L'avenir de l'énergie - générateurs, transformateurs et lignes électriques supraconducteurs

L'une des principales directions du développement de la science décrit les études théoriques et expérimentales dans le domaine des matériaux supraconducteurs, et l'une des principales directions du développement de la technologie est le développement de turbogénérateurs supraconducteurs.

L'équipement électrique supraconducteur augmentera considérablement les charges électriques et magnétiques dans les éléments des appareils et réduira ainsi considérablement leur taille. Dans un fil supraconducteur, une densité de courant de 10 à 50 fois la densité de courant dans un équipement électrique conventionnel est autorisée. Les champs magnétiques peuvent être amenés à des valeurs de l'ordre de 10 T, contre 0,8 ... 1 T dans les machines conventionnelles. Étant donné que les dimensions des appareils électriques sont inversement proportionnelles au produit de la densité de courant admissible et de l'induction magnétique, il est clair que l'utilisation de supraconducteurs réduira de nombreuses fois la taille et le poids des équipements électriques!

Selon l'un des concepteurs du système de refroidissement de nouveaux types de turbogénérateurs cryogéniques du scientifique soviétique I.F. Filippov, il y a lieu d'envisager la tâche de créer des cryogénérateurs économiques avec des supraconducteurs résolus. Des calculs et des études préliminaires nous permettent d'espérer que non seulement la taille et le poids, mais aussi l'efficacité des nouvelles machines seront plus élevées que celles des générateurs les plus avancés de conception traditionnelle.

Cette opinion est partagée par les chefs de travaux sur la création d'un nouveau turbogénérateur supraconducteur de la série KTG-1000, l'académicien I.A. Glebov, docteur en sciences techniques V.G. Novitsky et V.N. Shakhtarin. Le générateur KTG-1000 a été testé à l'été 1975, suivi du turbogénérateur cryogénique modèle KT-2-2, créé par l'association Electrosila en collaboration avec des scientifiques de l'Institut de physique et de technologie des basses températures, Académie des sciences de la RSS d'Ukraine. Les résultats des tests ont permis la construction d'une unité supraconductrice de puissance nettement supérieure.

Voici quelques données d'un turbogénérateur supraconducteur de 1200 kW développé à VNIIelektromash. L'enroulement de champ supraconducteur est constitué d'un fil de 0,7 mm de diamètre avec 37 conducteurs supraconducteurs en niobium-titane dans une matrice en cuivre. Les forces centrifuges et électrodynamiques dans l'enroulement sont perçues par un bandage en acier inoxydable. Entre la coque extérieure en acier inoxydable à parois épaisses et le bandage, il y a un écran électrothermique en cuivre, refroidi par le flux d'hélium gazeux froid traversant le canal (il retourne ensuite au fluidiseur).

Les roulements fonctionnent à température ambiante. L'enroulement du stator est constitué de conducteurs en cuivre (refroidisseur - eau) et est entouré d'un blindage ferromagnétique en acier chargé. Le rotor tourne dans un espace vide à l'intérieur de la coque en matériau isolant. Le vide dans la coque est garanti par des joints.

Le générateur expérimental KTG-1000 était autrefois le plus grand générateur cryogénique au monde. Le but de sa création est de tester la conception de grands cryostats rotatifs, de dispositifs d'alimentation en hélium de l'enroulement rotorique supraconducteur, d'étudier le circuit thermique, le fonctionnement de l'enroulement rotorique supraconducteur et son refroidissement.

Et les perspectives sont tout simplement fascinantes. Une machine d'une capacité de 1300 MW aura une longueur d'environ 10 m avec une masse de 280 tonnes, tandis qu'une machine de taille similaire de conception conventionnelle aura une longueur de 20 m avec une masse de 700 tonnes! Enfin, il est difficile de créer une machine ordinaire d'une capacité supérieure à 2000 MW, et avec des supraconducteurs vous pouvez réellement atteindre une puissance unitaire de 20 000 MW!

Ainsi, le gain en matériaux représente environ les trois quarts du coût. Les processus de production sont facilités. Il est plus facile et moins coûteux pour toute usine de construction de machines de fabriquer plusieurs grandes machines électriques qu'un grand nombre de petites: moins de travailleurs sont nécessaires, le parc de machines et les autres équipements ne sont pas si stressés.

Pour installer un turbogénérateur puissant, une zone relativement petite de la centrale électrique est nécessaire. Cela signifie que le coût de construction d'une salle des machines est réduit, la station peut être mise en service plus rapidement. Et enfin, plus la machine électrique est grande, plus son efficacité est élevée.

Cependant, tous ces avantages n'excluent pas les difficultés techniques qui surviennent lors de la création de grandes unités d'énergie. Et, plus important encore, leur puissance ne peut être augmentée que dans certaines limites. Les calculs montrent qu'il ne sera pas possible de franchir la limite supérieure limitée par la puissance d'un turbogénérateur de 2500 MW, dont le rotor tourne à une vitesse de 3000 tr / min, car cette limite est déterminée, tout d'abord, par les caractéristiques de résistance: les contraintes dans la structure mécanique d'une machine avec une puissance plus élevée augmentent tellement que les forces centrifuges entraîneront inévitablement une défaillance du rotor.

Beaucoup de soucis surviennent pendant le transport. Pour transporter le même turbogénérateur d'une capacité de 1200 MW, il a fallu construire un convoyeur articulé d'une capacité de 500 tonnes, d'une longueur de près de 64 m. Chacun de ses deux bogies reposait sur 16 essieux de voitures.

De nombreux obstacles eux-mêmes tombent si vous utilisez l'effet de la supraconductivité et appliquez des matériaux supraconducteurs. Ensuite, les pertes dans l'enroulement du rotor peuvent être pratiquement réduites à zéro, car le courant continu n'y rencontrera pas de résistance. Et si c'est le cas, l'efficacité de la machine augmente. Un grand courant traversant l'enroulement de champ supraconducteur crée un champ magnétique si puissant qu'il n'est plus nécessaire d'utiliser un circuit magnétique en acier, traditionnel pour toute machine électrique. L'élimination de l'acier réduira la masse du rotor et son inertie.

La création de machines électriques cryogéniques n'est pas une mode, mais une nécessité, une conséquence naturelle du progrès scientifique et technologique. Et il y a tout lieu de penser que d'ici la fin du siècle, les turbogénérateurs supraconducteurs d'une capacité de plus de 1000 MW fonctionneront dans les réseaux électriques.

La première machine électrique en Union soviétique à supraconducteurs a été conçue à l'Institut d'électromécanique de Leningrad en 1962 ... 1963. Il s'agissait d'une machine à courant continu avec une armature conventionnelle («chaude») et un bobinage supraconducteur. Sa puissance n'était que de quelques watts.

Depuis lors, le personnel de l'institut (aujourd'hui VNIIelektromash) travaille à la création de turbogénérateurs supraconducteurs pour le secteur de l'énergie. Au cours des dernières années, il a été possible de construire des structures pilotes d'une capacité de 0,018 et 1 MW, puis 20 MW ...

Quelles sont les caractéristiques de cette idée originale de VNIIelektromash?

La bobine de champ supraconducteur est dans un bain d'hélium. L'hélium liquide pénètre dans le rotor en rotation par un tuyau situé au centre de l'arbre creux. Le gaz évaporé est renvoyé vers l'unité de condensation à travers l'espace entre ce tuyau et la paroi intérieure de la gaine.

Dans la conception du pipeline pour l'hélium, comme dans le rotor lui-même, il existe des cavités à vide qui créent une bonne isolation thermique. Le couple provenant du moteur principal est fourni au champ, s'enroulant à travers les «ponts thermiques» - une structure qui est suffisamment résistante mécaniquement mais qui ne transfère pas bien la chaleur.

En conséquence, la conception du rotor est un cryostat rotatif avec une bobine de champ supraconductrice.

Le stator du turbogénérateur supraconducteur, comme dans le mode de réalisation traditionnel, a un enroulement triphasé dans lequel une force électromotrice est excitée par le champ magnétique du rotor.Des études ont montré qu'il n'est pas pratique d'utiliser un enroulement supraconducteur dans un stator, car des pertes considérables se produisent sur le courant alternatif dans les supraconducteurs. Mais la conception d'un stator avec un enroulement «normal» a ses propres caractéristiques.

L'enroulement s'est avéré possible, en principe, d'être placé dans l'entrefer entre le stator et le rotor et monté d'une nouvelle manière, en utilisant des résines époxy et des éléments structuraux en fibre de verre. Un tel circuit a permis de placer plus de conducteurs en cuivre dans le stator.

Le système de refroidissement du stator est lui aussi original: la chaleur est évacuée par le fréon, qui remplit simultanément la fonction d'isolant. À l'avenir, cette chaleur peut être utilisée à des fins pratiques à l'aide d'une pompe à chaleur.

Un fil de cuivre de section rectangulaire 2,5 x 3,5 mm a été utilisé dans le moteur du turbogénérateur d'une capacité de 20 MW. 3600 veines en niobium-titane y sont pressées. Un tel fil est capable de transmettre du courant jusqu'à 2200 A.

Les tests du nouveau générateur ont confirmé les données calculées. Il s'est avéré être deux fois plus léger que les machines traditionnelles de même puissance et son efficacité est supérieure de 1%. Maintenant, ce générateur fonctionne dans le système Lenenergo comme compensateur synchrone et génère puissance réactive.

Mais le résultat principal du travail est l'expérience colossale acquise dans le processus de création d'un turbogénérateur. S'appuyant sur elle, l'Association de construction de machines électriques de Leningrad Elektrosila a commencé à créer un turbogénérateur d'une capacité de 300 MW, qui sera installé dans l'une des centrales électriques en construction dans notre pays.

L'enroulement de champ du rotor supraconducteur est fait de fil de niobium-titane. Son appareil est inhabituel - les conducteurs les plus minces en niobium-titane sont pressés dans une matrice de cuivre. Ceci est effectué afin d'empêcher la transition de l'enroulement de l'état supraconducteur à la normale en raison de l'influence des fluctuations du flux magnétique ou pour d'autres raisons. Si cela se produit, le courant traversera la matrice de cuivre, la chaleur se dissipera et l'état supraconducteur sera rétabli.

La technologie de fabrication du rotor lui-même a nécessité l'introduction de solutions techniques fondamentalement nouvelles. Si le rotor d'une machine conventionnelle est fabriqué à partir d'un forgeage solide d'acier magnétiquement conducteur, alors dans ce cas, il doit être composé de plusieurs cylindres insérés les uns dans les autres en acier non magnétique. Entre les parois de certains cylindres se trouve de l'hélium liquide, entre les parois d'autres, un vide se crée. Les parois des cylindres, bien entendu, doivent avoir une résistance mécanique élevée, être étanches au vide.

La masse du nouveau turbogénérateur, ainsi que la masse de son prédécesseur, est presque 2 fois inférieure à la masse de la même puissance habituelle, et le rendement est encore augmenté de 0,5 ... 0,7%. Le turbogénérateur «vit» depuis environ 30 ans et la plupart du temps était en service, il est donc évident qu'une telle augmentation apparemment faible de l'efficacité sera un gain très substantiel.

Les ingénieurs en énergie n'ont pas seulement besoin de générateurs de froid. Plusieurs dizaines de transformateurs supraconducteurs ont déjà été fabriqués et testés (le premier a été construit par un américain McPhee en 1961; le transformateur fonctionnait à un niveau de 15 kW). Il existe des projets de transformateurs supraconducteurs pour une puissance jusqu'à 1 million de kW. A des puissances suffisamment importantes, les transformateurs supraconducteurs seront plus légers que d'habitude de 40 ... 50% avec environ les mêmes pertes de puissance que les transformateurs conventionnels (dans ces calculs, la puissance du fluidiseur a également été prise en compte).

Les transformateurs supraconducteurs présentent cependant des inconvénients importants. Ils sont associés à la nécessité de protéger le transformateur contre tout dépassement de l'état supraconducteur lors de surcharges, courts-circuits, surchauffes, lorsque le champ magnétique, le courant ou la température peuvent atteindre des valeurs critiques.

Si le transformateur ne s'effondre pas, il faudra plusieurs heures pour le refroidir à nouveau et restaurer la supraconductivité. Dans certains cas, une telle interruption de l'alimentation est inacceptable.Par conséquent, avant de parler de la production en série de transformateurs supraconducteurs, il est nécessaire de développer des mesures de protection contre les conditions d'urgence et la possibilité de fournir de l'électricité aux consommateurs pendant les temps d'arrêt du transformateur supraconducteur. Les succès remportés dans ce domaine nous permettent de penser que dans un avenir proche le problème de la protection des transformateurs supraconducteurs sera résolu, et ils prendront leur place dans les centrales.

Ces dernières années, le rêve de lignes électriques supraconductrices est devenu de plus en plus proche de la réalisation. La demande toujours croissante d'électricité rend le transport de puissance élevée sur de longues distances très attractif. Les scientifiques soviétiques ont démontré de façon convaincante la promesse des lignes de transmission supraconductrices. Le coût des lignes sera comparable au coût des lignes aériennes traditionnelles de transport d'énergie (le coût d'un supraconducteur, étant donné la valeur élevée de la densité de courant critique par rapport à la densité de courant économiquement réalisable dans les fils de cuivre ou d'aluminium, est faible) et inférieur au coût des lignes de câble.

Il est censé réaliser les lignes électriques supraconductrices comme suit: une canalisation d'azote liquide est posée entre les points terminaux de transmission dans le sol. À l'intérieur de ce pipeline se trouve un pipeline contenant de l'hélium liquide. L'hélium et l'azote s'écoulent à travers les pipelines en raison de la création d'une différence de pression entre les points de départ et d'arrivée. Ainsi, les stations de liquéfaction et de pompage ne seront situées qu'aux extrémités de la ligne.

L'azote liquide peut être utilisé simultanément comme diélectrique. Le pipeline d'hélium est soutenu à l'intérieur de l'azote par des supports diélectriques (dans la plupart des isolateurs, les propriétés diélectriques sont améliorées à basse température). Le pipeline d'hélium a une isolation sous vide. La surface intérieure du pipeline d'hélium liquide est recouverte d'une couche de supraconducteur.

Les pertes dans une telle ligne, compte tenu des pertes inévitables aux extrémités de la ligne, où le supraconducteur doit s'interfacer avec les pneus à température ordinaire, ne dépasseront pas quelques fractions de pour cent, et dans les lignes électriques ordinaires, les pertes sont de 5 ... 10 fois plus!

Par les forces des scientifiques de l'Energy Institute nommés d'après G.M. Krzhizhanovsky et All-Union Scientific Research Institute of Cable Industry ont déjà créé une série de pièces expérimentales de câbles AC et DC supraconducteurs. De telles lignes pourront transférer de l'énergie à plusieurs milliers de mégawatts avec une efficacité de plus de 99%, à un coût modéré et à une tension relativement faible (110 ... 220 kV). Peut-être plus important encore, les lignes électriques supraconductrices n'auront pas besoin de dispositifs coûteux de compensation de puissance réactive. Les lignes conventionnelles nécessitent l'installation de réacteurs de courant, de condensateurs puissants afin de compenser les pertes de tension excessives le long du chemin, et les lignes sur les supraconducteurs sont capables de s'autocompenser!

Les supraconducteurs se sont avérés indispensables dans les machines électriques dont le principe de fonctionnement est extrêmement simple, mais qui n'ont jamais été construites auparavant, car leur travail nécessite des aimants très puissants. Nous parlons de machines magnétohydrodynamiques (MHD), que Faraday a essayé de mettre en œuvre dès 1831.

L'idée d'expérience est simple. Deux plaques métalliques ont été immergées dans l'eau de la Tamise sur ses rives opposées. Si la vitesse de la rivière est de 0,2 m / s, alors, en comparant les jets d'eau à des conducteurs se déplaçant d'ouest en est dans le champ magnétique terrestre (sa composante verticale est d'environ 5 · 10–5 T), une tension d'environ 10 μV / m peut être supprimée des électrodes. .

Malheureusement, cette expérience s'est soldée par un échec, le «générateur-rivière» n'a pas fonctionné. Faraday n'a pas pu mesurer le courant dans le circuit. Mais quelques années plus tard, Lord Kelvin a répété l'expérience de Faraday et a reçu un petit courant. Il semblerait que tout soit resté comme à Faraday: les mêmes assiettes, le même fleuve, les mêmes instruments. Est-ce que l'endroit n'est pas tout à fait ça.Kelvin a construit son générateur sur la Tamise, où ses eaux se mélangent à l'eau salée du détroit.

Elle est là! L'eau en aval était plus saline et avait donc plus de conductivité! Cela a été immédiatement enregistré par les instruments. L'augmentation de la conductivité du «fluide de travail» est le moyen général d'augmenter la puissance des générateurs MHD. Mais vous pouvez augmenter la puissance d'une autre manière - en augmentant le champ magnétique. La puissance du générateur MHD est directement proportionnelle au carré de l'intensité du champ magnétique.

Les rêves de générateurs MHD ont acquis une véritable fondation vers le milieu de notre siècle, avec l'avènement des premiers lots de matériaux industriels supraconducteurs (niobium-titane, niobium-zirconium), à partir desquels il a été possible de fabriquer les premiers modèles, toujours petits, mais fonctionnels de générateurs, moteurs, conducteurs, solénoïdes . Et en 1962, lors d'un colloque à Newcastle, les Britanniques Wilson et Robert proposèrent un projet de générateur MHD de 20 MW avec un champ de 4 T. Si l'enroulement est en fil de cuivre, alors à un coût de 0,6 mm / dollar. Les pertes de joule dans celui-ci "dévorent" la puissance utile (15 MW!). Mais sur les supraconducteurs, l'enroulement entourera de façon compacte la chambre de travail, il n'y aura pas de pertes et le refroidissement ne prendra que 100 kW de puissance. L'efficacité passera de 25 à 99,5%! Il y a quelque chose à penser.

Les générateurs MHD ont été sérieusement utilisés dans de nombreux pays, car dans de telles machines, il est possible d'utiliser du plasma 8 ... 10 fois plus chaud que la vapeur dans les turbines des centrales thermiques, et selon la formule bien connue de Carnot, le rendement ne sera pas de 40, mais tous de 60 % C'est pourquoi dans les années à venir, près de Riazan, le premier générateur industriel MHD de 500 MW commencera à fonctionner.

Bien sûr, il n'est pas facile de créer et d'utiliser une telle station de manière économique: il n'est pas facile de le placer près d'un flux de plasma (2500 K) et d'un cryostat avec enroulement en hélium liquide (4 ... 5 K), des électrodes chaudes brûlent et du laitier, ces additifs qui n'ont besoin que d'être lessivés des scories qui ont été ajoutés au combustible d'ionisation plasma, mais les avantages escomptés devraient couvrir tous les coûts de main-d'œuvre.

On peut imaginer à quoi ressemble un système magnétique supraconducteur d'un générateur MHD. Deux enroulements supraconducteurs sont situés sur les côtés du canal plasma, séparés des enroulements par une isolation thermique multicouche. Les enroulements sont fixés dans des cassettes en titane et des entretoises en titane sont placées entre elles. Par ailleurs, ces cassettes et entretoises doivent être extrêmement durables, car les forces électrodynamiques dans les enroulements de courant ont tendance à les déchirer et à les rapprocher.

Étant donné qu'aucune chaleur n'est générée dans l'enroulement supraconducteur, le réfrigérateur, qui est nécessaire au fonctionnement du système magnétique supraconducteur, doit uniquement éliminer la chaleur qui pénètre dans le cryostat avec de l'hélium liquide à travers l'isolation thermique et les fils de courant. Les pertes dans les conducteurs de courant peuvent être réduites à pratiquement zéro si des bobines supraconductrices court-circuitées alimentées par un transformateur CC supraconducteur sont utilisées.

Un liquéfacteur d'hélium, qui compensera la perte d'hélium qui s'évapore par l'isolation, produirait plusieurs dizaines de litres d'hélium liquide en 1 heure. Ces liquéfacteurs sont produits par l'industrie.

Sans enroulements supraconducteurs, les gros tokamaks seraient irréalistes. Dans l'installation Tokamak-7, par exemple, un enroulement de 12 tonnes circule autour d'un courant de 4,5 kA et crée un champ magnétique de 2,4 T sur l'axe d'un tore plasma de 6 m3. Ce champ est créé par 48 bobines supraconductrices, consommant seulement 150 litres d'hélium liquide par heure, dont la re-liquéfaction nécessite une puissance de 300 ... 400 kW.

Non seulement les grandes énergies ont besoin d'électro-aimants puissants, compacts et économiques, mais il est difficile de s'en passer pour les scientifiques travaillant avec des champs puissants record. Les installations de séparation magnétique des isotopes deviennent d'un ordre de grandeur plus productives. Les projets de grands accélérateurs sans électroaimants supraconducteurs ne sont plus pris en compte.Il est totalement irréaliste de se passer de supraconducteurs dans des chambres à bulles, qui deviennent des registres extrêmement fiables et sensibles des particules élémentaires. Ainsi, l'un des grands systèmes magnétiques record basés sur les supraconducteurs (Argonne National Laboratory, USA) crée un champ de 1,8 T avec une énergie stockée de 80 MJ. Un enroulement gigantesque pesant 45 tonnes (dont 400 kg pour un supraconducteur) avec un diamètre intérieur de 4,8 m, un diamètre extérieur de 5,3 m et une hauteur de 3 m ne nécessite que 500 kW pour un refroidissement à 4,2 K - puissance négligeable.

L'aimant supraconducteur de la chambre à bulles du Centre européen de recherche nucléaire de Genève semble encore plus impressionnant. Il présente les caractéristiques suivantes: champ magnétique au centre jusqu'à 3 T, diamètre interne de la «bobine» 4,7 m, énergie stockée 800 MJ.

Fin 1977, l'un des plus grands aimants hyperconducteurs au monde, Hyperon, a été mis en service à l'Institut de physique théorique et expérimentale (ITEP). Sa zone de travail a un diamètre de 1 m, le champ au centre du système est de 5 T (!). Un aimant unique est conçu pour des expériences au synchrotron à protons IHEP à Serpoukhov.

Ayant compris ces chiffres impressionnants, il est déjà quelque peu gênant de dire que le développement technique de la supraconductivité ne fait que commencer. A titre d'exemple, nous pouvons rappeler les paramètres critiques des supraconducteurs. Si la température, la pression, le courant, le champ magnétique dépassent certaines valeurs limites, dites critiques, le supraconducteur perdra ses propriétés inhabituelles, devenant un matériau ordinaire.

La présence d'une transition de phase est assez naturelle à utiliser pour contrôler les conditions extérieures. S'il y a supraconductivité, alors le champ est moins que critique, si le capteur a rétabli la résistance, le champ est au-dessus de critique. Une série d'une grande variété de compteurs supraconducteurs a déjà été développée: un bolomètre sur un satellite peut «sentir» une allumette allumée sur Terre, les galvanomètres deviennent plus sensibles de plusieurs milliers de fois; dans les résonateurs à très haut Q, les oscillations du champ électromagnétique semblent être conservées, car elles ne se désintègrent pas très longtemps.

Il est maintenant temps de parcourir toute la partie électrique de l'industrie de l'énergie pour comprendre comment la diffusion des dispositifs supraconducteurs peut produire un effet économique total. Les supraconducteurs peuvent augmenter la puissance unitaire des unités de puissance, la puissance haute tension peut progressivement se transformer en multi-ampères, au lieu de quatre ou six fois la conversion de tension entre la centrale électrique et le consommateur, il est réel de parler d'une ou deux transformations avec une simplification correspondante et un circuit moins cher, l'efficacité globale des réseaux électriques augmentera inévitablement en raison de pertes en joules. Mais ce n'est pas tout.

Les systèmes électriques prendront inévitablement un aspect différent lorsque des dispositifs supraconducteurs de stockage d'énergie inductive (SPIN) y seront utilisés! Le fait est que dans toutes les industries, il n'y a pas d'entrepôts uniquement dans le secteur de l'énergie: la chaleur et l'électricité produites ne sont nulle part où être stockées, elles doivent être consommées immédiatement. Certains espoirs sont associés aux supraconducteurs. En raison du manque de résistance électrique en eux, le courant peut circuler à travers un circuit supraconducteur fermé pendant une durée arbitrairement longue sans atténuation jusqu'à ce que le moment soit venu pour sa sélection par le consommateur. Les SPINS deviendront des éléments naturels du réseau électrique, il ne reste plus qu'à les équiper de régulateurs, interrupteurs ou convertisseurs de courant ou de fréquence lorsqu'ils sont combinés avec des sources et des consommateurs d'électricité.

L'intensité énergétique des SPIN peut être très différente - de 10–5 (l'énergie d'un portefeuille qui est tombé des mains) à 1 kWh (un bloc de 10 tonnes qui est tombé à 40 mètres d'une falaise) ou 10 millions de kWh! Un disque aussi puissant devrait avoir la taille d'un tapis roulant autour d'un terrain de football, son prix sera de 500 millions de dollars et son efficacité - 95%.Une centrale électrique équivalente sera 20% moins chère, mais elle dépensera un tiers de la capacité pour ses besoins! L'agencement du coût d'un tel SPIN est instructif en termes de composants: pour les réfrigérateurs 2 ... 4%, pour les convertisseurs de courant 10%, pour l'enroulement supraconducteur 15 ... 20%, pour l'isolation thermique de la zone froide 25%, et pour les bandages, attaches et entretoises - près de 50 %

Depuis le rapport de G.M. Krzhizhanovsky selon le plan GOELRO au VIII Congrès panrusse des Soviets, plus d'un demi-siècle s'est écoulé. La mise en œuvre de ce plan a permis d'augmenter la capacité des centrales électriques du pays de 1 à 200 ... 300 millions de kW. Il existe maintenant une opportunité fondamentale de renforcer les systèmes énergétiques du pays plusieurs dizaines de fois, en les transférant vers des équipements électriques supraconducteurs et en simplifiant les principes mêmes de la construction de tels systèmes.

La base de l'énergie au début du 21e siècle peut être des centrales nucléaires et thermonucléaires dotées de générateurs électriques extrêmement puissants. Les champs électriques générés par les électro-aimants supraconducteurs, les fleuves puissants peuvent s'écouler à travers les lignes électriques supraconductrices vers le stockage d'énergie supraconductrice, d'où ils seront sélectionnés par les consommateurs si nécessaire. Les centrales électriques seront en mesure de produire de l'énergie de manière égale, de jour comme de nuit, et leur libération des modes prévus devrait augmenter l'efficacité et la durée de vie des unités principales.

Vous pouvez ajouter des stations solaires spatiales aux centrales électriques au sol. En survolant des points fixes de la planète, ils devront convertir les rayons du soleil en rayonnement électromagnétique à ondes courtes afin d'envoyer des flux d'énergie focalisés vers des convertisseurs au sol en courants industriels. Tous les équipements électriques des systèmes électriques espace-espace doivent être supraconducteurs, sinon les pertes dans les conducteurs de la conductivité électrique finale s'avéreront inacceptablement importantes.

Vladimir KARTSEV "Aimant pour trois millénaires"