1200 kW supergeleidende turbogenerator ontwikkeld bij VNIIelektromash. De supergeleidende veldwikkeling is gemaakt van een draad met een diameter van 0,7 mm met 37 supergeleidende aders van niobium-titanium in een koperen matrix. Centrifugale en elektrodynamische krachten in de wikkeling worden waargenomen door een roestvrijstalen verband. Tussen de buitenste dikwandige roestvrijstalen schaal en het verband bevindt zich een koper-elektrothermisch scherm, gekoeld door de stroom van koud gasvormig helium dat door het kanaal stroomt (het keert vervolgens terug naar de fluïdisator).
De lagers werken op kamertemperatuur. De statorwikkeling is gemaakt van koperen geleiders (koeler - water) en is omgeven door een ferromagnetisch schild van geladen staal. De rotor roteert in een vacuümruimte in de schaal van isolatiemateriaal. Het vacuüm in de schaal wordt gegarandeerd door pakkingen.
De experimentele KTG-1000-generator was ooit de grootste cryoturbogenerator ter wereld in grootte. Het doel van de oprichting ervan is het testen van het ontwerp van grote roterende cryostaten, heliumtoevoerapparaten naar de supergeleidende rotorwikkeling, het thermische circuit bestuderen, de werking van de supergeleidende rotorwikkeling en het afkoelen.
En de vooruitzichten zijn gewoon fascinerend. Een machine met een capaciteit van 1300 MW heeft een lengte van ongeveer 10 m met een massa van 280 ton, terwijl een machine met dezelfde prestaties met een vergelijkbare capaciteit een lengte van 20 m heeft met een massa van 700 ton! Ten slotte is het moeilijk om een gewone machine te maken met een capaciteit van meer dan 2000 MW, en met supergeleiders kunt u eigenlijk een eenheidsvermogen van 20.000 MW bereiken!
De materiaalwinst is dus goed voor ongeveer driekwart van de kosten. Productieprocessen worden vergemakkelijkt. Het is eenvoudiger en goedkoper voor elke machinebouw om meerdere grote elektrische machines te maken dan een groot aantal kleine: minder werknemers nodig, het machinepark en andere apparatuur zijn niet zo gestrest.
Om een krachtige turbogenerator te installeren, is een relatief klein deel van de energiecentrale nodig. Dit betekent dat de kosten voor het bouwen van een machinekamer worden verlaagd, het station sneller in gebruik kan worden genomen. En tot slot, hoe groter de elektrische machine, hoe hoger de efficiëntie.
Al deze voordelen sluiten echter geen technische moeilijkheden uit die zich voordoen bij het creëren van grote energie-eenheden. En het belangrijkste is dat hun macht alleen tot bepaalde grenzen kan worden vergroot. Berekeningen laten zien dat het niet mogelijk zal zijn om de bovengrens te overschrijden die wordt beperkt door het vermogen van een turbogenerator van 2500 MW, waarvan de rotor roteert met een snelheid van 3000 rpm, omdat deze limiet in de eerste plaats wordt bepaald door sterkte-eigenschappen: spanningen in de mechanische structuur van een machine met een hoger vermogen nemen zoveel toe dat centrifugale krachten onvermijdelijk rotoruitval veroorzaken.
Tijdens het transport ontstaan veel zorgen. Om dezelfde turbogenerator met een vermogen van 1200 MW te transporteren, was het noodzakelijk om een gelede transportband te bouwen met een draagvermogen van 500 ton, een lengte van bijna 64 m. Elk van zijn twee draaistellen rustte op 16 wagenassen.
Veel obstakels zelf vallen weg als je het effect van supergeleiding gebruikt en supergeleidende materialen toepast. Dan kunnen de verliezen in de rotorwikkeling praktisch tot nul worden gereduceerd, omdat de gelijkstroom er geen weerstand in zal hebben. En zo ja, neemt de efficiëntie van de machine toe. Een grote stroom die door de supergeleidende veldwikkeling loopt, creëert een zo sterk magnetisch veld dat het niet langer nodig is om een stalen magnetisch circuit te gebruiken, traditioneel voor elke elektrische machine. De verwijdering van staal zal de massa van de rotor en zijn traagheid verminderen.
Het creëren van cryogene elektrische machines is geen bevlieging, maar een noodzaak, een natuurlijk gevolg van wetenschappelijke en technologische vooruitgang. En er is alle reden om te beweren dat tegen het einde van de eeuw supergeleidende turbogenerators met een capaciteit van meer dan 1000 MW in krachtsystemen zullen werken.
De eerste elektrische machine in de Sovjet-Unie met supergeleiders werd in 1962 ontworpen door het Institute of Electromechanics in Leningrad ... 1963. Het was een gelijkstroommachine met een conventioneel ("warm") anker en een supergeleidende veldwikkeling. Het vermogen was slechts een paar watt.
Sindsdien is het personeel van het instituut (nu VNIIelektromash) bezig met het creëren van supergeleidende turbogeneratoren voor de energiesector. In de afgelopen jaren was het mogelijk om pilootstructuren te bouwen met een capaciteit van 0,018 en 1 MW en vervolgens 20 MW ...
Wat zijn de kenmerken van dit geesteskind van VNIIelektromash?
De supergeleidende veldspoel bevindt zich in een heliumbad. Vloeibaar helium komt de roterende rotor binnen via een pijp in het midden van de holle as. Verdampte gassen worden teruggeleid naar de condensatie-eenheid door de opening tussen deze pijp en de binnenwand van de schacht.
In het ontwerp van de pijpleiding voor helium, net als in de rotor zelf, zijn er vacuümholten die een goede thermische isolatie creëren. Koppel van de aandrijfmotor wordt geleverd aan het veld dat door de "koudebruggen" loopt - een structuur die mechanisch sterk genoeg is maar geen warmte goed overbrengt.
Als een resultaat is het rotorontwerp een roterende cryostaat met een supergeleidende veldspoel.
De stator van de supergeleidende turbogenerator heeft, net als in de traditionele uitvoering, een driefasige wikkeling waarin een elektromotorische kracht wordt geëxciteerd door het magnetische rotorveld.Studies hebben aangetoond dat het onpraktisch is om een supergeleidende wikkeling in een stator te gebruiken, omdat aanzienlijke verliezen optreden op wisselstroom in supergeleiders. Maar het ontwerp van een stator met een "normale" wikkeling heeft zijn eigen kenmerken.
De wikkeling bleek in principe mogelijk te worden geplaatst in de luchtspleet tussen de stator en de rotor en op een nieuwe manier te worden gemonteerd, met behulp van epoxyharsen en structurele elementen van glasvezel. Een dergelijk circuit maakte het mogelijk om meer koperen geleiders in de stator te plaatsen.
Het stator-koelsysteem is ook origineel: de warmte wordt verwijderd door freon, die tegelijkertijd de functie van isolator vervult. In de toekomst kan deze warmte voor praktische doeleinden worden gebruikt met behulp van een warmtepomp.
Een koperdraad met een rechthoekige doorsnede van 2,5 x 3,5 mm werd gebruikt in een turbogeneratormotor met een capaciteit van 20 MW. 3600 aderen gemaakt van niobium-titanium worden erin gedrukt. Een dergelijke draad kan stroom tot 2200 A overbrengen.
Tests van de nieuwe generator bevestigden de berekende gegevens. Het bleek twee keer zo licht te zijn als traditionele machines met hetzelfde vermogen, en de efficiëntie is 1% hoger. Nu werkt deze generator in het Lenenergo-systeem als een synchrone compensator en genereert reactief vermogen.
Maar het belangrijkste resultaat van het werk is de enorme ervaring die is opgedaan bij het creëren van een turbogenerator. Op basis hiervan is de Leningrad Electric Machinebouwvereniging Elektrosila begonnen met het creëren van een turbogenerator met een capaciteit van 300 MW, die zal worden geïnstalleerd in een van de energiecentrales in aanbouw in ons land.
De supergeleidende rotorveldwikkeling is gemaakt van niobium-titaandraad. Het apparaat is ongebruikelijk - de dunste niobium-titanium geleiders worden in een koperen matrix geperst. Dit wordt gedaan om de overgang van de wikkeling van de supergeleidende toestand naar normaal te voorkomen als gevolg van de invloed van fluctuaties in de magnetische flux of andere redenen. Als dit gebeurt, zal de stroom door de koperen matrix stromen, zal de warmte verdwijnen en zal de supergeleidende toestand worden hersteld.
De productietechnologie van de rotor zelf vereiste de introductie van fundamenteel nieuwe technische oplossingen. Als de rotor van een conventionele machine is gemaakt van een massief smeedstuk van magnetisch geleidend staal, moet deze in dit geval bestaan uit meerdere cilinders die in elkaar zijn geplaatst van niet-magnetisch staal. Tussen de wanden van sommige cilinders bevindt zich vloeibaar helium, tussen de wanden van anderen ontstaat een vacuüm. De cilinderwanden moeten natuurlijk een hoge mechanische sterkte hebben, vacuümdicht zijn.
De massa van de nieuwe turbogenerator, evenals de massa van zijn voorganger, is bijna 2 keer minder dan de massa van het gebruikelijke dezelfde vermogen, en de efficiëntie wordt verhoogd met nog eens 0,5 ... 0,7%. De turbogenerator leeft al ongeveer 30 jaar en was meestal in bedrijf, dus het is duidelijk dat zo'n schijnbaar kleine toename van de efficiëntie een zeer substantiële winst zal zijn.
Krachtingenieurs hebben niet alleen koude generatoren nodig. Enkele tientallen supergeleidende transformatoren zijn al vervaardigd en getest (de eerste daarvan werd gebouwd door de Amerikaanse McPhee in 1961; de transformator werkte op een niveau van 15 kW). Er zijn projecten van supergeleidende transformatoren voor vermogen tot 1 miljoen kW. Bij voldoende grote vermogens zullen supergeleidende transformatoren 40 ... 50% lichter zijn dan normaal met ongeveer dezelfde vermogensverliezen als conventionele transformatoren (in deze berekeningen werd ook rekening gehouden met het vermogen van de fluïdisator).
Supergeleidende transformatoren hebben echter aanzienlijke nadelen. Ze worden geassocieerd met de noodzaak om de transformator te beschermen tegen het verlaten van de supergeleidende toestand tijdens overbelasting, kortsluiting, oververhitting, wanneer het magnetische veld, de stroom of de temperatuur kritische waarden kunnen bereiken.
Als de transformator niet instort, duurt het enkele uren om hem weer af te koelen en de supergeleiding te herstellen. In sommige gevallen is een dergelijke onderbreking van de stroomvoorziening onaanvaardbaar.Daarom is het, voordat we het hebben over de massaproductie van supergeleidende transformatoren, noodzakelijk om beschermende maatregelen te ontwikkelen tegen noodsituaties en de mogelijkheid om consumenten te voorzien van elektriciteit tijdens downtime van de supergeleidende transformator. De successen die op dit gebied zijn behaald, laten ons denken dat het probleem van de bescherming van supergeleidende transformatoren in de nabije toekomst zal worden opgelost en hun plaats in energiecentrales zal innemen.
De laatste jaren is de droom van supergeleidende hoogspanningsleidingen steeds dichter bij de realisatie gekomen. De steeds toenemende vraag naar elektriciteit maakt de overdracht van hoog vermogen over lange afstanden zeer aantrekkelijk. Sovjetwetenschappers hebben overtuigend de belofte van supergeleidende transmissielijnen aangetoond. De kosten van de lijnen zullen vergelijkbaar zijn met de kosten van conventionele bovengrondse transmissielijnen (de kosten van een supergeleider, gezien de hoge waarde van de kritische stroomdichtheid in vergelijking met de economisch haalbare stroomdichtheid in koperen of aluminiumdraden, zijn laag) en lager dan de kosten van kabellijnen.
Het wordt verondersteld supergeleidende stroomkabels als volgt uit te voeren: een pijpleiding met vloeibare stikstof wordt in de grond gelegd tussen de eindpunten van de transmissie. Binnen deze pijpleiding bevindt zich een pijpleiding met vloeibaar helium. Helium en stikstof stromen door pijpleidingen door het creëren van een drukverschil tussen de begin- en eindpunten. Zo zullen liquefactie en pompstations zich alleen aan de uiteinden van de lijn bevinden.
Vloeibare stikstof kan tegelijkertijd als een diëlektricum worden gebruikt. De heliumpijpleiding wordt in de stikstof ondersteund door diëlektrische rekken (in de meeste isolatoren worden de diëlektrische eigenschappen verbeterd bij lage temperaturen). De heliumpijpleiding heeft vacuümisolatie. Het binnenoppervlak van de vloeibare heliumpijpleiding is bedekt met een laag van een supergeleider.
Verliezen in een dergelijke lijn, rekening houdend met de onvermijdelijke verliezen aan de uiteinden van de lijn, waar de supergeleider moet interfacen met de banden bij normale temperatuur, zullen een paar fracties van een percentage niet overschrijden en in gewone stroomleidingen zijn de verliezen 5 ... 10 keer meer!
Door de krachten van wetenschappers van G.M. Energy Institute Krzhizhanovsky en All-Union Scientific Research Institute of Cable Industry hebben al een reeks experimentele stukken supergeleidende AC- en DC-kabels gemaakt. Zulke lijnen zullen vermogen kunnen overbrengen naar vele duizenden megawatt met een efficiëntie van meer dan 99%, tegen gematigde kosten en een relatief lage (110 ... 220 kV) spanning. Misschien nog belangrijker is dat supergeleidende stroomleidingen geen dure reactieve stroomcompensatie-apparaten nodig hebben. Conventionele lijnen vereisen de installatie van stroomreactoren, krachtige condensatoren om buitensporige spanningsverliezen langs het pad te compenseren, en lijnen op supergeleiders kunnen zichzelf compenseren!
Supergeleiders bleken onmisbaar in elektrische machines, waarvan het werkingsprincipe uiterst eenvoudig is, maar die nooit eerder zijn gebouwd, omdat hun werk zeer sterke magneten vereist. We hebben het over magnetohydrodynamische (MHD) machines, die Faraday al in 1831 probeerde te implementeren.
Het idee van ervaring is eenvoudig. Twee metalen platen werden ondergedompeld in het Thames-water aan de tegenoverliggende oevers. Als de snelheid van de rivier 0,2 m / s is, kan de waterstralen worden vergeleken met geleiders die van west naar oost bewegen in het magnetische veld van de aarde (de verticale component is ongeveer 5-10-10 T), een spanning van ongeveer 10 μV / m kan worden verwijderd van de elektroden .
Helaas eindigde dit experiment in een mislukking; de "generator-rivier" werkte niet. Faraday kon de stroom in het circuit niet meten. Maar een paar jaar later herhaalde Lord Kelvin de ervaring van Faraday en ontving een kleine stroom. Het lijkt erop dat alles bleef zoals in Faraday: dezelfde platen, dezelfde rivier, dezelfde instrumenten. Is dat de plaats niet helemaal dat is.Kelvin bouwde zijn generator langs de Theems, waar zijn wateren zich vermengen met het zoute water van de Straat.
Daar is ze! Het water stroomafwaarts was meer zout en had daarom meer geleidbaarheid! Dit werd onmiddellijk opgenomen door de instrumenten. Het verhogen van de geleidbaarheid van de "werkvloeistof" is de algemene manier om het vermogen van MHD-generatoren te vergroten. Maar u kunt het vermogen op een andere manier vergroten - door het magnetische veld te vergroten. De kracht van de MHD-generator is recht evenredig met het kwadraat van de magnetische veldsterkte.
Dromen van MHD-generatoren kregen rond het midden van onze eeuw een echte basis, met de komst van de eerste partijen supergeleidende industriële materialen (niobium-titanium, niobium-zirconium), van waaruit het mogelijk was om de eerste, nog kleine, maar werkende modellen van generatoren, motoren, geleiders, elektromagneten te maken . En in 1962 stelden de Britse Wilson en Robert op een symposium in Newcastle een project voor voor een 20 MW MHD-generator met een veld van 4 T. Als de wikkeling uit koperdraad bestaat, kost dit 0,6 mm / dollar. Joule verliezen erin "opeten" полез nuttig vermogen (15 MW!). Maar op supergeleiders zal de wikkeling de werkkamer compact omringen, er zullen geen verliezen optreden en koeling kost slechts 100 kW vermogen. De efficiëntie zal toenemen van 25 tot 99,5%! Er is iets om over na te denken.
MHD-generatoren werden in veel landen serieus genomen, omdat het in dergelijke machines mogelijk is om 8 ... 10 keer heter te gebruiken dan stoom in turbines van thermische centrales, en volgens de bekende Carnot-formule zal de efficiëntie niet 40 zijn, maar alle 60 %. Daarom zal in de buurt van Ryazan de eerste industriële MHD-generator voor 500 MW gaan werken.
Natuurlijk is het niet eenvoudig om zo'n station economisch te maken en te gebruiken: het is niet gemakkelijk om in de buurt van een plasmastroom (2500 K) en een cryostaat te plaatsen met wikkeling in vloeibaar helium (4 ... 5 K), hete elektroden branden en slakken, die additieven die alleen uit slakken moeten worden uitgeloogd die werden toegevoegd aan de plasma-ionisatiebrandstof, maar de verwachte voordelen zouden alle arbeidskosten moeten dekken.
Men kan zich voorstellen hoe een supergeleidend magnetisch systeem van een MHD-generator eruit ziet. Twee supergeleidende wikkelingen bevinden zich aan de zijkanten van het plasmakanaal, gescheiden van de wikkelingen door meerlaagse thermische isolatie. De wikkelingen zijn bevestigd in titanium cassettes en er zijn titanium spacers tussen geplaatst. Overigens moeten deze cassettes en afstandhouders extreem duurzaam zijn, omdat de elektrodynamische krachten in de huidige wikkelingen de neiging hebben ze uit elkaar te scheuren en samen te trekken.
Aangezien er geen warmte wordt gegenereerd in de supergeleidende wikkeling, moet de koelkast, die nodig is voor het supergeleidende magnetische systeem, alleen de warmte verwijderen die de cryostaat met vloeibaar helium binnenkomt via thermische isolatie en stroomleidingen. Verliezen in stroomleidingen kunnen tot praktisch nul worden gereduceerd als kortgesloten supergeleidende spoelen worden aangedreven die worden aangedreven door een supergeleidende DC-transformator.
Een heliumliquefiater, dat het verlies aan helium compenseert dat door isolatie verdampt, levert naar schatting enkele tientallen liters vloeibaar helium op in 1 uur, dergelijke liquefiers worden geproduceerd door de industrie.
Zonder supergeleidende wikkelingen zouden grote tokamaks onrealistisch zijn. In de Tokamak-7-installatie stroomt bijvoorbeeld een wikkeling van 12 ton rond een stroom van 4,5 kA en creëert een magnetisch veld van 2,4 T op de as van een plasmatorus met een volume van 6 m3. Dit veld wordt gecreëerd door 48 supergeleidende spoelen, die slechts 150 liter vloeibaar helium per uur verbruiken, waarvan het opnieuw vloeibaar maken een vermogen van 300 ... 400 kW vereist.
Grote energie heeft niet alleen economische compacte krachtige elektromagneten nodig, het is moeilijk zonder wetenschappers voor wetenschappers die werken met recordbrekende sterke velden. Installaties voor magnetische isotoopscheiding worden een productievolgorde van grootte. Projecten van grote versnellers zonder supergeleidende elektromagneten worden niet langer in overweging genomen.Het is volkomen onrealistisch om te doen zonder supergeleiders in bellenkamers, die uiterst betrouwbare en gevoelige registrars van elementaire deeltjes worden. Dus een van de recordbrekende grote magnetische systemen op basis van supergeleiders (Argonne National Laboratory, VS) creëert een 1,8 T veld met een opgeslagen energie van 80 MJ. Een gigantische wikkeling van 45 ton (waarvan 400 kg naar een supergeleider ging) met een binnendiameter van 4,8 m, een buitendiameter van 5,3 m en een hoogte van 3 m vereist slechts 500 kW voor koeling tot 4,2 K - verwaarloosbaar vermogen.
De supergeleidende magneet van de bellenkamer van het Europees Centrum voor nucleair onderzoek in Genève lijkt nog indrukwekkender. Het heeft de volgende kenmerken: magnetisch veld in het midden tot 3 T, interne diameter van de "spoel" 4,7 m, opgeslagen energie 800 MJ.
Eind 1977 werd een van de grootste hypergeleidende magneten ter wereld, Hyperon, in dienst genomen bij het Institute of Theoretical and Experimental Physics (ITEP). Het werkgebied heeft een diameter van 1 m, het veld in het midden van het systeem is 5 T (!). Een unieke magneet is ontworpen voor experimenten bij het IHEP-protonsynchrotron in Serpukhov.
Na deze indrukwekkende cijfers te hebben begrepen, is het op de een of andere manier al lastig om te zeggen dat de technische ontwikkeling van supergeleiding net begint. Als voorbeeld kunnen we de kritische parameters van supergeleiders herinneren. Als de temperatuur, druk, stroom, magnetisch veld bepaalde grenswaarden overschrijden, kritisch genoemd, verliest de supergeleider zijn ongebruikelijke eigenschappen en verandert hij in gewoon materiaal.
De aanwezigheid van een faseovergang is vrij natuurlijk om te gebruiken om externe omstandigheden te regelen. Als er supergeleiding is, is het veld minder dan kritisch, als de sensor de weerstand heeft hersteld, is het veld boven kritisch. Een reeks van een grote verscheidenheid aan supergeleidende meters is al ontwikkeld: een bolometer op een satelliet kan een verlichte wedstrijd op aarde “voelen”, galvanometers worden duizenden keren gevoeliger; in ultrahoge Q-resonatoren lijken de oscillaties van het elektromagnetische veld behouden te blijven, omdat ze niet extreem lang vervallen.
Nu is het tijd om het hele elektrische gedeelte van de energie-industrie te bekijken om te begrijpen hoe de verstrooiing van supergeleidende apparaten een totaal economisch effect kan hebben. Supergeleiders kunnen het vermogen van eenheden verhogen, hoogspanningsvermogen kan geleidelijk in meerdere ampères veranderen, in plaats van vier of zes keer de spanningsconversie tussen de energiecentrale en de consument, het is echt om te praten over een of twee transformaties met een overeenkomstige vereenvoudiging en goedkoper circuit, de algehele efficiëntie van elektrische netwerken zal onvermijdelijk toenemen als gevolg van joule-verliezen. Maar dat is niet alles.
Elektrische systemen zullen onvermijdelijk een ander uiterlijk krijgen wanneer er supergeleidende inductieve energieopslagapparaten (SPIN's) worden gebruikt! Het feit is dat van alle industrieën, alleen in de energiesector, geen magazijnen zijn: de opgewekte warmte en elektriciteit kunnen nergens worden opgeslagen, ze moeten onmiddellijk worden verbruikt. Bepaalde verwachtingen zijn geassocieerd met supergeleiders. Vanwege het gebrek aan elektrische weerstand daarin, kan de stroom gedurende een willekeurig lange tijd zonder verzwakking door een gesloten supergeleidingscircuit circuleren totdat de tijd komt voor de keuze door de consument. SPINS zullen natuurlijke elementen van het elektrische netwerk worden, het blijft alleen om ze uit te rusten met regelaars, schakelaars of omzetters van stroom of frequentie in combinatie met bronnen en verbruikers van elektriciteit.
De energie-intensiteit van SPIN's kan heel verschillend zijn - van 10–5 (de energie van een uit handen gevallen portefeuille) tot 1 kWh (een blok van 10 ton dat 40 meter van een klif viel) of 10 miljoen kWh! Zo'n krachtige schijf moet de grootte hebben van een loopband rond een voetbalveld, de prijs is 500 miljoen dollar en de efficiëntie - 95%.Een gelijkwaardige accumulerende energiecentrale zal 20% goedkoper zijn, maar het zal een derde van de capaciteit aan zijn behoeften besteden! De lay-out van de kosten van een dergelijke SPIN is leerzaam in termen van zijn componenten: voor koelkasten 2 ... 4%, voor stroomomzetters 10%, voor supergeleidende wikkeling 15 ... 20%, voor thermische isolatie van de koude zone 25%, en voor verbanden, bevestigingsmiddelen en afstandhouders - bijna 50 %.
Sinds het rapport van G.M. Krzhizhanovsky volgens het GOELRO-plan op het VIII-Russische Sovjetcongres is meer dan een halve eeuw verstreken. De implementatie van dit plan maakte het mogelijk om de capaciteit van de energiecentrales van het land te verhogen van 1 tot 200 ... 300 miljoen kW. Nu is er een fundamentele kans om de energiesystemen van het land enkele tientallen keren te versterken, over te dragen naar supergeleidende elektrische apparatuur en de principes van het bouwen van dergelijke systemen te vereenvoudigen.
De basis van energie aan het begin van de 21ste eeuw kunnen nucleaire en thermonucleaire stations zijn met extreem krachtige elektrische generatoren. Elektrische velden die worden gegenereerd door supergeleidende elektromagneten, krachtige rivieren kunnen door supergeleidende hoogspanningsleidingen stromen naar supergeleidende energieopslag, van waaruit ze indien nodig door consumenten worden geselecteerd. Energiecentrales zullen in staat zijn om gelijkmatig stroom op te wekken, dag en nacht, en hun vrijgave van geplande regimes zou de efficiëntie en levensduur van de belangrijkste eenheden moeten verhogen.
Aan grondcentrales kunnen ruimte-zonnestations worden toegevoegd. Zwevend over vaste punten van de planeet, zullen ze de zonnestralen moeten omzetten in kortegolf elektromagnetische straling om gerichte energiestromen naar grondconverters in industriële stromen te sturen. Alle elektrische apparatuur van de ruimte-ruimte elektrische systemen moet supergeleidend zijn, anders zullen de verliezen in de geleiders van de uiteindelijke elektrische geleidbaarheid onaanvaardbaar groot blijken te zijn.
Vladimir KARTSEV "Magneet voor drie millennia"
Zie ook op electro-nl.tomathouse.com
: