Language
Country/Area
No result found
Почему сверхпроводящие генераторы могут сделать энергию ветра легче и дешевле?
В будущем возобновляемой энергетики прорывы в ветроэнергетических технологиях постепенно откроют нам более эффективные и экономичные возможности. Появление сверхпроводниковых генераторов — одна из таких революционных технологий. Благодаря своим уникальным электронным свойствам эти двигатели не только значительно повышают эффективность, но и значительно уменьшают вес самого генератора, открывая путь к снижению затрат на производство ветровой энергии.
Сверхпроводниковые генераторы — это электрические машины, в которых используются сверхпроводники, что позволяет им работать практически без сопротивления, что минимизирует потери при передаче энергии.
Характеристики сверхпроводников позволяют им генерировать сильные магнитные поля в генераторах, чего трудно достичь с помощью традиционных двигателей. Эта высокая напряженность магнитного поля может уменьшить размер генератора и значительно увеличить плотность мощности. Другими словами, генератор того же размера может производить больше электроэнергии. С развитием технологии сверхпроводящих материалов, особенно с разработкой высокотемпературных сверхпроводящих материалов, область применения этих двигателей расширяется, особенно в больших ветряных турбинах.
История сверхпроводящих генераторов
Историю сверхпроводящих генераторов можно проследить до 1821 года, когда Майкл Фарадей изобрел первый униполярный двигатель постоянного тока. С течением времени постепенно становится возможным применение сверхпроводящих материалов. В 2005 году General Atomics получила контракт на создание тихоходного сверхпроводящего униполярного двигателя для движения кораблей. Сверхпроводящие униполярные генераторы также рассматриваются в качестве источников импульсной энергии для систем лазерного оружия, что показывает их потенциальную прикладную ценность.
Текущие интересы и приложения
Сегодня в центре внимания находятся большие синхронные керамические сверхпроводящие двигатели переменного тока, которые используются в генераторах и двигательных установках энергетических компаний и кораблей. Компании American Superconductor и Northrop Grumman совместно разработали керамический сверхпроводящий двигатель для корабля мощностью 36,5 МВт. Легкий вес этих двигателей удешевляет строительство ветряных турбин и генераторов, что еще больше улучшает экономику возобновляемых источников энергии.
Сверхпроводниковые генераторы имеют малый вес и объем, что делает их перспективными в области ветрогенерации.
Преимущества и проблемы сверхпроводниковых двигателей
Сверхпроводящие двигатели имеют ряд существенных преимуществ перед традиционными проводниковыми машинами, включая снижение резистивных потерь и повышенную мощность, но они также сталкиваются с определенными проблемами, такими как высокая стоимость и общая сложность систем охлаждения. Сверхпроводники могут сохранять свое сверхпроводящее состояние только при определенных условиях ниже критической температуры, поэтому настройка системы охлаждения имеет решающее значение. В некоторых случаях сверхпроводящие материалы также подвержены изменениям переходного магнитного поля, что может привести к потере ими сверхпроводимости.
Сравнение высокотемпературных сверхпроводников и низкотемпературных сверхпроводников
В текущей дискуссии о сверхпроводниках высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) привлекают все большее внимание из-за их свойств работать при температурах жидкого азота, что делает их более экономичными и простыми в обработке, чем низкотемпературные сверхпроводники, требующие охлаждения жидким гелием. . Хотя хрупкость керамических сверхпроводников не является преимуществом по сравнению со сверхпроводниками из традиционных металлических сплавов, по мере развития технологии эти материалы показали свой потенциал высокой эффективности во многих приложениях.
Перспективы на будущее
С развитием технологии сверхпроводящих материалов и снижением производственных затрат перспективы применения сверхпроводящих генераторов в ветроэнергетике в ближайшие несколько лет кажутся более радужными. Многие недавно разработанные сверхпроводящие технологии уже находятся на экспериментальной стадии и планируются к коммерциализации, что приведет к будущему преобразованию зеленой энергетики. Однако, обладая инновационным эффектом, мы также должны учитывать реализуемость и экономичность сопутствующих технологий, которые являются необходимыми условиями для продвижения сверхпроводниковых генераторов.
Итак, могут ли сверхпроводящие генераторы полностью изменить наш взгляд на возобновляемую энергию и добиться более широкого применения в промышленности?
