Language
Country/Area
No result found
Tương lai đáng ngạc nhiên của động cơ siêu dẫn: Chúng sẽ cách mạng hóa thế giới năng lượng của chúng ta như thế nào?
Do nhu cầu năng lượng tái tạo trên toàn cầu tiếp tục tăng, động cơ siêu dẫn đã trở thành ngôi sao đang lên trong công nghệ năng lượng với hiệu suất và hiệu suất vượt trội. Hệ thống động cơ này dựa trên đặc tính không có điện trở của vật liệu siêu dẫn, mang lại cho nó những lợi thế vận hành riêng biệt so với động cơ truyền thống. Bài viết này sẽ khám phá lịch sử phát triển, xu hướng hiện tại và những thay đổi có thể xảy ra trong tương lai của động cơ siêu dẫn.
Nguyên lý cơ bản của động cơ siêu dẫn
Động cơ siêu dẫn là hệ thống điện dựa trên một hoặc nhiều thành phần siêu dẫn. Do đặc tính không có điện trở của vật liệu siêu dẫn về mặt điện trở DC nên động cơ siêu dẫn thường có hiệu suất cao hơn. Một trong những thông số quan trọng nhất là khả năng tạo ra từ trường cực cao, điều mà động cơ thông thường không thể làm được. Tính năng này làm giảm đáng kể kích thước động cơ, nghĩa là mật độ công suất được cải thiện đáng kể.
Xem lại lịch sử
Năm 1831, Michael Faraday phát minh ra động cơ đồng cực, đánh dấu sự khởi đầu của lịch sử động cơ điện. Năm 2005, General Atomics đã được trao hợp đồng phát triển một động cơ siêu dẫn đồng cực tốc độ thấp, lớn để sử dụng trong hệ thống đẩy tàu thủy.
Máy phát điện đồng cực siêu dẫn được coi là nguồn năng lượng xung cho hệ thống vũ khí laser. Tuy nhiên, động cơ đồng cực trước đây thường gặp khó khăn đối với hầu hết các ứng dụng. Trong những năm gần đây, động cơ siêu dẫn đồng bộ AC sử dụng chất siêu dẫn nhiệt độ cao đã dần thu hút sự chú ý của ngành công nghiệp.
Tiêu điểm hiện tại
Hiện nay, sự quan tâm đến các máy siêu dẫn gốm đồng bộ AC tập trung vào các máy móc lớn như máy phát điện cho các nhà máy điện tiện ích và hàng hải, và động cơ cho hệ thống đẩy tàu thủy. American Superconductor và Northrop Grumman đã trình diễn động cơ đẩy tàu siêu dẫn bằng gốm công suất 36,5 megawatt, cho thấy tiềm năng của động cơ siêu dẫn.
"Sự ra đời của máy phát điện siêu dẫn đã giúp giảm đáng kể trọng lượng và thể tích của máy phát điện so với máy phát điện đồng bộ truyền động trực tiếp, điều này có thể tác động đến chi phí của toàn bộ tua bin gió."
Ưu điểm và nhược điểm của động cơ siêu dẫn
So sánh với động cơ dẫn điện truyền thống
Động cơ siêu dẫn thường có những ưu điểm sau so với động cơ thông thường:
- Giảm tổn thất điện trở (chỉ dành cho nam châm điện rôto).
- Giảm kích thước và trọng lượng ở công suất mà không cần tính đến thiết bị làm mát.
Tuy nhiên, họ cũng phải đối mặt với những thách thức sau:
- Chi phí, kích thước và độ phức tạp của hệ thống làm mát.
- Khi siêu dẫn thoát khỏi trạng thái siêu dẫn, hoạt động của động cơ hoặc máy phát điện sẽ đột ngột ngừng lại hoặc ngừng hoạt động.
- Xu hướng tốc độ rôto trở nên không ổn định.
Siêu dẫn nhiệt độ cao và siêu dẫn nhiệt độ thấp
Các chất siêu dẫn nhiệt độ cao siêu dẫn ở nhiệt độ nitơ lỏng tương đối dễ kiếm, tiết kiệm chi phí hơn so với heli lỏng thường dùng. Tuy nhiên, siêu dẫn gốm dễ vỡ hơn siêu dẫn hợp kim kim loại truyền thống như hợp kim niobi-titan và không thể tạo thành mối nối siêu dẫn bằng bu lông hoặc hàn, điều này có thể làm tăng chi phí sản xuất.
Mặc dù vậy, siêu dẫn gốm có thể dễ dàng thoát khỏi trạng thái siêu dẫn hơn khi có từ trường dao động, điều này có thể gây ra sự cố nếu có sự thay đổi đột ngột về tải hoặc nguồn cung cấp.Khi công nghệ động cơ siêu dẫn ngày càng hoàn thiện, liệu chúng ta có thể chứng kiến chúng được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày trong tương lai gần không?
