Сотрудники САФУ разработали и запатентовали новую конфигурацию сверхпроводящих обмоток, которая позволяет избежать потери энергии в местах спаев. Это открытие может стать революцией в использовании сверхпроводниковых технологий.
Прорыв в области энергосистем
Разработка САФУ коренным образом изменит энергосистемы в самых разных сферах: от электромагнитов в научных установках до магнитно-резонансной томографии, высокоскоростных поездов, авиации и ветроэнергетики. Главное преимущество технологии – продление времени работы сверхпроводящей обмотки без необходимости регулярной подзарядки.
Как это работает?
Ранее существующие сверхпроводящие магнитные обмотки имели существенный недостаток – потери энергии в контактных соединениях. Учёные САФУ смогли устранить этот недостаток, создав технологию без контактных соединений. В результате обмотка полностью лишена активного сопротивления, а значит, отсутствует и затухание тока.
Ток в обмотку вводится не физическим контактом, а методом магнитной индукции – через магнитное поле. Катушка при этом охлаждается жидким азотом или гелием до температуры ниже -180°C.
Накопление энергии без ограничений
«В отличие от традиционных методов подачи тока, где передаётся только доступная мощность источника, с помощью нашего магнитного поля можно “накачивать” ток до критического значения. У сверхпроводников этот показатель в сотни раз выше, чем у медных проводников», – объясняет автор патента, ассистент кафедры электроэнергетики и электротехники Высшей школы энергетики, нефти и газа САФУ Борис Кузнецов.
«Можно ввести ток в обмотку один раз – и он будет бесконечно долго циркулировать в ней, превращая обмотку в мощный электромагнит или накопитель магнитной энергии», – добавляет он.
Перспективы для авиации, судоходства и ветроэнергетики
Этот шаг открывает путь к созданию нового поколения электрических машин. Сверхпроводниковые генераторы и двигатели значительно меньше и легче традиционных моделей, но при этом обладают высокой мощностью. Благодаря отсутствию потерь тока такие машины смогут работать дольше и эффективнее.
«Например, в авиации и ветроэнергетике мы не можем бесконечно увеличивать размер и массу оборудования. В таких условиях сверхпроводниковые машины – идеальное решение», – подчёркивает Кузнецов.
Сверхпроводниковые двигатели и генераторы особенно актуальны для освоения Арктики, эксплуатации Северного морского пути, космических аппаратов и других отраслей, где требуется мощное магнитное поле или эффективное накопление энергии.
Разработка САФУ открывает новые горизонты для науки и промышленности, позволяя создать энергосистемы будущего – без потерь и с максимальной эффективностью.