Energijos ateitis - superlaidūs elektros generatoriai, transformatoriai ir elektros linijos

Viena pagrindinių mokslo raidos krypčių nusako teorinius ir eksperimentinius superlaidžių medžiagų srities tyrimus, o viena pagrindinių technologijos plėtros krypčių yra superlaidžių turbogeneratorių kūrimas.

Superlaidūs elektros įrenginiai žymiai padidins elektrines ir magnetines apkrovas prietaisų elementuose ir dramatiškai sumažins jų dydį. Superlaidžiajame laide leistinas srovės tankis, lygus 10–50 kartų, palyginti su įprastinės elektros įrangos srovės tankiu. Magnetinių laukų reikšmės gali būti 10 T, palyginti su 0,8 ... 1 T įprastose mašinose. Atsižvelgiant į tai, kad elektros prietaisų matmenys yra atvirkščiai proporcingi leistino srovės tankio ir magnetinės indukcijos sandaugai, akivaizdu, kad naudojant superlaidininkus daug kartų sumažės elektros įrangos dydis ir svoris!

Anot vieno iš sovietmečio mokslininko I.F., naujo tipo kriogeninių turbogeneratorių aušinimo sistemos dizainerių. Filippovo, yra pagrindo apsvarstyti užduotį sukurti ekonomiškus krioturbogeneratorius su superlaidininkais. Preliminarūs skaičiavimai ir tyrimai leidžia tikėtis, kad naujų mašinų ne tik dydis ir svoris, bet ir efektyvumas bus didesnis nei pažangiausių tradicinio dizaino generatorių.

Šiai nuomonei pritaria naujo KTG-1000 serijos superlaidžio turbogeneratoriaus - akademiko I.A. - darbo vadovai. Glebovas, technikos mokslų daktaras V.G. Novitsky ir V.N. Šachtarinas. KTG-1000 generatorius buvo išbandytas 1975 m. Vasarą, paskui - KT-2-2 modelio kriogeninis turbogeneratorius, kurį sukūrė asociacija „Electrosila“ bendradarbiaudama su Ukrainos SSR Mokslo akademijos Žemos temperatūros fizikos ir technologijos instituto mokslininkais. Bandymo rezultatai leido sukonstruoti žymiai didesnės galios superlaidųjį bloką.

Čia yra keletas duomenų apie 1200 kW superlaidų turbogeneratorių, sukurtą „VNIIelektromash“. Superlaidžios lauko apvijos pagamintos iš 0,7 mm skersmens vielos su 37 superlaidžiais niobio ir titano laidininkais vario matricoje. Išcentrinės ir elektrodinaminės jėgos apvijoje suvokiamos iš nerūdijančio plieno tvarsčio. Tarp išorinio storo sienelės nerūdijančio plieno apvalkalo ir tvarsčio uždedamas varinis elektroterminis ekranas, aušinamas šaltu dujinio helio srautu, einančiu per kanalą (jis vėliau grįžta į skystiklį).

Guoliai veikia kambario temperatūroje. Statoriaus apvija yra pagaminta iš varinių laidininkų (aušintuvo - vandens) ir yra apgaubta feromagnetiniu skydu, pagamintu iš pakrauto plieno. Rotorius sukasi vakuuminėje erdvėje izoliacinės medžiagos apvalkalo viduje. Vakuumą apvalkale garantuoja tarpikliai.

Eksperimentinis KTG-1000 generatorius kadaise buvo didžiausias krioturbogeneratorius pasaulyje. Jo sukūrimo tikslas yra išbandyti didelių besisukančių kriostatų, helio tiekimo įtaisų ant superlaidžiojo rotoriaus apvijos projektą, ištirti šiluminę grandinę, superlaidžiojo rotoriaus apvijos veikimą ir ją aušinti.

Ir perspektyvos tiesiog pritrenkia. 1300 MW galios mašinos ilgis bus apie 10 m, jos masė bus 280 tonų, o panašaus dydžio, įprastos konstrukcijos, mašinos ilgis bus 20 m, o jos masė bus 700 tonų! Galiausiai sunku sukurti įprastą mašiną, kurios galia didesnė kaip 2000 MW, o su superlaidininkais iš tikrųjų galite pasiekti 20 000 MW galios vienetą!

Taigi medžiagų sąnaudos sudaro apie tris ketvirtadalius išlaidų. Gamybos procesai palengvinami. Bet kurioje mašinų gamybos įmonėje yra lengviau ir pigiau pagaminti keletą didelių elektrinių mašinų nei daugybę mažų: reikia mažiau darbuotojų, mašinų parkas ir kita įranga nėra tokie įtempti.

Norint įdiegti galingą turbogeneratorių, reikia palyginti nedidelio elektrinės ploto. Tai reiškia, kad mašinų skyriaus pastatymo išlaidos sumažėja, stotį galima pradėti eksploatuoti greičiau. Ir galiausiai, kuo didesnė elektrinė mašina, tuo didesnis jos efektyvumas.

Tačiau visi šie pranašumai neatmeta techninių sunkumų, kurie kyla kuriant didelius energijos blokus. Ir, kas svarbiausia, jų galią galima padidinti tik iki tam tikrų ribų. Skaičiavimai rodo, kad nebus įmanoma peržengti viršutinės ribos, kurią riboja 2500 MW galios turbogeneratorius, kurio rotorius sukasi 3000 apsisukimų per minutę greičiu, nes šią ribą pirmiausia lemia stiprumo charakteristikos: įtempiai didesnės galios mašinos mechaninėje struktūroje padidėja tiek. kad išcentrinės jėgos neišvengiamai sukels rotoriaus gedimą.

Pervežant kyla daug rūpesčių. Norint gabenti tą patį 1200 MW galios turbogeneratorių, reikėjo pastatyti šarnyrinį konvejerį, kurio keliamoji galia 500 tonų, beveik 64 m ilgio. Kiekvienas iš dviejų vežimėlių gulėjo ant 16 vagonų ašių.

Daugelis kliūčių išnyksta, jei naudojate superlaidumo efektą ir naudojate superlaidžias medžiagas. Tuomet rotoriaus apvijos nuostolius galima praktiškai sumažinti iki nulio, nes nuolatinė srovė neatitiks jame pasipriešinimo. Ir jei taip, mašinos efektyvumas padidėja. Didelė srovė, tekanti per superlaidžiojo lauko apviją, sukuria tokį stiprų magnetinį lauką, kad nebereikia naudoti plieno magnetinės grandinės, tradicinės bet kuriai elektrinei mašinai. Pašalinus plieną, sumažės rotoriaus masė ir jo inercija.

Kriogeninių elektrinių mašinų kūrimas yra ne kaprizas, o būtinybė, natūrali mokslo ir technologijų pažangos pasekmė. Ir yra visos priežastys tvirtinti, kad iki šimtmečio pabaigos superlaidūs turbogeneratoriai, kurių galia didesnė kaip 1000 MW, galios energetikos sistemose.

Pirmoji Sovietų Sąjungos elektrinė mašina su superlaidininkais buvo suprojektuota Elektromechanikos institute Leningrade dar 1962 m. ... 1963 m. Tai buvo nuolatinės srovės aparatas su įprasta („šilta“) armatūra ir superlaidžiu lauko apvija. Jo galia buvo tik keli vatai.

Nuo to laiko instituto (dabar „VNIIelektromash“) darbuotojai dirbo kurdami superlaidžius energetinio sektoriaus turbogeneratorius. Per pastaruosius metus buvo galima pastatyti bandomuosius statinius, kurių galia buvo 0,018 ir 1 MW, o po to 20 MW ...

Kokios yra šio „VNIIelektromash“ intelekto ypatybės?

Superlaidžioji lauko ritė yra helio vonioje. Skystas helis į besisukantį rotorių patenka per vamzdį, esantį tuščiavidurio veleno centre. Išgarintos dujos nukreipiamos atgal į kondensacijos bloką per tarpą tarp šio vamzdžio ir veleno vidinės sienos.

Projektuojant helio vamzdyną, kaip ir pačiame rotoriuje, yra vakuuminės ertmės, sukuriančios gerą šilumos izoliaciją. Pagrindinio variklio sukimo momentas į lauko apviją tiekiamas per „šiluminius tiltus“ - struktūrą, kuri yra pakankamai stipri, tačiau gerai neperduoda šilumos.

Dėl to rotoriaus dizainas yra besisukantis kriostatas su superlaidžiu lauko ritė.

Superlaidžiojo turbogeneratoriaus statorius, kaip ir tradiciniame variante, turi trifazę apviją, kurioje rotoriaus magnetinis laukas sužadina elektromotorinę jėgą.Tyrimai parodė, kad statoriuje nepraktiška naudoti superlaidžią apviją, nes superlaidininkų kintama srovė patiria didelius nuostolius. Bet statoriaus su „normalia“ apvija konstrukcija turi savo ypatybes.

Apviją iš esmės buvo galima dėti į oro tarpą tarp statoriaus ir rotoriaus ir pritvirtinti nauju būdu, naudojant epoksidines dervas ir stiklo pluošto konstrukcinius elementus. Tokia grandinė leido į statorių įdėti daugiau vario laidininkų.

Statoriaus aušinimo sistema taip pat yra originali: šilumą pašalina freonas, kuris tuo pačiu metu atlieka izoliatoriaus funkciją. Ateityje ši šiluma gali būti naudojama praktiniais tikslais naudojant šilumos siurblį.

20 MW galios turbogeneratoriaus variklyje buvo panaudota stačiakampio skerspjūvio varinė viela 2,5 x 3,5 mm. Į jį įspaudžiamos 3600 venų, pagamintų iš niobio-titano. Tokia viela geba perduoti srovę iki 2200 A.

Naujo generatoriaus bandymai patvirtino apskaičiuotus duomenis. Jis pasirodė dvigubai lengvesnis nei tradicinės tokios pat galios mašinos, o jo efektyvumas yra didesnis 1%. Dabar šis generatorius veikia „Lenenergo“ sistemoje kaip sinchroninis kompensatorius ir generuoja reaktyvioji galia.

Bet pagrindinis darbo rezultatas yra didžiulė patirtis, įgyta kuriant turbogeneratorių. Remdamasi ja, Leningrado elektrinių mašinų gamybos asociacija „Elektrosila“ pradėjo kurti 300 MW galios turbogeneratorių, kuris bus montuojamas vienoje iš mūsų šalyje statomų elektrinių.

Superlaidžiojo rotoriaus lauko apvija pagaminta iš niobio ir titano vielos. Jos įtaisas neįprastas - ploniausi niobio-titano laidininkai suspaudžiami į vario matricą. Tai atliekama siekiant užkirsti kelią apvijos perėjimui iš superlaidžio būsenos į normalią dėl magnetinio srauto svyravimų įtakos ar kitų priežasčių. Jei taip atsitiks, srovė tekės per vario matricą, šiluma išsisklaidys, o superlaidžioji būsena bus atstatyta.

Dėl paties rotoriaus gamybos technologijos reikėjo įdiegti iš esmės naujus techninius sprendimus. Jei įprastos mašinos rotorius yra pagamintas iš tvirto, magnetiškai laidžio plieno kalimo, tada tokiu atveju jį turėtų sudaryti keli cilindrai, įstatyti vienas į kitą, pagaminti iš nemagnetinio plieno. Tarp kai kurių balionų sienų yra skystas helis, tarp kitų sienų susidaro vakuumas. Baliono sienos, be abejo, turi būti aukšto mechaninio stiprumo, nepralaidžios vakuumui.

Naujojo turbogeneratoriaus masė, kaip ir jo pirmtako masė, yra beveik 2 kartus mažesnė už įprastos tokios pačios galios masę, o efektyvumas padidėja dar 0,5 ... 0,7%. Turbogeneratorius „gyvena“ maždaug 30 metų ir didžiąją laiko dalį buvo eksploatuojamas, todėl akivaizdu, kad toks, atrodytų, nedidelis efektyvumo padidėjimas bus labai naudingas.

Energetikos inžinieriams reikia ne tik šalčio generatorių. Jau buvo pagaminta ir išbandyta kelios dešimtys superlaidžių transformatorių (pirmąjį iš jų 1961 m. Pastatė amerikietis „McPhee“; transformatorius dirbo 15 kW galia). Yra superlaidžių transformatorių, kurių galia iki 1 mln. KW, projektai. Esant pakankamai didelėms galioms, superlaidieji transformatoriai bus lengvesni nei įprasta 40 ... 50%, turėdami maždaug tokius pat galios nuostolius kaip ir įprasti transformatoriai (atliekant šiuos skaičiavimus taip pat buvo atsižvelgta į skysčio didinimo galią).

Tačiau superlaidūs transformatoriai turi reikšmingų trūkumų. Jie yra siejami su poreikiu apsaugoti transformatorių nuo išeiti iš superlaidžio būsenos perkrovų, trumpojo jungimo, perkaitimo metu, kai magnetinis laukas, srovė ar temperatūra gali pasiekti kritines reikšmes.

Jei transformatorius nesugrius, reikės dar keletą valandų jį vėl atvėsinti ir atkurti superlaidumą. Kai kuriais atvejais toks elektros energijos tiekimo nutraukimas yra nepriimtinas.Todėl prieš kalbant apie masinę superlaidžių transformatorių gamybą, reikia sukurti priemones, apsaugančias nuo avarinių sąlygų ir galimybę aprūpinti vartotojus elektra superlaidžiojo transformatoriaus prastovos metu. Šioje srityje pasiekta sėkmė leidžia manyti, kad artimiausiu metu bus išspręsta superlaidžių transformatorių apsaugos problema ir jie užims vietą elektrinėse.

Pastaraisiais metais svajonė apie superlaidų elektros linijų vis artimesnę realizaciją. Dėl nuolat didėjančios elektros energijos paklausos didelės galios perdavimas dideliais atstumais yra labai patrauklus. Sovietų mokslininkai įtikinamai parodė superlaidžių perdavimo linijų pažadą. Linijų kaina bus palyginama su įprastinių antžeminių elektros perdavimo linijų kaina (superlaidininko kaina, atsižvelgiant į didelę kritinio srovės tankio vertę, palyginti su ekonomiškai įmanomu srovės tankiu vario ar aliuminio laiduose, yra maža) ir mažesnė už kabelinių linijų kainą.

Manoma, kad superlaidžios elektros linijos bus vykdomos taip: tarp žemėje esančių perdavimo galinių taškų nutiestas vamzdynas su skystu azotu. Šio dujotiekio viduje yra dujotiekis su skystu heliu. Dėl helio ir azoto srautas vamzdynais atsiranda dėl slėgio skirtumo tarp pradžios ir pabaigos taškų. Taigi suskystinimo ir siurblinės bus tik linijos galuose.

Skystas azotas vienu metu gali būti naudojamas kaip dielektrikas. Helio vamzdynas yra palaikomas azoto viduje dielektrinėmis stovelėmis (daugumoje izoliatorių dielektrinės savybės pagerėja esant žemai temperatūrai). Helio vamzdynas turi vakuuminę izoliaciją. Skystasis helio vamzdyno vidinis paviršius yra padengtas superlaidininko sluoksniu.

Tokios linijos nuostoliai, atsižvelgiant į neišvengiamus nuostolius linijos galuose, kur superlaidininkas turi sąsają su padangomis įprastoje temperatūroje, neviršys kelių procentų trupmenos, o įprastose elektros linijose nuostoliai yra 5 ... 10 kartų daugiau!

Energetikos instituto, pavadinto G.M., mokslininkų jėgomis. Kržizhanovskis ir visos Sąjungos Kabelių pramonės mokslinis tyrimų institutas jau sukūrė eksperimentinių superlaidžių kintamosios ir nuolatinės srovės kabelių segmentų seriją. Tokios linijos gali perduoti energiją daugeliui tūkstančių megavatų, naudodamos daugiau kaip 99%, naudodamos nedidelę kainą ir santykinai žemą (110 ... 220 kV) įtampą. Galbūt dar svarbiau, kad superlaidioms elektros linijoms nereikės brangių reaktyviosios galios kompensavimo įtaisų. Įprastinėms linijoms reikia įrengti srovės reaktorius, galingus kondensatorius, kad būtų galima kompensuoti per didelius įtampos nuostolius kelyje, o superlaidininkų linijos gali savarankiškai kompensuoti save!

Superlaidininkai pasirodė nepakeičiami elektrinėse mašinose, kurių veikimo principas yra ypač paprastas, tačiau kurios niekada nebuvo pastatytos anksčiau, nes jų darbui reikalingi labai stiprūs magnetai. Mes kalbame apie magnetohidrodinamines (MHD) mašinas, kurias Faradėjus bandė įdiegti dar 1831 m.

Patirties idėja yra paprasta. Į Temzės vandenį priešinguose jo krantuose buvo panardintos dvi metalinės plokštės. Jei upės greitis yra 0,2 m / s, tada, lyginant vandens sroves su laidininkais, judančiais iš vakarų į rytus Žemės magnetiniame lauke (jo vertikalusis komponentas yra maždaug 5 · 10–5 T), elektrodus galima pašalinti apie 10 μV / m įtampą. .

Deja, šis eksperimentas baigėsi nesėkme, „generatorius-upė“ neveikė. Faradėjus negalėjo išmatuoti srovės grandinėje. Tačiau po kelerių metų lordas Kelvinas pakartojo Faradėjaus patirtį ir gavo nedidelę srovę. Atrodytų, kad viskas liko taip, kaip Faradejuje: tos pačios plokštelės, ta pati upė, tie patys instrumentai. Ar ta vieta ne visai ta.Kelvinas pastatė savo generatorių žemyn Temzės, kur jo vandenys susimaišo su druskingu sąsiaurio vandeniu.

Štai ji! Žemiau esantis vanduo buvo druskingesnis, todėl turėjo didesnį laidumą! Tai iš karto užfiksavo instrumentai. „Darbinio skysčio“ laidumo didinimas yra pagrindinis būdas padidinti MHD generatorių galią. Bet jūs galite padidinti galią kitu būdu - padidindami magnetinį lauką. MHD generatoriaus galia yra tiesiogiai proporcinga magnetinio lauko stiprio kvadratui.

MHD generatorių svajonės įgavo tikrą pagrindą maždaug mūsų amžiaus viduryje, atsiradus pirmosioms superlaidžių pramoninių medžiagų (niobio-titano, niobio-cirkonio) partijoms, iš kurių buvo galima pasigaminti pirmuosius, dar mažus, tačiau veikiančius generatorių, variklių, laidininkų, solenoidų modelius. . 1962 m. Niukaslyje vykusiame simpoziume britai Wilsonas ir Robertas pasiūlė 20 MW MHD generatoriaus, kurio laukas yra 4 T, projektą. Jei apvija pagaminta iš varinės vielos, tada kaina yra 0,6 mm / doleris. Džaulio nuostoliai joje „suvalgo“ naudingą galią (15 MW!). Bet ant superlaidininkų apvija kompaktiškai tilps į darbinę kamerą, joje nebus jokių nuostolių, o aušinimas užtruks tik 100 kW galios. Efektyvumas padidės nuo 25 iki 99,5%! Yra apie ką galvoti.

MHD generatoriai buvo rimtai vertinami daugelyje šalių, nes tokiose mašinose šiluminių elektrinių turbinose galima naudoti plazmą 8 ... 10 kartų karščiau nei garą, o pagal gerai žinomą Carnot formulę efektyvumas bus ne 40, o visos 60. % Štai kodėl artimiausiais metais netoli Ryazan pradės veikti pirmasis pramoninis 500 MW galingumo generatorius.

Aišku, tokią stotį sukurti ir naudoti nėra lengva: šalia plazmos srauto (2500 K) ir kriostatą su apvija skystame helyje (4 ... 5 K), karšti elektrodai dega ir šlakas, tie priedai, kuriuos reikia tik išplauti iš šlakų. kurie buvo dedami į plazmos jonizacinį kurą, tačiau laukiama nauda turėtų padengti visas darbo sąnaudas.

Galima įsivaizduoti, kaip atrodo MHD generatoriaus superlaidi magnetinė sistema. Plazminio kanalo šonuose yra dvi superlaidžios apvijos, atskirtos nuo apvijų daugiasluoksne šilumos izoliacija. Apvijos pritvirtintos titano kasetėse, o tarp jų - titano tarpinės. Beje, šios kasetės ir tarpinės turi būti ypač tvirtos, nes srovės apvijose esančios elektrodinaminės jėgos jas linkusios nuplėšti ir sujungti.

Kadangi superlaidžioje apvijoje nesusidaro šiluma, šaldytuvas, reikalingas superlaidžiai magnetinei sistemai veikti, per šilumos izoliaciją ir srovės laidus turi pašalinti tik tą šilumą, kuri patenka į kriostatą su skystu heliu. Srovės laidų nuostolius galima sumažinti iki beveik nulio, jei naudojamos trumpojo jungimo superlaidžios ritės, maitinamos superlaidžiu nuolatinės srovės transformatoriumi.

Apskaičiuota, kad per vieną valandą helio skystiklis, kuris atlygins praradusį helį, kuris išgaruoja per izoliaciją, pagamina kelias dešimtis litrų skysto helio.Šiuos skystiklius gamina pramonė.

Be superlaidžių apvijų dideli tokamakai būtų nerealūs. Pavyzdžiui, „Tokamak-7“ įrenginyje 12 tonų sverianti apvija teka 4,5 kA srove ir sukuria 2,4 T magnetinį lauką 6 m3 plazmos toriaus ašyje. Šį lauką sukuria 48 superlaidžios ritės, per valandą sunaudojančios tik 150 litrų skysčio helio, kurio pakartotinis skystinimas reikalauja 300 ... 400 kW galios.

Didelėms energijoms reikia ne tik ekonomiškų, kompaktiškų, galingų elektromagnetų, bet ir sunku išsiversti be mokslininkų darbo su rekordiškai stipriais laukais. Magnetinių izotopų atskyrimo įrenginiai tampa produktyvesni eilės tvarka. Didelių greitintuvų projektai be superlaidžių elektromagnetų nebėra svarstomi.Visiškai nerealu išsiversti be superlaidininkų burbulų kamerose, kurie tampa ypač patikimais ir jautriais elementinių dalelių registratoriais. Taigi viena iš rekordiškai didelių magnetinių sistemų, pagrįstų superlaidininkais (Argonne National Laboratory, JAV), sukuria 1,8 T lauką, kurio saugoma energija yra 80 MJ. Milžiniškos apvijos, sveriančios 45 tonų (iš kurių 400 kg atiteko superlaidininkui), kurios vidinis skersmuo 4,8 m, išorinis skersmuo 5,3 m ir aukštis 3 m, reikia tik 500 kW, kad atvėstų iki 4,2 K - nereikšminga galia.

Europos branduolinių tyrimų centro Ženevoje superlaidus magnetas atrodo dar įspūdingesnis. Jis pasižymi šiomis charakteristikomis: magnetinis laukas centre iki 3 T, „ritės“ vidinis skersmuo 4,7 m, saugoma energija 800 MJ.

1977 m. Pabaigoje Teorinės ir eksperimentinės fizikos institute (ITEP) buvo pradėtas eksploatuoti vienas didžiausių pasaulyje superlaidžių magnetų „Hyperon“. Jo darbo srities skersmuo yra 1 m, o lauko centre sistemos yra 5 T (!). Unikalus magnetas yra skirtas eksperimentams su IHEP protonų sinchrotronu Serpukhove.

Suvokus šiuos įspūdingus skaičius, jau dabar kažkaip nepatogu pasakyti, kad techninis superlaidumo vystymasis tik prasideda. Kaip pavyzdį galime priminti kritinius superlaidininkų parametrus. Jei temperatūra, slėgis, srovė, magnetinis laukas viršija kai kurias ribines vertes, vadinamas kritinėmis, superlaidininkas praranda savo neįprastas savybes ir virsta įprasta medžiaga.

Fazinio perėjimo buvimas yra gana natūralus dalykas išorinėms sąlygoms valdyti. Jei yra superlaidumas, tada laukas yra mažesnis nei kritinis, jei jutiklis atkuria pasipriešinimą, laukas yra virš kritinio. Jau buvo sukurta daugybė įvairiausių superlaidžių matuoklių: palydovo bolometras gali „jausti“ apšviestą atitiktį Žemėje, galvanometrai kelis tūkstančius kartų tampa jautresni; ypač aukšto Q rezonatoriuose elektromagnetinio lauko svyravimai atrodo konservuoti, nes jie labai ilgai nesiskundžia.

Laikas apžvelgti visą energetikos pramonės elektrinę dalį, kad suprastumėte, kaip superlaidžių prietaisų išsibarstymas gali sukelti visišką ekonominį efektą. Superlaidininkai gali padidinti galios vienetų galią, aukštos įtampos galia gali palaipsniui virsti daugiaamperiu, vietoj keturis ar šešis kartus viršijančios įtampos konvertavimo tarp jėgainės ir vartotojo, realu kalbėti apie vieną ar dvi transformacijas su atitinkamu supaprastinimu ir pigesne grandine, bendras elektrinių tinklų efektyvumas neišvengiamai padidės dėl džoulės nuostolių. Bet tai dar ne viskas.

Elektros sistemos neišvengiamai įgis kitokią išvaizdą, kai jose naudojami superlaidūs induktyvūs energijos kaupimo įtaisai (SPIN)! Faktas yra tas, kad iš visų pramonės šakų tik energetikos sektoriuje nėra sandėlių: pagaminta šiluma ir elektra niekur nėra sandėliuojama, jie turi būti sunaudojami nedelsiant. Tam tikros viltys siejamos su superlaidininkais. Kadangi jose nėra elektrinės varžos, srovė gali cirkuliuoti per uždarą superlaidžio grandinę savavališkai ilgą laiką be silpninimo, kol ateis laikas vartotojui pasirinkti. SPINS taps natūraliais elektros tinklo elementais, belieka juos aprūpinti srovės ar dažnio reguliatoriais, jungikliais ar keitikliais, kai jie derinami su elektros energijos šaltiniais ir vartotojais.

SPIN energijos intensyvumas gali būti labai skirtingas - nuo 10–5 (iš rankų iškritusio portfelio energija) iki 1 kWh (10 tonų blokas, nukritęs 40 metrų nuo uolos) arba 10 milijonų kWh! Tokia galinga pavara turėtų būti pasivaikščiojimo po futbolo aikštę dydžio, jo kaina bus 500 milijonų dolerių, o efektyvumas - 95%.Lygiavertė akumuliacinė jėgainė bus 20% pigesnė, tačiau ji savo reikmėms išleis trečdalį pajėgumų! Tokio SPIN kainos išdėstymas yra pamokantis, atsižvelgiant į jo sudedamąsias dalis: šaldytuvams 2 ... 4%, srovės keitikliams 10%, superlaidžiai apvijoms 15 ... 20%, šaltos zonos šilumos izoliacijai 25%, o tvarsčiams, tvirtinimo detalėms ir tarpikliams - beveik 50 %

Nuo pranešimo apie G.M. Kržizhanovskis pagal GOELRO planą VIII Visos Rusijos tarybų suvažiavime yra praėjęs daugiau nei pusę amžiaus. Įgyvendinus šį planą buvo galima padidinti šalies elektrinių galingumą nuo 1 iki 200 ... 300 milijonų kW. Dabar yra pagrindinė galimybė keliasdešimt kartų sustiprinti šalies energetikos sistemas, perkeliant jas į superlaidžius elektros įrenginius ir supaprastinant pačius tokių sistemų kūrimo principus.

Energijos pagrindas XXI amžiaus pradžioje gali būti branduolinės ir termobranduolinės stotys su ypač galingais elektros generatoriais. Elektriniai laukai, kuriuos sukuria superlaidūs elektromagnetai, galingos upės gali tekėti per superlaidžias elektros linijas iki superlaidžiojo energijos kaupimo, iš kur juos prireikus pasirinks vartotojai. Jėgainės galės gaminti energiją tolygiai tiek dieną, tiek naktį, o jų paleidimas iš numatytų režimų turėtų padidinti pagrindinių įrenginių efektyvumą ir tarnavimo laiką.

Kosmines saulės stoteles galite pridėti prie antžeminių elektrinių. Pakilę virš fiksuotų planetos taškų, jie turės saulės spindulius paversti trumpųjų bangų elektromagnetine spinduliuote, kad nukreipti nukreiptus energijos srautus į antžeminius keitiklius į pramonines sroves. Visa kosminių-kosminių sistemų elektros įranga turi būti superlaidi, kitaip galutinio elektros laidumo laidininkų nuostoliai pasirodys nepriimtinai dideli.

Vladimiras KARTSEVAS „Trijų tūkstantmečių magnetas“