Как повысить энергетическую эффективность экономики России? Пути решения проблемы скрываются под таинственным словом «электроэнергетика». В задачи электроэнергетики входит электрификация страны, а посему расширение производства и инновационное развитие индустрии является одной из главнейших задач в наш явно энергетический век.
Проект «Сверхпроводниковая индустрия», в задачи которого входило решить проблему модернизации отрасли, стартовал в 2010 году, а в прошлом году завершился его первый пятилетний этап. Проект заключался поставке на рельсы производства электротехнического оборудования с применением высокотемпературных проводников, которые, по словам разработчиков, которые повысят электроэнергетический потенциал.
Для реализации проекта специально была создана компания «Русский сверхпроводник», хотя по сути вся ответственность легла, как обычно, на «Росатом» и институты РАН, а «Сверхпроводник» лишь координировал процесс. Для начала разберемся, что за покемон эти высокотемпературные сверхпроводники?
О сложных материях
Высокотемпературные проводники проявляют сверхпроводимость не при температуре жидкого гелия, а при температуре жидкого азота.
Директор по развитию «Русского сверхпроводника» Виктор Панцырный объясняет суть разработки:
«Чтобы вы представили сложность задачи, скажу, что длинномерный сверхпроводник – это ленточка толщиной 50–100 мкм и длиной до 1 км с уровнем шероховатости поверхности 10 нм, изготовленная из разных материалов: сплава никеля и вольфрама, жаропрочных нержавеющих сталей. На ленте – сверхпроводниковый слой, состоящий из соединений иттрия, бария, меди и кислорода. Его наносят в вакуумных установках с помощью специальных прецизионных керамических мишеней методами лазерной абляции».
По сути, сверхпроводящие кабели используются давно и успешно, хоть и по большей части лишь в научных исследованиях по ядерной тематике. Так что для электроэнергетики подобное изобретение пока остается струей свежего воздуха с высокогорных равнин.
Чего удалось добиться?
Перед учеными и инженерами стоял ряд нелегких задач, с которыми, к слову, удалось расправиться в пух и прах. Для начала, задавалась компания целью создать такие материалы, которые будут конкурентными по стоимости на рынке, а также востребованными в дальнейшем. Также необходимо было создать прототипы приборов на основе высокотемпературных сверхпроводников для генераторов, ограничителей тока, трансформаторов и электродвигателей.
Что даст проект?
1. Ветровые турбины.
Сейчас весь мир восторгается использованием возобновляемых источников энергии, вроде таких популярных в ряде стран солнечных батарей или же ветряных мельниц. И хоть подобные изобретения пытливых умов и не столь эффективны, нежели классические методы выработки энергии, но сверхпроводники пригодятся именно в освоении такого тренда, как ветровые турбины большой мощности, в которых расположен электрогенератор для выработки энергии. Этот самый генератор, благодаря последним изобретениям, значительно сбавит в весе, а также похвастается меньшими габаритами.
«В мире ежегодно вводится до 40 ГВт ветровых мощностей, – как говорит В. Панцырный. – Генератор мощностью 3–5 МВт в ветроустановках весит до 500 т и располагается на высоте 160 м. Мы создали демонстрационный образец сверхпроводникового генератора мощностью 1 МВт, который весит в три-четыре раза меньше аналогов с обычными проводниками. Работаем над устройствами мощностью 10 МВт, которые будут иметь массу как минимум в два-три раза меньше традиционных».
2. Нужды флота.
Другим полезным направлением можно назвать использование разработок для нужд российского флота, так как электрические двигатели на высокотемпературных сверхпроводниках имеют внушительную тягу и опять же меньшие габариты с массой. А практически бесшумные двигатели сыграют свою роль для военных кораблей.
3. Производство электромобилей.
Также, благодаря совместным разработкам институтов РАН и "Росатома", удалось создать прототипы электрических машин.
В общем и целом, рынок высокотемпературных сверхпроводников, по оценкам экспертов, сформируется лишь к 2020 году, а посему у России есть все шансы занять нишу этих инновационных технологий, а также привнести нотку разнообразия в энергетическое развитие экономики.
Автор: Маргарита Ванке
