Войти
Некоторые из технологических приложений сверхпроводимости включают:
Самое большое применение для su Проницаемость заключается в создании больших объемов, стабильных и высокоинтенсивных магнитных полей, необходимых для МРТ и ЯМР. Это представляет собой многомиллиардный рынок для таких компаний, как Oxford Instruments и Siemens. В магнитах обычно используются низкотемпературные сверхпроводники (LTS), потому что высокотемпературные сверхпроводники еще не достаточно дешевы, чтобы рентабельно создавать требуемые высокие, стабильные поля большого объема, несмотря на необходимость охлаждения LTS-инструментов до температуры жидкого гелия. Сверхпроводники также используются в сильнопольных научных магнитах.
Ускорители элементарных частиц, такие как Большой адронный коллайдер, могут включать в себя множество сильнопольных электромагнитов, требующих больших количеств НТС. Для создания магнитов LHC потребовалось более 28% мирового производства ниобий-титановых проволок в течение пяти лет, при этом большое количество NbTi также использовалось в магнитах для огромных экспериментальных детекторов LHC.
Небольшое количество магнитных термоядерных устройств (в основном токамаки ) использовали катушки SC. Текущее строительство ИТЭР потребовало беспрецедентного количества НТС (например, 500 тонн, что привело к 7-кратному увеличению годовой производственной мощности в мире).
Коммерческое применение высокотемпературных сверхпроводников (HTS) до сих пор было ограничено.
HTS требуется только жидкий азот, а не жидкий гелий, для охлаждения до сверхпроводящих температур. Однако проблема с технологией ВТСП заключается в том, что известные в настоящее время высокотемпературные сверхпроводники представляют собой хрупкую керамику, которую дорого производить и которую нелегко формовать в провода или другие полезные формы. Следовательно, приложения для HTS были там, где у него были некоторые другие существенные преимущества, например в
HTS находят применение в научных и промышленных магнитах, в том числе использование в системах ЯМР и МРТ. Коммерческие системы теперь доступны в каждой категории.
Кроме того, одним из неотъемлемых атрибутов HTS является то, что они могут выдерживать гораздо более высокие магнитные поля, чем LTS, поэтому HTS при температурах жидкого гелия исследуются для вставок с очень сильным полем внутри LTS магниты.
Многообещающие будущие промышленные и коммерческие приложения HTS включают индукционные нагреватели, трансформаторы, ограничители тока повреждения, накопители энергии, двигатели и генераторы, термоядерные реакторы (см. ИТЭР ) и устройства магнитной левитации.
На ранних этапах применения преимущества меньшего размера, веса или возможности быстрого переключения тока (ограничители тока повреждения) перевешивают добавленную стоимость. В долгосрочной перспективе по мере снижения цен на проводники ВТСП-системы должны быть конкурентоспособными в гораздо более широком диапазоне приложений только по соображениям энергоэффективности. (Относительно технический и ориентированный на США взгляд на состояние применения ВТСП-технологий в энергосистемах и состояние разработки проводников поколения 2 см. В разделе Сверхпроводимость для электрических систем, 2008 г., US DOE Annual Peer Review.)
Проект сверхпроводника Холбрука - это проект по разработке и созданию первого в мире промышленного сверхпроводника передача силовой кабель. Кабель был введен в эксплуатацию в конце июня 2008 года. Пригородная электрическая подстанция Лонг-Айленда питается от подземной кабельной системы длиной около 600 метров, состоящей из около 99 миль высокотемпературного сверхпроводящего провода производства American Superconductor, установленный под землей и охлажденный жидким азотом, что значительно сокращает дорогостоящую полосу отвода, необходимую для обеспечения дополнительной мощности.
Компания American Superconductor была выбрана для проекта Tres Amigas Project, первого центра рынка возобновляемой энергии в США. Рыночный центр возобновляемых источников энергии Tres Amigas будет представлять собой многомиллионный треугольный путь электричества по сверхпроводящим трубопроводам, способный передавать и балансировать многие гигаватты электроэнергии между тремя энергосистемами США (Восточное межсетевое соединение, Западное межсетевое соединение и Межсетевое соединение Техаса). В отличие от традиционных линий электропередач, он передает мощность как постоянный, а не переменный ток. Он будет расположен в Кловисе, Нью-Мексико.
Эссен, Германия производит самый длинный в мире сверхпроводящий силовой кабель - 1 км. Это кабель 10 кВ, охлаждаемый жидким азотом. Этот кабель меньше, чем эквивалентный обычный кабель на 110 кВ, и более низкое напряжение имеет дополнительное преимущество в виде трансформаторов меньшего размера.
алюминиевый завод в Voerde, Германия планирует использовать сверхпроводники для кабелей на 200 кА, ссылаясь на меньшие объемы и потребность в материалах в качестве преимуществ.
Диборид магния - гораздо более дешевый сверхпроводник, чем BSCCO или YBCO с точки зрения затрат на пропускную способность по току на длину (стоимость / (кА * м)), примерно так же, как LTS, и на этом основании многие производимые провода уже дешевле, чем медь. Кроме того, MgB 2 сверхпроводник при температурах выше, чем LTS (его критическая температура составляет 39 К по сравнению с менее чем 10 К для NbTi и 18,3 К для Nb 3 Sn), что создает возможность использования его при 10-20 К в безкриогенных магнитах или, возможно, в конечном итоге в жидком водороде. Однако MgB 2 ограничен в магнитном поле, которое он может выдерживать при таких более высоких температурах, поэтому необходимы дальнейшие исследования, чтобы продемонстрировать его конкурентоспособность в приложениях с более высокими полями.
Воздействие на сверхпроводящие материалы кратковременным магнитным полем может захватить поле для использования в таких машинах, как генераторы. В некоторых приложениях они могут заменить традиционные постоянные магниты.
