Выпуски бюллетеня

ТомНомер
13 1
12 1 2 3 4 5 6
11 1 2 3 4 5 6
10 1 2 3 4 5
9 1 2 3 4 5
8 1 2 3 4 5
7 1
6 1 2 3 4
5 1 2 3 4 5 6
4 1 2 3 4 5 6
3 1 2 3 4 5 6
2 1 2 3 4 5
1 1 2
0 0

Тематический указатель

Тенденции использования сверхпроводниковых технологий в Японии

2007, Tом 4, выпуск 6
Тематика: Крупные проекты

Весной этого года Международным центром по сверхпроводниковым технологиям (ISTEC, Япония) был проведен форум “Тенденции сверхпроводниковых технологий – 2007”. В форуме участвовало более 200 представителей правительственных, научных, коммерческих организаций. Были представлены результаты исследований и рассмотрены возможные направления развития ВТСП технологий для промышленного использования.

Трансформаторы

В рамках проекта Applied Basic Project разрабатывается трансформатор на рабочие напряжения 66/6,9 кВ мощностью 20 МВА для работы в распределительных сетях. Основные задачи, которые нужно решить на данной фазе проекта, – уменьшение потерь на переменном токе, повышение токонесущей способности проводника и диэлектрической стойкости изоляции.

В частности, разрабатывается следующая технология снижения потерь на переменном токе в 2G ВТСП проводах: c помощью лазера с шириной пучка в несколько микрон в сверхпроводящем слое YBCO и слое серебра выжигаются полоски одинаковой ширины. Таким образом, ВТСП полоски электрически соединяются только через хастеллоевую подложку с высоким удельным сопротивлением. Однако вследствие собственного магнитного поля распределение токов по отдельным полоскам не будет однородным, для обеспечения баланса токов полоски через определенные интервалы замкнуты перемычками. В рамках Applied Basic Project намотана 16-ти слойная катушка из провода длиной 34 м и шириной 10 мм, разделённого на 3 полоски. По сравнению с катушкой из обычного ВТСП провода было обнаружено снижение потерь на переменном токе в 3 раза, при этом через все полоски протекал одинаковый ток. В дальнейшем планируется проверить, будут ли в проводе (длина 74 м, ширина 5 мм), разделенном на пять полос, потери на переменном токе снижены в 5 раз. В случае успешных тестовых испытаний подобная технология снижения потерь на переменном токе может быть использована и для других ВТСП устройств.

Для дальнейшего повышения токонесущей способности ВТСП проводников в рамках Applied Basic Project планируется создание и исследование транспонированного провода на 1 кА, состоящего из нескольких параллельных жил.

Для разработки способов улучшения диэлектрической стойкости изоляции были созданы модельные катушки, которые сейчас испытываются на соответствие нормативам JEC2000 (импульсное перенапряжение 350 кВ, максимальное перенапряжение 140 кВ).

Электродвигатели

Электродвигатели на основе сверхпроводников по сравнению с обычными электрическим машинами отличаются существенно меньшими массогабаритными характеристиками и более высоким КПД.

В рамках Applied Basic Project в прошлом году уже создан прототип электродвигателя для привода гребного винта мощностью 15 кВт и частотой вращения 360 об/мин, хотя в нем сверхпроводящим был только статор, а ротор выполнен из традиционных материалов. К электродвигателю был присоединён винт 50 см в диаметре, в настоящее время он проходит тестовые испытания. В рамках проекта также был разработан электродвигатель на 7,5 кВт со сверхпроводящим ротором и статором из несверхпроводящих материалов. В настоящее время данный двигатель находится в процессе сборки.

Криокулеры

Разработка сверхпроводящих устройств требует развития криогенных систем. Охлаждающие системы должны быть высокоэффективны и экономичны, а также характеризоваться приемлемыми массогабаритными характеристиками.

Для кабелей и трансформаторов требуемая мощность систем охлаждения составляет от 1 кВт до 10 кВт при 64-77 К, для сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии: около 1 кВт при 20 К. Подобные требования могут реализовываться посредством нескольких работающих совместно криокулеров на основе циклов Стирлинга или Гиффорда-Макмагона. Однако, в таких системах достаточно сложно достичь легкости, компактности и высокого КПД. Поэтому в рамках Applied Basic Project началась работа над криокулером, который, являясь автономной рабочей единицей, смог бы давать необходимые мощности при ресурсе до 30000 часов без техобслуживания. Работа криокулера основана на использовании турбодетандера (обратный цикл Брайтона). В ближайших планах поставлено достичь в предлагаемой системе к концу текущего года 2 кВт при 80 К.

Рис. 1. Испытательная площадка для сверхпроводящего накопителя энергии

СПИНЭ

15 июня текущего года NEDO (New Energy and In-dustrial Technology Development Organization) и Chubu Electric Power Co., Inc объявили о начале контрольных испытаний сверхпроводящего индукционного накопителя энергии (СПИНЭ) на тестовой площадке (рис. 1) в Nikko City (префектура Tochigi). Проект по созданию накопителя, рассчитанный на 4 года, начался в 2004 г, текущий год – последний.

Таблица 1.

СПИНЭ предназначен для управления энергосистемами, кроме того, СПИНЭ способствует улучшению качества электроэнергии, подавляя флуктуации в сети.

Для испытаний был создан СПИНЭ (основные его параметры приведены в табл. 1) ёмкостью 10 000 кВт ч. Перед включением в силовую сеть планируется провести тестовые испытания не только отдельных компонентов устройства, но и провести всеобъемлющую проверку работоспособности всей системы (включая исследования стабильности системы и сглаживание флуктуаций в течение 20000 циклов полной зарядки и разрядки СПИНЭ). Было предложено включить СПИНЭ в сеть, питающую металлопрокатный завод, создающий флуктуации в электросети, и был создан испытательный центр на базе электростанции Hosoo, принадлежащей Furu-kava Nikko. В течение 6 месяцев планируется про-верить нижеприведенные факторы:

· Стабильность работы системы после многокрантого заряда/разряда;

· Отклик системы на флуктуации напряжения и частоты;

· Надёжность системы.

М.П. Смаев

  1. Superconductivity Web21, fall issue (2007).
Главная | Новости | Бюллетень | Конференции | Поиск публикаций в базе данных | Новое в базе данных
Российские организации | Энциклопедия | Цели сайта | Контакты | Полезные ссылки | Карта сайта | Помощь

© Copyright 2006-2012. Использование материалов сайта возможно только с обязательной ссылкой на сайт.
Свои замечания и пожелания вы можете направлять по адресу perst@isssph.kiae.ru
Техническая поддержка Alexey, дизайн Teodor.