როგორ მუშაობენ სუპერკონდუქტირებითი ელექტროსატყოფო ხაზები და რა არის ძირითადი გარემოებები, რომლებიც აწინააღმდეგებენ მათ მარაგის გავრცელებას ქალაქურ ენერგეტიკულ ქსელებში

სუპერკონდუქტირებული ელექტროსადგურები გამოიყენებენ სუპერკონდუქტირებული მასალების თვისებებს ელექტრო ენერგიის ტრანსპორტირებისთვის. სუპერკონდუქტირებული მასალები დანებული ტემპერატურებში (ჩვეულებრივ კრიტიკული ტემპერატურის ქვემოთ) მიიღებენ ნულოვან წინააღმდეგობას, რაც ნიშნავს, რომ ელექტრო დენი შეიძლება განხორციელდეს სუპერკონდუქტორში არაფერის აკეთებით. აი, სუპერკონდუქტირებული ელექტროსადგურების მუშაობის ძირითადი მიმოხილვა:

• სუპერკონდუქტირებული მასალები: გამოიყენება მასალები, რომლებიც დანებული ტემპერატურების შემდეგ ხდებიან სუპერკონდუქტირებული, როგორიცაა ნიობიუმ-ტიტანის (NbTi) ალიაგები ან სამაგრალი ტემპერატურის სუპერკონდუქტორები, როგორიცაა იტრიუმ-ბარიუმ-თითრანის ალიაგი (YBCO).

• გაცილების სისტემა: სუპერკონდუქტირებული მდგომარეობის შესანარჩუნებლად სჭირდება გაცილების სისტემა, რომელიც დარწმუნდება, რომ მასალა დარჩება კრიტიკული ტემპერატურის ქვემოთ. ჩვეულებრივი გაცილების საშუალებები მოიცავს ხელის ჰელიუმს (ტრადიციული დანებული ტემპერატურის სუპერკონდუქტორებისთვის) ან ხელის აზოტს (სამაგრალი ტემპერატურის სუპერკონდუქტორებისთვის).

• ენერგიის ტრანსპორტი: სუპერკონდუქტირებული მდგომარეობაში დენი გადის სიმძიმეში თითქმის არაფერის აკეთებით, რაც ნიშნავს ენერგიის ტრანსპორტირების ეფექტურობის ნაკლებად. ასევე, სუპერკონდუქტორების მაღალი დენის სიმკვრივის გამო, სუპერკონდუქტირებული კებლის ნაკლები მოცულობა შეიძლება დაიტანოს მეტი ენერგია, ვიდრე ტრადიციული კებლები.

ძირითადი პრობლემები სუპერკონდუქტირებული ელექტროსადგურების ფართო გამოყენების შესაძლებლობის შეზღუდვისთვის ქალაქურ ქსელებში

რეგულარული ელექტროსადგურების საპირისპიროდ, სუპერკონდუქტირებული ელექტროსადგურები მიიღებენ ნაკლებ ენერგიის დაკარგვას და ზრდას ტრანსპორტირების შესაძლებლობაში, მაგრამ ისინი არ იყენებენ ფართოდ ქალაქურ ქსელებში რამდენიმე პრობლემის გამო:

• გაცილების მოთხოვნები: სუპერკონდუქტირებული ელექტროსადგურები საჭიროებენ უწყვეტ კრიოგენულ გაცილებას, რაც ზრდის სისტემის რთულებას და ღირებულებას. გაცილების მოწყობილობა არაียงებს საწყის ინვესტიციას და განუშტავად წარმოებს ექსპლუატაციის და მრთველობის ხარჯებს.

• წარმოების ღირებულება: ამჟამად სუპერკონდუქტირებული მასალები უფრო ძვირია, ვიდრე ტრადიციული კონდუქტორები. სამაგრალი, სუპერკონდუქტირებული კებლების წარმოების პროცესი უფრო რთულია, რაც ზრდის ღირებულებას.

• ინფრასტრუქტურის გადანაცვლება: სარგებლობის ინფრასტრუქტურა შეიძლება საჭიროებდეს ფართო მოდერნიზაციას სუპერკონდუქტირებული ელექტროსადგურების არჩევასთან ერთად. ეს ინკლუდირებს დისტრიბუციის სისტემების, ქსელების და სხვა დაკავშირებული ფაცილიტეტების განახლებას.

• ნდობა და უსაფრთხოება: სუპერკონდუქტირებული კებლები შეიძლება დაკარგონ სუპერკონდუქტირებულობა ექსტრემალური პირობების შემთხვევაში (როგორიცაა ენერგიის ზედასაზღვრის დენი), რაც ცნობილია როგორც "კვენჩი". კვენჩის დროს სუპერკონდუქტორი დაბრუნდება რეზისტიულ მდგომარეობაში, რაც იწვევს ტემპერატურის სწრაფ ზრდას და შეიძლება დაზიანოს კებლი. საჭიროა ნდობის დაცვის მე커ანიზმები ასეთი შემთხვევების შესასრულებლად.

• ტექნოლოგია და სტანდარტები: სუპერკონდუქტირებული ელექტროსადგურები არის 相对较新，相关技术规范和行业标准仍在发展中。缺乏成熟的标准可能会阻碍商业化。

• საზოგადოებრივი აღქმა: ახალი ტექნოლოგიების შემოტაცება ხშირად იღებს დროს საზოგადოებრივი ნდობისა და მხარდაჭერის მისაღებად, განსაკუთრებით როცა ეს შეიძლება შეიცვალოს ინფრასტრუქტურა და ტექნოლოგიები.

შეჯამება

სუპერკონდუქტირებული ელექტროსადგურები ეფექტურად ტრანსპორტირებენ ელექტრო ენერგიას სუპერკონდუქტირებული მასალების ნულოვანი წინააღმდეგობის თვისებების გამოყენებით დანებული ტემპერატურებში. თუმცა, ისინი არ იყენებენ ფართოდ ქალაქურ ქსელებში რამდენიმე პრობლემის გამო, როგორიცაა საჭირო გაცილება, წარმოების ღირებულება, ინფრასტრუქტურის გადანაცვლება, ნდობა და უსაფრთხოება, ახალი ტექნოლოგიები და სტანდარტები. ეს პრობლემების გადაჭრა დაეხმარება სუპერკონდუქტირებული ტექნოლოგიების ტრანსპორტირების განვითარებასა და შესაძლებლობას.