Сверхпроводящие системы передачи электроэнергии
Обсуждая новые методы преобразования различных видов энергии, нельзя не сказать об исследуемых новых технических решениях по передаче электроэнергии. Одно из наиболее интересных направлений в этой области - это применение эффекта сверхпроводимости. Способность металлов обладать практически нулевым сопротивлением при температурах, приближающихся к абсолютному нулю, получила название сверхпроводимости. Создание криогенных ЛЭП, работающих в условиях низких температур, представляет сложную научную и инженерную проблему. Однако существующие высоковольтные линии практически исчерпали заложенные в них возможности. По пути к потребителю в линиях электропередач теряется до 15—25 % энергии.
Использование сверхпроводимости равноценно введению дополнительных мощностей электростанций. Нынешние высоковольтные ЛЭП напряжением 500 кВт позволяют транспортировать мощности около 1 млн кВт. Однако существующий уровень электрификации требует передачи мощностей, превышающих указанный в 5—7 раз, но если для этого дополнительно увеличить напряжение, то воздух перестанет быть надежным изолятором и надо будет изготовлять опоры ЛЭП отдельно для каждой фазы. Если сейчас коридор отчуждаемых земель в зоне ЛЭП составляет 300 м, то при напряжении 1,5 млн В потребуется зона отчуждения шириной около 2—3 км. Легко можно определить площади, которые должны быть изъяты из нормального природопользования. Вот почему проблема создания сверхпроводящих линий электропередач непосредственно связана с решением вопросов оптимального использования природных ресурсов. По предварительным технико-экономическим оценкам, сверхпроводящие ЛЭП могут уже в обозримом будущем найти применение в крупных городах.
Переход от воздушных к кабельным сверхпроводящим системам позволяет не только сэкономить полезные площади, но и ликвидировать физиологическую опасность электромагнит - ного воздействия от воздушных ЛЭП на организм находящихся в этой зоне людей.
Вопросы энергосбережения могли бы в значительной мере решаться при широком применении сверхпроводников в процессах производства, преобразования, транспортировки, аккумулирования и подведения энергии. В электроэнергетике сверхпроводники могут найти применение в электрических двигателях и генераторах, трансформаторах и преобразователях, индуктивных накопителях энергии, линиях электропередач, реакторах, токоограничителях.