Superconductors, optik enerji talepleri ve acil iklim hedefleri altında serinlenen en olağanüstü fenomenlerden birini temsil eder, elektrik şebekesinde tam olarak sıfır elektrik direncini ortadan kaldırmaya yönelik potansiyel olarak, manyetik alanları dağıtma yeteneği ile bir araya gelir ve kıtasal enerji aktarımı sistemleri temel olarak daha verimli bir şekilde dağıtmaya devam eder.

Süper iletkenliğin Discovery ve Temelleri

Süper iletkenliğin hikayesi 1911'de başlar, Hollanda fizikçi Heike Kamerlingh Onnes, kısa bir süre sonra sert paracury'nin elektrik direncini ölçtü.O, 4.2 K (#8722;269 °C), direniş bir şekilde başarısız bir sıfıra düştü.

Bir süperconductor iki imza özelliği tarafından tanımlanır: 0:0)) DC elektrik direnci) ve )[Döneticileri)[Döneticileri değiştir][Döneticileri dışlama)[Döneticileri ve herhangi bir manyetik alanın iç kısmından dışsal bir şekilde yok edilmesi gerekir.[Döneticileri ve herhangi bir yüksek çözünürlükte bir şekilde yok etmek gerekir.

Detaylı Bilgi İçin Elektriksel Özellikler

Zero Elektrik Direnişi

bakır veya alüminyum gibi sıradan iletkenler, elektronlar boşlukları kapatıyor, lattice vibrasyonları (telefonlar), ve diğer kusurları, ısı olarak enerjiyi ayırıyor.Bu dağıtım, 5-10  için açıklanan iletim kayıplarının kök nedenidir; elektrikten üretilen elektrik miktarı, bir süper iletkenlik içinde, elektronlar o kadar da şu anda bir şekilde kısaltılır ki, kalıcı olmayan bir çiftliğe dönüşür.

Mükemmel Diamagnetism ve Meisner Etkisi

Bir malzeme süper iletken duruma geçişleri olduğunda, aktif olarak dış manyetik alanı içten (uzay gücü H) altındadır.Bu özellik sadece sıfır direncin sonucu değildir; bu, manyetik bir akış ve pasif manyetik koruyucudur.

Tip  I ve Type  II Superconductors

Superconductors iki türe geniş bir şekilde sınıflandırılmaktadır.(D)T:0)Type  I superconductors[Dönetici, liderlik ve tin) tek bir kritik alanda normal bir geçiş göstermektedir.

Eleştirel Yakın Yoğun Yoğun

Mevcut olmayan bir süperconductor yeteneği kritik akım yoğunluğu ile sınırlıdır (JD)[Dönetici: 1) Bu değerden önemlisi, Lorentz gücü, flux vortices'in üzerinde yeterince güçlü hale gelir, çünkü yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte (HTS) [Dönemli bakırlar[Düzeler)[Düzere göre CFLT:3)

Güç İletinde Superconductors Uygulamaları

Sıfır-resistance özelliği doğrudan güç şebekesinin en kalıcı verimlerinden birini ele alır: şu anda geliştirme veya zaten dağıtılan büyük güç iletim uygulamalarını inceler.

Süper iletken Güç Kabloları

Süper kablolar iletim için en doğrudan uygulamadır. Bu kablolar genellikle 65-77 'da sıvı azotu dolaşıma sokmak için kullanılır; 4.2 K (daha düşük sıcaklık için) ve bir kriostat düşük sıcaklık ile çevrilir.

Anahtar faydaları şunlardır:

  • [FONT:0) ● · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
  • [FONT:0) Yüksek güç yoğunluğu.[[DÜDÜT:1] Tek bir süper iletken kablo, aynı büyüklükteki geleneksel bakır kablosunun mevcut üç ila beş kat taşıyabilir, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir tünel alanı azaltın.
  • [[0) Geliştirilmiş gerilim yönetmeliği.[[Dönetici:0) Daha iyileştirilmiş gerilim düzenlemesi.[Dönder: 2) Alt satır, kablo boyunca gerilim damlasını azaltır, şebeke stabilitesini geliştirir.

Birkaç pilot proje bu teknolojiyi göstermiştir. Örneğin, [[DÜDÜ:0)Albany HTS Kablo Projesi) New York'ta 350 metre, 34.5-kV HTS kablo tedariki birkaç yıl boyunca ticari gücü tedarik etti.

Superconducting Fault Current Limiters

Bir hata (kıtıl devre) bir iletim hattında meydana geldiğinde, hata akımları normal puanı 10-20 kata ulaşabilir.Dönetici devre kesicilerin bu dalgalanmaları işlemek için çok boyutlu olması gerekir ve mekanik/termal stres şu anda sıfır dirençle zarar verebilir; bir hata sırasında, mevcut olan süper iletkenlik hatası, normal (resmi) normal devreleri ve yüksek akımları otomatik olarak geri döndürür.

Manyetik Enerji Depolama (KOS)

SMES sistemleri süper iletken bir bant tarafından yaratılan manyetik alanda enerji depolamak için. Çünkü bant sıfır direncine sahiptir, enerji dalgalama verimliliğini (above 95 %) ve son derece hızlı yanıt (millisaniyeler) için kullanılır: $ 1., gerilimler için yükseltilebilir ve dalgalanmalar için stabilize edilebilir.

Süperiletme Transformers

Konvansiyonel güç dönüştürücüleri ağır, petrol dolu ve temel ve rüzgar kaybından muzdariptir (tipik olarak 1-3  derecelendirilmiş güçlerin% 10'u, HTS teli ve sıvı azot ile yaralanan, 40-60 % 1 % 1  Zenerji ünitesini Zenerjiden temin etmek, yüksek çözünürlükte olan birkaç prototipi korumak için başarıyla test edilmiştir.

Süperiletme Makineleri

Süper rüzgarlar motorlarda ve jeneratörlerde de kullanılabilir, özellikle de rüzgar türbinleri veya gemi şarjı gibi büyük ölçekli uygulamalar için.HTS bantları ile bakır alan rüzgarları değiştirerek, makinedeki manyetik alan gücü ikiye katlanabilir veya üç katına çıkar, 10 MW, rüzgar enerji puanı için jeneratörün boyutunu ve ağırlığını azaltır - deniz rüzgar platformlarında ve deniz gemilerinde kritik avantaj sağlar.

Genişlemeye Karşı Mücadeleye Karşı Mücadele

Açık teknik faydalara rağmen, süper iletken güç aktarımı, onu ana şebeke bileşeni yerine niş bir teknoloji yerine tutan birçok dışsal engelle karşı karşıyadır.

Soğutma Enerji ve Maliyet

Tüm süper iletkenler bugüne kadar soğutmayı 65-77 'da çalıştırıyor; sıvıyı kullanmak daha ucuz ve daha kolay. ancak HTS sistemleri için yaklaşık 10-15  yüksek sıcaklık süper iletkenleri (HTS) 65-77 K, sermaye maliyeti, bakım karmaşıklığı ve potansiyel riskleri azaltmak için daha uzun süre çalışır.

Malzeme İmalatı ve Maliyet

YBCO (YBa2Cu3O7) ve BSCCO (Bi2Sr2CaCu2O8) gibi malzemeler esnek tel veya kaset üretmek için, bu malzemeler karmaşık tampon katmanlarla metalik yüzeylerde depolanmalıdır. Üretim süreci yavaş yavaş, pahalı ve yüksek oranda yüksek oranda yüksek çözünürlükte olmalıdır.

AC Kayıpları

Superconductors DC'yi sıfır kaybıyla taşırken, mevcut (AC) değişen manyetik alan, süperconductor ve eddy-şimdiki kayıplara neden oluyor, ancak bu kayıplar bakırdakilerin bir kısmıdır.

Bağlantılar ve Terminaller

Süper kablonun her iki ucunda geleneksel dirençli sonlandırmalara geçiş yapması gerekir. Bu ortaklar yüksek mevcut kesintileri idare etmeli, düşük iletişim direncini korumak ve serinletici olmak zorundadır. Yoksulluk tasarlanmış fesihler, yerel ısıtmaya bile neden olabilir ki, koruma sistemleri hızla ve süperconductor'a kalıcı zararları önlemek için gider.

Future Prospects and Research

Araştırma engelleri aşmak ve ticari realiteye daha yakın süper iletken güç aktarımı getirmek için birden çok cephede devam ediyor.

Oda-Temperature Superconductors

Kutsal grail, 20.000 atmosferin yakınında süper iletkenlerin ve baskının doğrulanması gereken bir malzemedir. 2023 yılında tartışmalı bir kağıt oda sıcaklığı süper iletkenliği iddia etti (örneğin, sonsuz katmanlı bileşikler) aktif kalır.

İkinci Generation HTS Wires

Üreticiler ikinci nesil (2G) HTS telleri makara-to-reel lazer ayrıştırma ve ileri tampon kaplamalar kullanılarak ölçeklenir.TheurFLT:0) örneğin, süper güçlendiricileri artırmak için kilometre uzunluğundaki REBCO kasetleri 500'den fazla ve#160;A/cm-altın iletkenleri de aynı zamanda mekanik sağlamlığı artırmakta olan ferroelastic güçlendirme tabakaları ile yapılır.

Beyaz Şeytanlar

Hükümetler ve hizmetler, teknolojiden riskli olan daha büyük gösteriler için daha büyük bir performans projeleri finanse ediyor.TheD:0)U.S. Enerjinin barı Kısıtlama programları [Döneme 1], uzun vadeli güvenilirlik, ağojenik sistem operasyonu ve ekonomik viability için 48 milyon dolar ayırdı.

Çok umut verici bir avenue, deniz rüzgar çiftlikleri, güneş parkları ve uzun mesafe interzleri için DC bağlantıların kullanılmasıdır. DC HTS kablolar AC kayıpları tamamen kaçınır ve ağostatın maliyeti çok yüksek güç transferleri tarafından haklı çıkabilir (yakın gigawattlar). 10 GW kavramsal olarak uygulanabilir ve çoklu üst düzey AC hatlarının yerini ve görsel etkisini azaltabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Süper iletkenlerin elektrik özellikleri -zero DC direnişi, geleneksel teknoloji ile karşılaştırıldığında mükemmel bir olasılık ve yüksek kritik akımlar - güç iletimi için dönüştürücü bir yol. Superconduct kablolar, hata akım limitleri, manyetik enerji depolama, transformatörler ve dönen makineler tüm kanıtlanabilir verimlilik kazanımlar, daha iyi bir şekilde kontrol edilir ve daha sonra elektriksel bir şekilde elektrik akımına ve yüksek çözünürlükte yüksek enerji verimliliğine izin veren bir şekilde sabitlenir.