Il futuro dell'energia: generatori di corrente, trasformatori e linee elettriche superconduttori

Una delle direzioni principali dello sviluppo della scienza delinea studi teorici e sperimentali nel campo dei materiali superconduttori e una delle direzioni principali dello sviluppo della tecnologia è lo sviluppo di turbogeneratori superconduttori.

Le apparecchiature elettriche superconduttive aumenteranno notevolmente i carichi elettrici e magnetici negli elementi dei dispositivi e ridurranno drasticamente le loro dimensioni. In un filo superconduttore, è consentita una densità di corrente di 10 ... 50 volte la densità di corrente nelle apparecchiature elettriche convenzionali. I campi magnetici possono essere portati a valori dell'ordine di 10 T, rispetto a 0,8 ... 1 T nelle macchine convenzionali. Dato che le dimensioni dei dispositivi elettrici sono inversamente proporzionali al prodotto della densità di corrente consentita e dell'induzione magnetica, è chiaro che l'uso di superconduttori ridurrà le dimensioni e il peso delle apparecchiature elettriche molte volte!

Secondo uno dei progettisti del sistema di raffreddamento di nuovi tipi di turbogeneratori criogenici dello scienziato sovietico I.F. Filippov, c'è motivo di considerare il compito di creare criurogeneratori economici con superconduttori risolti. Calcoli e studi preliminari ci consentono di sperare che non solo le dimensioni e il peso, ma anche l'efficienza delle nuove macchine siano superiori a quelle dei generatori più avanzati di un design tradizionale.

Questa opinione è condivisa dai responsabili del lavoro sulla creazione di un nuovo turbogeneratore superconduttore della serie KTG-1000, Academician I.A. Glebov, dottore in scienze tecniche V.G. Novitsky e V.N. Shakhtarin. Il generatore KTG-1000 è stato testato nell'estate del 1975, seguito dal turbogeneratore criogenico modello KT-2-2, creato dall'associazione Electrosila in collaborazione con scienziati dell'Istituto di fisica e tecnologia delle basse temperature, Accademia delle scienze della SSR ucraina. I risultati del test hanno consentito la costruzione di un'unità superconduttiva di potenza significativamente maggiore.

Ecco alcuni dati di un turbogeneratore superconduttore da 1200 kW sviluppato presso VNIIelektromash. L'avvolgimento del campo superconduttore è realizzato con filo di diametro 0,7 mm con 37 conduttori superconduttori in niobio-titanio in una matrice di rame. Le forze centrifughe ed elettrodinamiche nell'avvolgimento sono percepite da una benda di acciaio inossidabile. Tra il guscio esterno in acciaio inossidabile a pareti spesse e la benda c'è uno schermo elettrotermico di rame, raffreddato dal flusso di elio gassoso freddo che passa attraverso il canale (per poi tornare al fluidizzatore).

I cuscinetti funzionano a temperatura ambiente. L'avvolgimento dello statore è realizzato con conduttori di rame (più fresco - acqua) ed è circondato da uno schermo ferromagnetico in acciaio carico. Il rotore ruota in uno spazio vuoto all'interno del guscio di materiale isolante. Il vuoto nel guscio è garantito da guarnizioni.

Il generatore sperimentale KTG-1000 era una volta il più grande criogeneratore del mondo in termini di dimensioni. Lo scopo della sua creazione è testare la progettazione di grandi criostati rotanti, dispositivi di alimentazione dell'elio all'avvolgimento del rotore superconduttore, studiare il circuito termico, il funzionamento dell'avvolgimento del rotore superconduttore e raffreddarlo.

E le prospettive sono semplicemente ipnotizzanti. Una macchina con una capacità di 1300 MW avrà una lunghezza di circa 10 m con una massa di 280 tonnellate, mentre una macchina di dimensioni simili di un design convenzionale avrà una lunghezza di 20 m con una massa di 700 tonnellate! Infine, è difficile creare una macchina ordinaria con una capacità di oltre 2000 MW e con i superconduttori si può effettivamente raggiungere una potenza unitaria di 20.000 MW!

Pertanto, l'aumento dei materiali rappresenta circa i tre quarti del costo. I processi di produzione sono facilitati. Per qualsiasi impianto di costruzione di macchine è più semplice ed economico realizzare più grandi macchine elettriche rispetto a un gran numero di macchine piccole: sono necessari meno lavoratori, il parco macchine e altre attrezzature non sono così stressati.

Per installare un potente turbogeneratore, è necessaria un'area relativamente piccola della centrale elettrica. Ciò significa che il costo di costruzione di una sala macchine è ridotto, la stazione può essere messa in funzione più velocemente. E infine, più grande è la macchina elettrica, maggiore è la sua efficienza.

Tuttavia, tutti questi vantaggi non escludono le difficoltà tecniche che sorgono durante la creazione di grandi unità energetiche. E, soprattutto, il loro potere può essere aumentato solo fino a certi limiti. I calcoli mostrano che non sarà possibile attraversare il limite superiore limitato dalla potenza di un turbogeneratore da 2500 MW, il cui rotore ruota a una velocità di 3000 giri / min, poiché questo limite è determinato, innanzitutto, dalle caratteristiche di resistenza: le sollecitazioni nella struttura meccanica di una macchina con un aumento di potenza così elevato che le forze centrifughe causeranno inevitabilmente guasti al rotore.

Durante il trasporto sorgono molte preoccupazioni. Per trasportare lo stesso turbogeneratore con una capacità di 1200 MW, era necessario costruire un trasportatore articolato con una capacità di carico di 500 tonnellate, una lunghezza di quasi 64 m. Ciascuno dei suoi due carrelli poggiava su 16 assi di auto.

Molti ostacoli si staccano se si utilizza l'effetto della superconduttività e si applicano materiali superconduttori. Quindi le perdite nell'avvolgimento del rotore possono essere praticamente ridotte a zero, poiché la corrente continua non incontra resistenza in esso. E in tal caso, l'efficienza della macchina aumenta. Una grande corrente che scorre attraverso l'avvolgimento del campo superconduttore crea un campo magnetico così forte che non è più necessario utilizzare un circuito magnetico in acciaio, tradizionale per qualsiasi macchina elettrica. L'eliminazione dell'acciaio ridurrà la massa del rotore e la sua inerzia.

La creazione di macchine elettriche criogeniche non è una moda passeggera, ma una necessità, una conseguenza naturale del progresso scientifico e tecnologico. E vi sono tutte le ragioni per sostenere che entro la fine del secolo, i turbogeneratori superconduttori con una capacità di oltre 1000 MW funzioneranno nei sistemi di alimentazione.

La prima macchina elettrica nell'Unione Sovietica con superconduttori fu progettata presso l'Istituto di Elettromeccanica di Leningrado nel 1962 ... 1963. Era una macchina a corrente continua con un'armatura convenzionale ("calda") e un avvolgimento di campo superconduttore. La sua potenza era solo di pochi watt.

Da allora, il personale dell'istituto (ora VNIIelektromash) ha lavorato alla creazione di turbogeneratori superconduttori per il settore energetico. Negli ultimi anni è stato possibile costruire strutture pilota con una capacità di 0,018 e 1 MW, quindi 20 MW ...

Quali sono le caratteristiche di questa idea di VNIIelektromash?

La bobina del campo superconduttore è in un bagno di elio. L'elio liquido entra nel rotore rotante attraverso un tubo situato al centro dell'albero cavo. Il gas evaporato viene reindirizzato all'unità di condensazione attraverso lo spazio tra questo tubo e la parete interna dell'albero.

Nella progettazione della condotta per l'elio, come nel rotore stesso, ci sono cavità del vuoto che creano un buon isolamento termico. La coppia del motore principale viene fornita all'avvolgimento di campo attraverso i "ponti termici", una struttura sufficientemente meccanica ma che non trasferisce bene il calore.

Di conseguenza, il design del rotore è un criostato rotante con una bobina di campo superconduttiva.

Lo statore del turbogeneratore superconduttore, come nella forma di realizzazione tradizionale, ha un avvolgimento trifase in cui una forza elettromotrice viene eccitata dal campo magnetico del rotore.Gli studi hanno dimostrato che non è pratico utilizzare un avvolgimento superconduttore in uno statore, poiché si verificano notevoli perdite sulla corrente alternata nei superconduttori. Ma il design di uno statore con un avvolgimento "normale" ha le sue caratteristiche.

L'avvolgimento si è rivelato possibile, in linea di principio, essere posizionato nello spazio tra lo statore e il rotore e montato in un modo nuovo, utilizzando resine epossidiche ed elementi strutturali in fibra di vetro. Tale circuito ha permesso di posizionare più conduttori di rame nello statore.

Anche il sistema di raffreddamento dello statore è originale: il calore viene rimosso dal freon, che svolge contemporaneamente la funzione di un isolante. In futuro, questo calore può essere utilizzato a scopi pratici utilizzando una pompa di calore.

Un filo di rame di sezione rettangolare 2,5 x 3,5 mm è stato utilizzato in un motore turbogeneratore con una capacità di 20 MW. In esso vengono pressate 3600 vene di niobio-titanio. Tale filo è in grado di trasmettere corrente fino a 2200 A.

I test del nuovo generatore hanno confermato i dati calcolati. Si è rivelato essere due volte più leggero delle macchine tradizionali della stessa potenza e la sua efficienza è superiore dell'1%. Ora questo generatore funziona nel sistema Lenenergo come un compensatore sincrono e genera potenza reattiva.

Ma il risultato principale del lavoro è la colossale esperienza acquisita nel processo di creazione di un turbogeneratore. Basandosi su di esso, l'Associazione Elektrosila per la costruzione di macchine elettriche di Leningrado ha iniziato a creare un turbogeneratore con una capacità di 300 MW, che verrà installato in una delle centrali elettriche in costruzione nel nostro paese.

L'avvolgimento del campo del rotore superconduttore è realizzato in filo di niobio-titanio. Il suo dispositivo è insolito: i più sottili conduttori di niobio-titanio sono pressati in una matrice di rame. Questo viene fatto al fine di impedire la transizione dell'avvolgimento dallo stato superconduttore alla normale a causa dell'influenza delle fluttuazioni nel flusso magnetico o di altri motivi. Se ciò accade, la corrente scorrerà attraverso la matrice di rame, il calore si dissiperà e lo stato superconduttore verrà ripristinato.

La tecnologia di produzione del rotore stesso ha richiesto l'introduzione di soluzioni tecniche fondamentalmente nuove. Se il rotore di una macchina convenzionale è costituito da una forgiatura solida di acciaio magneticamente conduttivo, allora in questo caso dovrebbe essere costituito da diversi cilindri inseriti uno nell'altro in acciaio non magnetico. Tra le pareti di alcuni cilindri c'è elio liquido, tra le pareti di altri viene creato un vuoto. Le pareti del cilindro, ovviamente, devono avere un'elevata resistenza meccanica, essere a tenuta di vuoto.

La massa del nuovo turbogeneratore, così come la massa del suo predecessore, è quasi 2 volte inferiore alla massa della solita stessa potenza e l'efficienza viene aumentata di un altro 0,5 ... 0,7%. Il turbogeneratore "vive" da circa 30 anni e la maggior parte del tempo era in funzione, quindi è chiaro che un aumento apparentemente così piccolo dell'efficienza sarà un guadagno molto sostanziale.

Gli ingegneri di potenza non hanno bisogno solo di generatori di freddo. Diverse dozzine di trasformatori superconduttori sono già stati prodotti e testati (il primo è stato costruito dall'americano McPhee nel 1961; il trasformatore ha funzionato a un livello di 15 kW). Esistono progetti di trasformatori superconduttori per potenze fino a 1 milione di kW. A potenze sufficientemente elevate, i trasformatori superconduttori saranno più leggeri del solito del 40 ... 50% con approssimativamente le stesse perdite di potenza dei trasformatori convenzionali (in questi calcoli è stata presa in considerazione anche la potenza del fluidizzatore).

I trasformatori superconduttori, tuttavia, presentano degli svantaggi significativi. Sono associati alla necessità di proteggere il trasformatore dall'uscita dallo stato superconduttore durante sovraccarichi, corto circuiti, surriscaldamento, quando il campo magnetico, la corrente o la temperatura possono raggiungere valori critici.

Se il trasformatore non collassa, ci vorranno diverse ore per raffreddarlo di nuovo e ripristinare la superconduttività. In alcuni casi, tale interruzione dell'alimentazione è inaccettabile.Pertanto, prima di parlare della produzione in serie di trasformatori superconduttori, è necessario sviluppare misure di protezione contro le condizioni di emergenza e la possibilità di fornire elettricità ai consumatori durante i tempi di inattività del trasformatore superconduttore. I successi raggiunti in questo settore ci consentono di pensare che nel prossimo futuro il problema della protezione dei trasformatori superconduttori sarà risolto e che prenderà il loro posto nelle centrali elettriche.

Negli ultimi anni, il sogno di linee elettriche superconduttive è diventato sempre più vicino alla realizzazione. La domanda sempre crescente di elettricità rende molto attraente la trasmissione di energia ad alta distanza. Gli scienziati sovietici hanno dimostrato in modo convincente la promessa di linee di trasmissione superconduttive. Il costo delle linee sarà paragonabile al costo delle linee convenzionali di trasmissione di energia (il costo di un superconduttore, dato l'alto valore della densità di corrente critica rispetto alla densità di corrente economicamente fattibile in fili di rame o alluminio, è basso) e inferiore al costo delle linee di cavi.

Si suppone che realizzi linee elettriche superconduttive come segue: una tubazione con azoto liquido viene posata tra i punti finali della trasmissione nel terreno. All'interno di questa conduttura è presente una conduttura con elio liquido. L'elio e l'azoto fluiscono attraverso le tubazioni a causa della creazione di una differenza di pressione tra i punti iniziale e finale. Pertanto, le stazioni di liquefazione e di pompaggio saranno solo alle estremità della linea.

L'azoto liquido può essere usato contemporaneamente come dielettrico. La conduttura dell'elio è supportata all'interno dell'azoto da cremagliere dielettriche (nella maggior parte degli isolanti, le proprietà dielettriche sono migliorate a basse temperature). La tubazione dell'elio ha un isolamento sotto vuoto. La superficie interna della tubazione dell'elio liquido è rivestita con uno strato di un superconduttore.

Le perdite in tale linea, tenendo conto delle inevitabili perdite alle estremità della linea, in cui il superconduttore deve interfacciarsi con i pneumatici a temperatura normale, non supereranno alcune frazioni di percento e nelle normali linee elettriche le perdite sono 5 ... 10 volte di più!

Dalle forze degli scienziati dell'Energy Institute intitolati a G.M. Krzhizhanovsky e All-Union Scientific Research Institute of Cable Industry ha già creato una serie di segmenti sperimentali di cavi CA e CC superconduttori. Tali linee saranno in grado di trasferire energia a molte migliaia di megawatt con un'efficienza superiore al 99%, a un costo moderato e una tensione relativamente bassa (110 ... 220 kV). Forse ancora più importante, le linee elettriche superconduttive non avranno bisogno di costosi dispositivi di compensazione della potenza reattiva. Le linee convenzionali richiedono l'installazione di reattori di corrente, potenti condensatori per compensare le eccessive perdite di tensione lungo il percorso e le linee sui superconduttori sono in grado di auto-compensarsi!

I superconduttori si sono rivelati indispensabili nelle macchine elettriche, il cui principio di funzionamento è estremamente semplice, ma che non sono mai stati costruiti prima, perché il loro lavoro richiede magneti molto potenti. Stiamo parlando di macchine magnetoidrodinamiche (MHD), che Faraday ha cercato di implementare già nel 1831.

L'idea dell'esperienza è semplice. Due lastre di metallo erano immerse nell'acqua del Tamigi sulle sue sponde opposte. Se la velocità del fiume è di 0,2 m / s, quindi, paragonando i getti d'acqua ai conduttori che si spostano da ovest a est nel campo magnetico terrestre (la sua componente verticale è di circa 5-10-5 T), una tensione di circa 10 μV / m può essere rimossa dagli elettrodi .

Sfortunatamente, questo esperimento si concluse con un fallimento: il "generatore-fiume" non funzionava. Faraday non ha potuto misurare la corrente nel circuito. Ma pochi anni dopo, Lord Kelvin ripeté l'esperienza di Faraday e ricevette una piccola corrente. Sembrerebbe che tutto sia rimasto come a Faraday: gli stessi piatti, lo stesso fiume, gli stessi strumenti. È che il posto non è proprio quello.Kelvin costruì il suo generatore lungo il Tamigi, dove le sue acque si mescolavano con l'acqua salata dello stretto.

Eccola! L'acqua a valle era più salina e quindi aveva più conduttività! Questo è stato immediatamente registrato dagli strumenti. Aumentare la conduttività del "fluido di lavoro" è il modo generale per aumentare la potenza dei generatori MHD. Ma puoi aumentare la potenza in un altro modo, aumentando il campo magnetico. La potenza del generatore MHD è direttamente proporzionale al quadrato dell'intensità del campo magnetico.

I sogni dei generatori di MHD hanno avuto una vera base intorno alla metà del nostro secolo, con l'avvento dei primi lotti di materiali industriali superconduttori (niobio-titanio, niobio-zirconio), dai quali è stato possibile realizzare i primi, ancora piccoli, ma funzionanti modelli di generatori, motori, conduttori, solenoidi . E nel 1962, durante un simposio a Newcastle, gli inglesi Wilson e Robert proposero un progetto per un generatore MHD da 20 MW con un campo di 4 T. Se l'avvolgimento è fatto di filo di rame, quindi ad un costo di 0,6 mm / dollaro. Le perdite di Joule in esso "divorano" la potenza utile (15 MW!). Ma sui superconduttori, l'avvolgimento si adatta in modo compatto alla camera di lavoro, non ci saranno perdite in esso e il raffreddamento richiederà solo 100 kW di potenza. L'efficienza aumenterà dal 25 al 99,5%! C'è qualcosa a cui pensare.

I generatori di MHD sono stati presi in seria considerazione in molti paesi, perché in tali macchine è possibile utilizzare il plasma 8 ... 10 volte più caldo del vapore nelle turbine delle centrali termoelettriche e, secondo la nota formula Carnot, l'efficienza non sarà 40, ma tutte e 60 %. Ecco perché nei prossimi anni vicino a Ryazan inizierà a funzionare il primo generatore MHD industriale da 500 MW.

Certo, non è facile creare e utilizzare una stazione del genere in modo economico: non è facile posizionarla vicino a un flusso di plasma (2500 K) e un criostato con avvolgimento in elio liquido (4 ... 5 K), elettrodi caldi bruciano e scorie, quegli additivi che devono solo essere liberati dalle scorie che sono stati aggiunti al carburante a ionizzazione del plasma, ma i benefici previsti dovrebbero coprire tutti i costi di manodopera.

Si può immaginare come sia un sistema magnetico superconduttore di un generatore MHD. Due avvolgimenti superconduttori sono situati ai lati del canale al plasma, separati dagli avvolgimenti da un isolamento termico multistrato. Gli avvolgimenti sono fissati in cassette di titanio e tra loro sono posizionati distanziali in titanio. Per inciso, queste cassette e distanziali devono essere estremamente durevoli, poiché le forze elettrodinamiche negli avvolgimenti attuali tendono a lacerarli e riunirli.

Poiché non viene generato calore nell'avvolgimento superconduttore, il frigorifero, necessario per il funzionamento del sistema magnetico superconduttore, deve rimuovere solo il calore che entra nel criostato con elio liquido attraverso l'isolamento termico e i conduttori di corrente. Le perdite nei cavi di corrente possono essere praticamente ridotte a zero se si utilizzano bobine di superconduttori in cortocircuito, alimentate da un trasformatore CC superconduttore.

Si stima che un liquefier di elio, che compenserà la perdita di elio che evapora attraverso l'isolamento, produca diverse decine di litri di elio liquido in 1 ora, che sono prodotti dall'industria.

Senza avvolgimenti superconduttori, i grandi tokamak sarebbero irrealistici. Nell'installazione Tokamak-7, ad esempio, un avvolgimento del peso di 12 tonnellate scorre attorno a una corrente di 4,5 kA e crea un campo magnetico di 2,4 T sull'asse di un toro al plasma di 6 m3. Questo campo è creato da 48 bobine superconduttrici, che consumano solo 150 litri di elio liquido all'ora, la cui ri-liquefazione richiede una potenza di 300 ... 400 kW.

Non solo la grande energia ha bisogno di potenti elettromagneti compatti economici, ma è difficile fare a meno degli scienziati che lavorano con campi forti da record. Le installazioni per la separazione isotopica magnetica diventano un ordine di grandezza più produttivo. I progetti di grandi acceleratori senza elettromagneti superconduttori non sono più considerati.È assolutamente irrealistico fare a meno dei superconduttori nelle camere a bolle, che diventano registrar estremamente affidabili e sensibili di particelle elementari. Quindi, uno dei grandi sistemi magnetici da record basato su superconduttori (Argonne National Laboratory, USA) crea un campo di 1,8 T con un'energia immagazzinata di 80 MJ. Un gigantesco avvolgimento del peso di 45 tonnellate (di cui 400 kg destinati a un superconduttore) con un diametro interno di 4,8 m, un diametro esterno di 5,3 me un'altezza di 3 m richiede solo 500 kW per il raffreddamento a 4,2 K - potenza trascurabile.

Il magnete superconduttore della camera a bolle del Centro europeo per la ricerca nucleare di Ginevra sembra ancora più impressionante. Ha le seguenti caratteristiche: campo magnetico al centro fino a 3 T, diametro interno della "bobina" 4,7 m, energia immagazzinata 800 MJ.

Alla fine del 1977, l'Hyperon, uno dei più grandi magneti superconduttori del mondo, fu messo in funzione presso l'Istituto di fisica teorica e sperimentale (ITEP). L'area di lavoro ha un diametro di 1 m, il campo al centro del sistema è 5 T (!). Un magnete unico è progettato per esperimenti presso il sincrotrone di protoni IHEP a Serpukhov.

Avendo compreso queste cifre impressionanti, è già in qualche modo scomodo affermare che lo sviluppo tecnico della superconduttività è solo all'inizio. Ad esempio, possiamo ricordare i parametri critici dei superconduttori. Se la temperatura, la pressione, la corrente, il campo magnetico superano alcuni valori limite, chiamati critici, il superconduttore perderà le sue proprietà insolite, trasformandosi in materiale ordinario.

La presenza di una transizione di fase è abbastanza naturale da usare per controllare le condizioni esterne. Se c'è superconduttività, il campo è meno che critico, se il sensore ha ripristinato la resistenza, il campo è sopra critico. È già stata sviluppata una serie di una vasta gamma di contatori superconduttori: un bolometro su un satellite può "sentire" un fiammifero acceso sulla Terra, i galvanometri diventano più sensibili di diverse migliaia di volte; nei risonatori ad altissimo Q, le oscillazioni del campo elettromagnetico sembrano essere conservate, poiché non si deteriorano per un tempo estremamente lungo.

Ora è il momento di dare un'occhiata all'intera parte elettrica del settore energetico per capire come lo scattering dei dispositivi superconduttori possa produrre un effetto economico totale. I superconduttori possono aumentare la potenza dell'unità delle unità di potenza, l'energia ad alta tensione può gradualmente trasformarsi in multi-ampere, invece di quattro o sei volte la conversione di tensione tra la centrale elettrica e il consumatore, è reale parlare di una o due trasformazioni con la corrispondente semplificazione e circuito più economico, l'efficienza complessiva delle reti elettriche aumenterà inevitabilmente a causa delle perdite di joule. Ma non è tutto.

I sistemi elettrici assumeranno inevitabilmente un aspetto diverso quando vengono utilizzati dispositivi di accumulo di energia induttiva superconduttori (SPIN)! Il fatto è che su tutti i settori, solo nel settore energetico non ci sono magazzini: il calore generato e l'elettricità non possono essere immagazzinati, devono essere consumati immediatamente. Alcune speranze sono associate ai superconduttori. A causa della mancanza di resistenza elettrica in essi, la corrente può circolare attraverso un circuito superconduttore chiuso per un tempo arbitrariamente lungo senza attenuazione fino al momento in cui viene scelta dal consumatore. SPINS diventerà elementi naturali della rete elettrica, non resta che dotarli di regolatori, interruttori o convertitori di corrente o frequenza se combinati con fonti e consumatori di elettricità.

L'intensità energetica degli SPIN può essere molto diversa: da 10 a 5 (l'energia di un portafoglio che è sfuggito di mano) a 1 kWh (un blocco di 10 tonnellate caduto a 40 metri da una scogliera) o 10 milioni di kWh! Un disco così potente dovrebbe avere le dimensioni di un tapis roulant attorno a un campo di calcio, il suo prezzo sarà di 500 milioni di dollari e l'efficienza - il 95%.Una centrale elettrica ad accumulo equivalente sarà più economica del 20%, ma spenderà un terzo della capacità per le sue esigenze! Il layout del costo di un tale SPIN è istruttivo in termini di componenti: per frigoriferi 2 ... 4%, per convertitori di corrente 10%, per avvolgimento superconduttore 15 ... 20%, per isolamento termico della zona fredda 25% e per bende, elementi di fissaggio e distanziali - quasi 50 %.

Dal momento che il rapporto di G.M. Krzhizhanovsky secondo il piano GOELRO all'VIII Congresso dei Soviet tutto russo è passato più di mezzo secolo. L'attuazione di questo piano ha permesso di aumentare la capacità delle centrali elettriche del Paese da 1 a 200 ... 300 milioni di kW. Ora esiste un'opportunità fondamentale per rafforzare i sistemi energetici del Paese diverse decine di volte, trasferendoli ad apparecchiature elettriche superconduttive e semplificando i principi stessi della costruzione di tali sistemi.

La base dell'energia all'inizio del 21 ° secolo può essere costituita da stazioni nucleari e termonucleari con generatori elettrici estremamente potenti. Campi elettrici generati da elettromagneti superconduttori, i fiumi potenti possono fluire attraverso linee elettriche superconduttori verso l'accumulo di energia superconduttiva, da dove saranno selezionati dai consumatori se necessario. Le centrali elettriche saranno in grado di generare energia in modo uniforme, giorno e notte, e il loro rilascio dai regimi pianificati dovrebbe aumentare l'efficienza e la durata delle unità principali.

È possibile aggiungere stazioni solari spaziali alle centrali elettriche a terra. Passando sopra punti fissi del pianeta, dovranno convertire i raggi del sole in radiazioni elettromagnetiche a onde corte per inviare flussi di energia focalizzati ai convertitori terrestri in correnti industriali. Tutte le apparecchiature elettriche dei sistemi elettrici spazio-spazio devono essere superconduttive, altrimenti le perdite nei conduttori della conduttività elettrica finale risulteranno inaccettabilmente grandi.

Vladimir KARTSEV "Magnete per tre millenni"