proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2017 год
  Агентство  ПРоАтом. 20 ЛЕТ с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
ОЯТ не перерабатывать! Только захоранивать, не нарушая оболочек твэлов
Согласен
Согласен с оговорками
Не согласен

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
PRo Рекламу

[05/07/2017]     Проект «Инновационная энергетика/Сверхпроводниковая индустрия»

По прогнозу специалистов (WORLD ENERGY OUTLOOK  FACTSHEET; IEA) мировое потребление электроэнергии за период 2011-2035 гг. вырастет более чем на 2/3. Потери же электроэнергии в энергосистеме РФ по данным Минэнерго России оцениваются в 13-15%. Проект Госкорпорации «Росатом» «Инновационная энергетика/ Сверхпроводниковая индустрия» направлен на создание инновационной технической базы для повышения энергетической эффективности экономики страны.



Проект был утвержден в рамках Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России по приоритетному направлению «Энергоэффективность» в октябре 2009 г. со сроками реализации 2010-2015 гг.  

Для ликвидации отставания отечественных разработок по высокотемпературным сверхпроводникам второго поколения (ВТСП-2) ГК «Росатом» приобрела у немецкой компании Bruker HTS технологию по производству таких сверхпроводников. Была поставлена задача к 2015 г. создать основы инновационной сверхпроводниковой индустрии, разработав ряд прототипных устройств на основе эффекта высокотемпературной сверхпроводимости, заложить основы промышленного производства высокотемпературных сверхпроводников второго поколения.

В работе принимали участие более 20 научных, промышленных и конструкторских организаций, в том числе: ИАЭ, НИИЭФА, ИФВЭ, ФИАН, ИМЕТ, ХФТИ, ИМФ СО РАН, ВЭИ, ВНИИНМ, ВНИИКП, НИИТФА, «Кристалл», УМЗ, ЧМЗ, Кирскабель, Электросила, МИФИ, МАИ, ГУАП, МИСиС и др.

Рис.1 Стадии проекта  2010-2015 гг. [Развитие в ГК «Росатом» сверхпроводящих технологий на базе ВТСП-2, Панцырный В. И., Авдиенко А.А. ОАО «Русский сверхпроводник», V Всероссийская НПК «Принципы и механизмы формирования национальной инновационной системы», Дубна 2014 г.]

 

В рамках проекта «Сверхпроводниковая индустрия» были поставлены задачи:

- разработать отечественные технологии производства высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) методом импульсной лазерной абляции,

- разработать прототипные сверхпроводниковые устройства энергетического назначения на основе ВТСП:

-сверхпроводниковые ограничители токов короткого замыкания резистивного и индуктивного типов для сетей постоянного и переменного тока мощностью в интервале от 5 до 35 МВт;

- двигатель мощностью 200 кВт,

- генератор мощностью 1 МВт,

- трансформатор мощностью 1000 кВА,

- индуктивный накопитель энергии энергоемкостью 1 МДж,

- кинетический накопитель энергии энергоемкостью более 5 МДж,

- токовводы в криогенные системы с токонесущей способностью 15 кА.

В перспективе рассматривается создание производств электротехнического оборудования на основе высокотемпературных сверхпроводников. Ключевыми направлениями с точки зрения коммерческой энергетики является применение сверхпроводников для создания кабелей и силовой электротехники и устройств хранения электроэнергии (индуктивные и кинетические накопители).

За счет сверхмалых потерь энергии и больших токов сверхпроводниковые кабели выводят на новый уровень энергоэффективность сетевого хозяйства. Возникают принципиально новые условия для размещения объектов генерации и экспорта электроэнергии. Электротехническое оборудование и силовые установки на основе эффекта сверхпроводимости повышают показатели эффективности на железнодорожном и морском транспорте, в энергетике, нефтегазовой отрасли, обрабатывающей промышленности и др. Системные применения сверхпроводимости охватывают сверхпроводящие магнитные устройства; криогенные хранилища; космические платформы; кинетические накопители энергии. Поезда, использующие эффект магнитной левитации (MagLev), могут развивать скорость до 1000 км/ч. Ещё одним применением сверхпроводимости может стать сверхпроводниковый квантовый компьютер.

По мнению главы ОАО «Русский сверхпроводник» В.И.Панцырного, использование сверхпроводников позволит России существенно экономить за счет сокращения потерь электроэнергии.  

 

История вопроса

Технологией создания сверхпроводниковых материалов атомщики занимаются давно. Начиная с 1970-х гг., технические сверхпроводники начали разрабатывать Курчатовский институт и Институт им. А.А. Бочвара. С 1960-х гг. проблемами технической сверхпроводимости занимается НИИЭФА им. Д. В. Ефремова, основным направлением которого было создание магнитных систем термоядерных реакторов. Разработанные во ВНИИНМе им. А. А. Бочвара технологии композиционных сверхпроводниковых материалов были внедрены в промышленное производство. Низкотемпературные сверхпроводники (НТСП) на основе сверхпроводящего сплава NbTi и интерметаллида Nb3Sn, работающие при температуре жидкого гелия 4,2 К (–268,9°С),  использовались для создания в СССР первых в мире крупных токамаков (тороидальных камер с магнитными катушками) Т-7 и Т-15 со сверхпроводящими магнитными системами. 

40-летний опыт работ в области композиционных НТСП позволил России принять участие в международном проекте по созданию термоядерного реактора ИТЭР. Наряду с ведущими компаниями Европы, США и Японии, Россия вошла в число производителей сверхпроводников. Для обеспечения поставок сверхпроводящих материалов для магнитной системы ИТЭР на базе Чепецкого механического завода (ЧМЗ) было организовано промышленное производство НТСП мощностью 60 т/год сверхпроводящих материалов. С момента запуска производства в 2009 г. для ИТЭР было выпущено ~99 т сверхпроводящих материалов на основе Nb3Sn и ~125 т – на основе Nb-Ti.

Другим ключевым потребителем низкотемпературных сверхпроводников является производство медицинских магнитно-резонансных томографов.

В 1990-х гг. начался новый этап в развитии сверхпроводимости. Ученые А.Мюллер и Й.Беднорц из исследовательской лаборатории IBM в Швейцарии в 1985-1986 гг. синтезировали металлооксидную керамику - соединение лантана, бария, меди и кислорода (La—Ва—Cu—О), которое проявляло сверхпроводимость при температуре 35 К. Мир охватила лихорадка поиска новых сверхпроводников. Критическая температура от 45 К для соединения La—Sr—Cu—О поднялась до 52 К для La—Ва—Cu—О (под давлением). В феврале 1987 г. американец Пол Чу синтезировал соединение YBa2Cu3O7,  критическая температура которого достигла 93К, перевалив через «азотный рубеж». Открытие высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) отодвинуло температурную границу сверхпроводимости до температуры кипения жидкого азота (77 К), гораздо более дешевой криогенной жидкости, которая к тому же обладает высокими диэлектрическими свойствами, сопоставимыми с трансформаторным маслом.  По состоянию на 1 января 2006 г. рекорд принадлежал керамическому соединению Hg—Ba—Ca—Cu—O(F), критическая температура для которого равна 138 К. При давлении 400 кбар то же соединение является сверхпроводником при температурах до 166 К. Й. Беднорцу и К.Мюллеру в 1987 г. была присуждена Нобелевская премия по физике за открытие высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП).

Как коммерческий продукт ВТСП-лента появилась на мировом рынке в конце 2000-х гг. Были созданы образцы ВТСП проводов и кабелей; на основе сверхпроводящей керамики были изготовлены ВТСП двигатели, генераторы, ограничители тока, информационные системы, антенные решетки, сверхпроводящие подшипники и другие изделия. В 2004 г. были созданы сверхпроводниковые прототипы всех электрических устройств.  

Ограничители тока резистивного типа на основе лент ВТСП-2 производства американской фирмы «SuperPower» были подключены к сети компании «Silicon Valley Power» в Калифорнии в 2013 г. Другой ограничитель тока был подключен к сети компании «Central Hudson» в штате Нью-Йорк в июне 2014 г. Первый в мире промышленный сверхпроводящий кабель длиной 1 км, соединивший две городские подстанции, был запущен в немецком Эссене в сентябре 2014 г.  Трехфазный концентрический кабель на 10000 В проекта «AmpaCity» был рассчитан на передачу 40 МВт мощности.

 

Задачи проекта «Сверхпроводниковая индустрия»

Головной компанией для реализации проекта была утверждена ГК «Росатом», координация работ поручена АО «Русский сверхпроводник», научное руководство – НИЦ «Курчатовский институт».

Под №1 в этой программе стояла «разработка технологий и создание опытного производства длинномерных ленточных высокотемпературных сверхпроводников второго поколения (ВТСП-2) и объемных керамик для производства ВТСП». В качестве головных исполнителей выступили АО «НИИЭФА» и АО «НИИТФА», разработчиками технологий полуфабрикатов ВТСП-2 - АО «ВНИИНМ», АО «ГИРЕДМЕТ».

В промышленности производятся два типа материалов на основе высокотемпературной сверхпроводимости – ВТСП материалы 1 и 2 поколения. ВТСП 1 поколения представляют собой ленты, состоящие из нитей сверхпроводника на основе оксида висмута, имплантированных в серебряную матрицу. Их недостатки — наличие больших теплопритоков и механическая хрупкость, а также высокая стоимость из-за серебряной матрицы.

ВТСП ленты 2 поколения имеют слоистую структуру. На основу - металлическую ленту последовательно наносятся буферный слой для защиты поверхности металла, слой ВТСП и защитный слой. ВТСП ленты 2 поколения по сравнению с ВТСП-1 лентами имеют ряд преимуществ:

- меньшую стоимость (более дешевые материалы);

- большую плотность критического тока и меньшие потери на переменном токе;

- большую механическую прочность;

- возможность работы в сильных магнитных полях.

На базе опытно-экспериментальной установки по производству ВТСП-2 лент, приобретенной у немецкой компании «Брукер Эйч Ти Эс», в НИЦ «Курчатовский институт» была смонтирована экспериментальная линия по производству ВТСП-2 ленты шириной 4 мм и длиной 100 м (рис.2).

Опытное производство высокотемпературных сверхпроводящих материалов «Росатома» было организовано на трех площадках:

- во ОАО «ВНИИНМ» производят ленту-подложку, на которую в «НИИТФА» наносят ориентированный слой. Там же во ВНИИНМе разработана технология изготовления всех типов мишеней для нанесения буферных и сверхпроводящих слоев;

- в АО «НИИТФА» функционирует участок опытного производства лент-подложек длиной до 1000 м с ориентированным буферным покрытием на основе ионного напыления с ориентированием;

- в ОАО «НИИЭФА» – участок опытного производства ВТСП-2 лент длиной до 1000 м (рис.3), где лазерным напылением на ленту наносят остальные слои, включая слой сверхпроводящей оксидной керамики.

Опытное производство длинномерных ВТСП-2 в НИИЭФА и НИИТФА запущено в 2015 г. Данная стратегия позволила создать в России мирового уровня научный центр по материаловедению высокотемпературных сверхпроводников, разработать и изготовить уникальное оборудование промышленного масштаба для производства ВТСП-2 ленточных проводников. Были отработаны отечественные технологии и созданы опытные участки для производства необходимых исходных материалов. В АО «Русский сверхпроводник» запущено опытное производство объемных ВТСП.

Рис.2 Линия для изготовления ВТСП-2 длиной до 100 м

Промышленное производство ВТСП-2 планируется создать на базе ЧМЗ. Чепецкий механический завод обладает высоким технологическим потенциалом для реализации наукоемких проектов в различных сферах применения, в том числе высокотемпературной сверхпроводимости, поэтому в 2012 г. ОАО «ТВЭЛ» и ОАО «ЧМЗ» был поручен сбор исходных данных и выполнение предварительной технико-экономической оценки создания нового промышленного производства ВТСП-2.

Для успешной коммерциализации ВТСП-технологий должны быть разработаны различные электротехнические устройства (двигатели и генераторы, токоограничители, накопители энергии и т.д.), в которых будут заинтересованы потребители, так как в перспективе их применение позволит снизить стоимость киловатт-часа для потребителя.

По сравнению с медным проводом такого же размера ВТСП кабель может

передавать в 5 раз больше энергии, несмотря на наличие системы охлаждения.

Дополнительные затраты на сверхпроводниковые устройства компенсирует их повышенная энергоэффективность. Чтобы передать 300 МВт мощности на

распределительном напряжении 10–20 кВ, нужно 36 обычных кабелей, которые укладываются в кабельный канал шириной до 8 м. Эту же мощность можно передать одним ВТСП-кабелем, диаметр которого 11 см с учетом системы охлаждения.

На примере использования ВТСП-кабеля в сетевом хозяйстве Москвы «Русский сверхпроводник» показал, что эти решения дешевле на 20% по сравнению с традиционными технологиями. Научно-технический центр Федеральной сетевой компании (НТЦ ФСК) разработал новый формат линии электропередачи, предназначенной для Москвы, Санкт-Петербурга и других крупнейших городов России – кабельную ЛЭП постоянного тока на основе высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП-КЛПТ). ВТСП-КЛПТ применяются в случаях, когда необходимо распределение больших потоков электроэнергии на низком напряжении (10 кВ или 20 кВ) непосредственно с шин генераторного напряжения ТЭЦ или шин питающих подстанций. При этом в схеме отсутствуют необходимые для передачи значительной мощности повышающие и понижающие трансформаторы (например, 20/110 кВ и 110/20 кВ) и исключается или замещается строительство занимающих городское пространство воздушных линий электропередачи. ВТСП-кабели позволяют в разы снизить потери в силовых электросетях, сверхпроводниковые ограничители тока — существенно повысить надежность электроснабжения.

Рис.3 Оборудование опытного производства ВТСП-2 длиной до 1000 м на основе лазерного напыления (НИИЭФА)

Другим перспективным для использования сверхпроводников сектором является транспорт. В 2014 г. «Росатом» подписал с «Российскими железными дорогами» соглашение о научно-техническом сотрудничестве, предполагающем создание ВТСП-устройств:

- электроустановок для локомотивов,

- ограничителей тока для тяговых подстанций,

- использование эффекта магнитной левитации для сверхскоростных поездов.

В городском транспорте рассматривается использование сверхпроводниковых двигателей и накопителей энергии на электробусах.

Ведутся работы по применению ВТСП в судостроении для систем электродвижения и в авиации при создании полностью электрических самолетов.

Для инновационной энергетики на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ) перспективным является создание сверхпроводниковых генераторов для ветроустановок (ВЭУ) большой мощности, позволяющее в разы сократить вес и габариты установок по сравнению с традиционными генераторами. Оптимальным вариантом является создание автономных комплексов - ВЭУ со сверхпроводниковыми генератором и накопителем энергии.

По оценкам В.И.Панцырного, директора по развитию «Русского сверхпроводника», объем рынка ВТСП с $1,8 млрд долл. в 2015 г. вырастет до $5,8 млрд к 2022 г. А к 2040 г. суммарный объем спроса на ВТСП-технологии составит 6-17 млрд долл.

 

Преимущества сверхпроводниковых электрических машин

Общими для всех типов преимуществами сверхпроводниковых электрических машин являются следующие:

- пониженные потери и повышенный КПД (до 0.5-1.0%),

- улучшенные массогабаритные характеристики (в 2-3 раза),

- уменьшенные величины реактивных сопротивлений,

- уменьшенные энергозатраты в процессе производства (до 30%),

- замедленный процесс старения электрической изоляции,

- экологическая безопасность.

 

Электротехнические устройства на основе ВТСП

Опытный образец ограничителя тока короткого замыкания  (СОТ) для сетей 3,5/10/35 кВ  был разработан в «НИИТФА» - СОТ на основе ВТСП-2 резистивного типа на постоянное напряжение 3,5 кВ, номинальный ток 2 кА. Опытное производство НИИ технической физики и автоматизации способно выпускать 10-15 СОТ в год. Модифицированный по результатам испытаний опытного образца СОТ будет использоваться в системе тягового электроснабжения железных дорог.

Внедрение альтернативных источников энергии потребует специальных решений для включения их в существующие энергетические сети, в том числе должен быть решен вопрос накопления энергии.  Сверхпроводниковые накопители энергии используются также при создании источников бесперебойного питания и в качестве элементов энергосистем транспортного исполнения. Разработкой кинетического накопителя энергии (КНЭ) со сверхпроводниковым магнитным подвесом занимался Московский авиационный институт. Опытный образец КНЭ энергоемкостью 5 МДж с ВТСП магнитным подвесом был испытан в декабре 2015 г. на испытательном стенде АО «НИИЭМ» (г. Истра).

МАИ разработал также сверхпроводниковый электродвигатель для транспортных систем. Сокращение массогабаритных параметров электротехнических устройств за счет применения ВТСП-материалов является весьма важным преимуществом при их использовании на транспорте (авиационном, морском, железнодорожном, автомобильном). На рис.4 показан опытный образец синхронного ВТСП электродвигателя мощностью 200 кВт с ВТСП-2 обмотками возбуждения на роторе и вращающимся криостатом. Рабочая температура ВТСП-2 магнитной системы - 77К.

Рис.4 ВТСП электродвигатель мощностью 200 кВт (МАИ)

 

Развитие ветроэнергетики набирает обороты во всем мире, в том числе и в России. По итогам конкурса на строительство объектов, работающих на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), "ВетроОГК" (входит в ГК "Росатом") получила право на строительство 15 ветропарков общей установленной мощностью 360 МВт. Объекты ветрогенерации планируется построить в Краснодарском крае и Адыгее, два объекта – в Курганской области. Ветроэнегетика также будет востребована для хозяйствующих объектов Арктического побережья. Подразделение компании “Электросфера”, “Ветропарк Инжиниринг” собиралась построить на территории петербургской дамбы ветроэлектростанцию, состоящую из 30 ветряков. Общая мощность ветровой электростанции должна была составить 100 МВт. Пока ВЭС остается в стадии проекта.

Коллектив специалистов МАИ под руководством К.Л.Ковалева (в кооперации с сотрудниками НИИЭМ, АКБ «Якорь», ГУАП, НИФ «Криомагнит») создал компактный ВТСП синхронный генератор для ветроэнергетических установок мощностью 1 МВА с ВТСП-2 обмотками возбуждения на роторе и вращающимся криостатом. Рабочая температура ВТСП-2 системы - 77К.

Снижение потерь энергии на каждый генератор мощностью 6 МВт составит 170 кВт. При работе 6000 час/год экономия составит 3 млн. руб/год на каждый генератор. Массогабаритные размеры сверхпроводящих генераторов при равной мощности в 3-4 раза меньше традиционных.

В Петербургском «НИИЭФА им. Д.В.Ефремова» был создан индуктивный накопитель энергии (СПИН) с ВТСП-2 магнитной системой энергоемкостью 1 МДж и мощностью 1 МВА (рис.5).

Сверхпроводящие накопители индуктивного типа запасают энергию в виде магнитного поля в соленоидальных или тороидальных магнитных системах. И позволяют быстро вывести запасенную энергию, что важно для специальных импульсных систем.

Разработкой СПИН в качестве импульсных источников питания для устройств мощностью 1011-1012 Вт при токах 1-6 MA с продолжительностью импульса 1-100 мсек в НИИЭФА занимались с 1970-х гг. Современные технологии сделали возможным создание соленоидов с запасенной энергией 12-17 MДж. Возможно производство источников тока с запасенной энергией до 30 МДж и мощностью 1-5 MВт для использования в локальных сетях.

Рис.5 ВТСП СПИН 1 МДж

Интересным направлением в сверхпроводниковой технике является использование эффекта левитации для высокоскоростного транспорта. Этим занимается Китай, Япония. После сильного землетрясения, при котором очень сильно пострадал монорельс на опытном кольце в Осаке, японцы отдали предпочтение транспорту на ВТСП-подвесе. Сам поезд с ВТСП-подвесом - это электрическая машина, и поездной путь - это фактически обмотка статора. То, что было повреждено на опытном кольце в Японии после землетрясения, быстро выровняли.

На выставочной экспозиции международного форума «АТОМЭКСПО 2017» (Москва, июнь 2017 г.), среди инновационных продуктов и технологий атомной отрасли посетителям был представлен действующий макет систем магнитной левитации с пониженным электропотреблением, работающий на принципе сверхпроводимости, также созданный специалистами АО «НИИЭФА».

В рамках проекта «Сверхпроводниковая индустрия» Энергетическим институтом им. Г.М.Кржижановского (АО «ЭНИН») был разработан опытный образец сверхпроводникового трансформатора.

Отсутствие старения изоляции; возможность кратковременной двукратной перегрузки; возможность получения меньшего значения напряжения короткого замыкания; меньший вес и размеры по сравнению с обычными трансформаторами – являются очевидными преимуществами силовых трансформаторов на базе ВТСП материалов. Нагрузочные потери в ВТСП трансформаторах при номинальном токе ниже на 80-90%, общая масса меньше ~ в 2 раза, габариты в 2-3 раза, что позволяет устанавливать такие трансформаторы в энергосистемах транспортного назначения.

Был создан опытный образец трехфазного ВТСП трансформатора мощностью 1 МВА, класса напряжения 10/0,4 кВ с ВТСП-2 обмотками и магнитопроводом из аморфной стали. Рабочая температура ВТСП-2 обмоток - 77К.

Наибольший интерес ВТСП-трансформаторы представляют для стран с системой транспортировки по железным дорогам с туннелями, то есть ограничением по габаритам (Корея, Япония, Швейцария).

Одним из перспективных направлений развития атомной энергетики являются термоядерные реакторы с магнитным удержанием плазмы, в магнитной системе которых используются как низкотемпературные, так и высокотемпературные сверхпроводники. В качестве токовводов, рассчитанных на пропускание токов в десятки кА, используются токовводы на основе ВТСП материалов.

ВТСП-токовводы к НТСП-системам были разработаны коллективом Курчатовского НБИКС под руководством В.Е.Кейлина (26.02.1933 – 24.11.2014). В последние годы В.Е.Кейлин принимал активное участие в работах по созданию устройств ВТСП-индустрии: мощных высокотемпературных токовводов, сверхпроводниковых линий электропередач, токовводов для коллайдера NICA в Дубне. Его работы по криостатам для сверхпроводящих магнитов и сильноточным токовводам получили широкое признание и до сих пор считаются классическими.

Были созданы нескольких типов ВТСП токовводов:

- для ускорительной техники,

- для устройств термоядерного синтеза,

- электроэнергетического назначения (соединительные муфты ВТСП кабеля),

- сильноточные гибкие ВТСП-2 токоподводы.

Коллективом специалистов СПбГУАП под руководством Л.И.Чубраевой был создан компактный проект комплекса ВТСП оборудования для плавучей АЭС, который одобрило руководство «Росатома». При разработке проекта было учтено  и место размещения ПАТЭС. Металлургический комбинат и больница, находящиеся рядом с местом дислокации ПАТЭС, могли бы получать кислород, образующийся в процессе получения жидкого азота для работы ВТСП оборудования ПАТЭС. Работа над проектом показала, что для эффективной сверхпроводниковой техники важно создание не единичных изделий, а ВТСП комплексов, в которых слабые места отдельных устройств будут перекрываться суммарным эффектом всей системы, которая может иметь замкнутый контур охлаждения. Комплексное решение позволяет сокращать не только габариты всей системы, но и экономить расходы на её содержание.

Рис.6 Комплекс ВТСП оборудования для плавучей АЭС.

В  НТЦ Федеральной сетевой компании Единой энергетической  системы» («ФСК ЕЭС»)  в декабре 2014 г. был введен в эксплуатацию криогенный испытательный комплекс для сверхпроводниковых устройств. Фрагментированная стендовая криогенная база в России сдерживает развитие сверхпроводниковой индустрии. Модернизация одной из ключевых в стране криогенных исследовательских установок позволит решить часть этих проблем.

В ноябре 2015 г. на заседании Научного совета Отделения механики, энергетики, машиностроения и процессов управления (ЭММПУ) РАН по прикладной сверхпроводимости в энергетике были представлены результаты выполнения Проекта «Сверхпроводниковая индустрия».

В конце 2015 г. разработка программ перспективных работ по созданию и совершенствованию производства ВТСП-2, а также по электроэнергетическим применениям ВТСП оборудования продолжилась.

Проект «Сверхпроводниковая индустрия» на 2016-2020 гг. (ВТСП системы различного назначения) предполагал создание СП систем в объектах генерирования и передачи электроэнергии (ГЭС, АЭС, ТЯС, ветровые) – построение электрогенерирующего комплекса электростанций с применением ВТСП в единой системе: Криосистема – Генератор – Кабель – Трансформатор – СОТ - СПИН (накопитель) – ЛЭП.

Применение ВТСП в космическом, морском, авиационном, автомобильном, железнодорожном, в том числе, МАГЛЕВ транспорте, в медицине (томографы, циклотроны), в науке (ускорители) и др.

На сегодняшний день сформирована инфраструктура технической сверхпроводимости, объединяющая научные центры, вузы, промышленные предприятия. Для формирования рынка сверхпроводниковой продукции в России необходима государственная поддержка путем участия в финансировании работ по созданию кластеров сверхпроводниковой индустрии СП энергетических устройств, изготовленных из отечественных сверхпроводников.

В настоящее время продолжается формирование следующего этапа программы проекта «Сверхпроводниковая индустрия». По мнению экспертов, для достижения необходимых параметров ВТСП не стоит отказываться от низкотемпературной сверхпроводимости. Исследования в этом направлении должны продолжаться. Требуется также скачок в поиске новых сверхпроводящих материалов. Замечательный  сверхпроводник второго рода диборид магния имеет критическую температуру 39 К, то есть нуждается в охлаждении неоном.

Сложные системы охлаждения, необходимые для устойчивой работы сверхпроводниковых устройств гелиевого уровня тормозили широкое применение явления сверхпроводимости. Им на смену на этапе ВТСП пришли компактные и надежные криоохладители различных типов. Создание новых материалов, способных сохранять сверхпроводящее состояние без охлаждения, будет иметь революционное значение для технологий будущего. Применение таких материалов кардинально повысит эффективность энергораспределительных сетей и сделает энергетику значительно экономичней.

Участники проекта «Сверхпроводниковая индустрия» представили доклады о своей работе на Национальной конференции по прикладной сверхпроводимости (НКПС-2015) в НИЦ «Курчатовский институт», на Международной научной конференции «АтомТех-2015. Электрофизика», на ПМЭФ 2015-2017 гг., Международном форуме «АТОМЭКСПО 2017».

На конференции «АтомТех-2015. Электрофизика» представители АО «Русский сверхпроводник» выступили с докладами о результатах работ в области технологий и применений ВТСП-2 для энергетики и транспорта, проведенных в рамках Проекта. О перспективах применения сверхпроводящих материалов и технологий на базе ВТСП-2 директор по развитию ОАО «Русский сверхпроводник» В.И.Панцырный докладывал на Международном форуме «Атомная энергия для устойчивого развития» в Петербурге и Всероссийской научно-практической конференции «Принципы и механизмы формирования национальной инновационной системы» в Дубне в 2014 г. Обсуждению вопросов развития прикладной сверхпроводимости был посвящен целый ряд заседаний Дома ученых им. Горького в Санкт-Петербурге.

 

Материал по выступлениям на вышеперечисленных конференциях подготовлен Т.А.Девятовой

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомная энергетика
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Атомная энергетика:
Атомная энергетика России. Время упущенных возможностей

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 3
Ответов: 2


Пожалуйста, проголосуйте за эту статью:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 2 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Проект «Инновационная энергетика/Сверхпроводниковая индустрия» (Всего: 0)
от Гость на 05/07/2017
"передавать в 5 раз больше энергии, несмотря на наличие системы охлаждения" - м.б. благодаря системе охлаждения (которая слабо описана)?


[ Ответить на это ]


Re: Проект «Инновационная энергетика/Сверхпроводниковая индустрия» (Всего: 0)
от Гость на 06/07/2017
 "Теоретически все возможно: и бананы выращивать на Северном полюсе, вопрос в цене. Поставят такую задачу – могут сделать. Это решение чисто политическое, никакой экономики тут нет. Если у них есть деньги платить за политику и амбиции, то пускай платят", - сказал  Руководитель Аналитического центра энергетической политики и безопасности Института проблем нефти и газа РАН Алексей Мастепанов


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(812)438-3277
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
Сайт построен на основе технологии PHP-Nuke. Открытие страницы: 0.09 секунды
Рейтинг@Mail.ru