Современная электроэнергетика нуждается в сверхпроводящих кабелях нового поколения, поэтому исследователи разных стран активно работают над созданием процессов массового выпуска эффективных моделей. Сверхпроводники передают электроток при низких температурах практически без потерь. Эта особенность СП-кабелей делает их привлекательными для целого ряда энергоэффективных технологий.
Свой вклад в развитие сверхпроводниковых технологий внесли ученые Немецкого технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology – KIT). Они разработали СП-кабель, где в качестве хладагента используется азот. Такой сверхпроводящий кабель прост в изготовлении, но при этом выполняет свою основную функцию – обеспечивает передачу больших объемов электроэнергии почти без потерь.
Новинка уже готова к эксплуатации при температуре -196 °С. Разработка немецких ученых может быть использована в широком диапазоне областей применения. ВТСП-кабель выполнен на базе высокотемпературного сверхпроводника Cross Conductor (HTS CroCo), изготовленного из специального материала, который сделан в институте Карлсруэ.
Новый сверхпроводник представляет собой тонкие ленты из редкоземельного оксида бария (Rebco). Сверхпроводящие свойства этого вещества были открыты еще в 1987 году. Особенность сверхпроводника состоит в том, что его можно выпускать исключительно в виде длинных тонких полос.
В ходе исследования немецким ученым удалось разработать метод, при котором несколько лент сверхпроводника Rebco располагаются в кросс-линковом (перекрестном) порядке. Это позволило создать кабель, рассчитанный для токов с очень высокими значениями.
Хорошая пропускная способность ВТСП, выполненного на базе редкоземельного оксида бария, обеспечивает снижение массы и объема кабеля по сравнению с кабелями, токопроводящие жилы которых изготовлены из меди или сплавов алюминия.
Процесс изготовления кабеля состоит из нескольких этапов. На демонстрационно-производственном оборудовании Немецкого технологического института Карлсруэ учёным удалось обеспечить выпуск около 1 м в минуту. По оценкам специалистов, при промышленном производстве, смоделированном по аналогичному принципу, производители смогут изготавливать сотни метров кабеля, что позволит минимизировать затраты и сократить себестоимость готового продукта.
Ранее массовому производству кабелей со сверхпроводящим слоем препятствовала высокая стоимость лент Rebco, но сегодня ученые работают над тем, чтобы сделать процесс их производства менее затратным. Сверхпроводники Cross Conductor можно применять для энергосберегающей генерации сильных магнитных полей и для передачи больших объемов электрического тока.
В перспективе эти свойства ВТСП-кабеля позволят интегрировать крупные ветровые энергоустановки и солнечные электростанции в единую энергетическую систему. Кроме того, использование такого кабеля повысит экономическую эффективность магистральных линий электропередачи.
По оценкам разработчиков высокотемпературного сверхпроводника Cross Conductor, продукт можно использовать в условиях ограниченного пространства, где существует необходимость передачи больших объемов электрической энергии. Также CroCo пригодны для установки на морских судах и самолётах на электротяге.
Источник: https://marketelectro.ru/
