Высокие температуры

Только решив вопрос накопления и сохранения энергии, можно будет серьезно говорить об альтернативе традиционной энергетике


Большинство существующих теоретически обоснованных инновационных решений в области генерации энергии на практике сталкивается с техническими сложностями или оказывается экономически невыгодными. Поэтому вопрос разработки эффективных способов накопления и хранения энергии остается до сих пор открытым.


  Основная особенность экономического кризиса последних лет в том, что при снижении роста производства, замедлении роста национальных ВВП, увеличении уровня безработицы не падает рост потребления энергии. Если кризис восьмидесятых тут же отразился на мировом спросе на энергоносители (что стало одной из причин тяжелейшего экономического состояния СССР, а потом и России, потому что уже тогда основным экспортным товаром для нас были углеводороды), то сейчас этого не происходит и, вероятнее всего, не произойдет.


Все, что было создано за последние два десятилетия и создается сейчас, является очень энергопотребляемой продукцией. Чем комфортнее мы живем, тем больше энергии потребляем. От комфорта мы отказываться не хотим (к хорошему привыкают быстро) – поэтому ищем различные пути энергосбережения и повышения эффективности использования энергии (например, замена обычных домов энергоэффективными экодомами, перевод транспорта на электрическую тягу), разрабатываем и всячески продвигаем альтернативные источники энергии.


  Возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра, приливов, солнечная энергия, которые стали настоящим энергетическим трендом последних лет, особенно в Европе, пока не смогли сместить углеводороды, уголь и атомную энергию с пьедестала надежных и стабильных источников недорогой электроэнергии. Удаленность полей из огромного числа ветряков или солнечных батарей от потребителей требует удлинения линий передачи энергии, а значит её дополнительного удорожания.


Если говорить об энергосбережении, то в периоды спада потребления электроэнергии, например, по ночам, многие типы электростанций не могут снизить количество генерируемой энергии без ухудшения её качества (стабильности напряжения и частоты тока) или без нарушения технологических режимов работы оборудования.


  Специалисты в области высокотемпературной сверхпроводимости считают, что использование последней может снять названные проблемы по накоплению и временному хранению энергии уже в недалеком будущем. И пусть никого не смущают «высокие температуры» - речь идет о жидком азоте, кипящем при минус 196°С. Будучи побочным продуктом массового производства жидкого кислорода, жидкий азот стоит ничуть не дороже газировки.


  Устойчивая магнитная левитация сверхпроводников перестала быть просто эффектным фокусом: сверхскоростной малошумный бесконтактный транспорт – поезд на магнитной левитации (маглев) - становится реальностью.


  К настоящему времени уже разработаны действующие прототипы электромоторов и генераторов, в которых за счет использования уникальных свойств сверхпроводниковой керамики высокая мощность сочетается с уменьшенными в несколько раз габаритами и массой в сравнении с обычными электромашинами.


  Так, еще в середине прошлого десятилетия в рамках германо-российского проекта High Dynamic HTS Motor специалистами Oswald Elektromotoren GmbH совместно с учеными из Московского авиационного института разработан и изготовлен синхронный электродвигатель мощностью ~500 кВт со сверхпроводящими элементами в роторе. Сейчас двигатель используется на испытательных стендах немецких автомобильных компаний для изучения новых систем трансмиссии легковых автомобилей.


Японцы пошли дальше. Первый в мире автомобиль со сверхпроводящим мотором построила японская компания Sumitomo Electric. За основу был взят серийный автомобиль Toyota Crown Comfort. Система охлаждения поддерживает в электродвигателе мощностью 365 киловатт температуру минус 200°С. Разработчики утверждают, что такой сверхпроводящий автомобиль может проехать на 10% большее расстояние на одной зарядке, в сравнении с электромобилем, на котором при таких же аккумуляторах стоял бы обычный электромотор.


  Американские разработчики создали и провели успешные испытания электродвигателя мощностью 36 мегаватт, который предполагается устанавливать на военный корвет. В настоящее время американцы прорабатывают проект создания самолета с электрической тягой, где будут установлены сверхпроводниковых электродвигатели.


  Пройдя стадию «детских болезней», свойственную всем новым технологиям, сверхпроводниковые материалы и устройства составят серьезную конкуренцию традиционным энергетическим технологиям. Специалисты едины во мнении: их широкое внедрение позволит, как минимум, на 20-30% снизить потери энергии.

Автор: Александр Макаров

Профиль

Поделиться
Комментировать

Популярное в разделе