сверхпроводящие аккумуляторы

 
+
-
edit
 

valture

опытный

интересно , какую предельную на сегодняшний день энергию можно закачать в ж.азотоохлождаемый сверхпроводник ? :blink:
 
EE Татарин #06.01.2006 23:14
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
E=B2/2(mu0*mu)
B
крит
для промышленных ВТСП порядка 20Тл.
Отсюда энергия:
E=400/(2*1.25Е-6) = 160МДж/м3

Значение чисто теоретическое.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  
+
-
edit
 

valture

опытный

Татарин> E=400/(2*1.25Е-6) = 160МДж/м3
[»]

то биш где-то 15-20 Вт\часов на кг. ? ( при плотности 3-4 000 кг\м3)

 

hcube

старожил
★☆

Что-то больно мало ;-). Обычный липольник имеет емкость в 180 ватт-часов на килограмм. В 10 раз выше!
Убей в себе зомби!  
US Машинист #07.01.2006 05:21
+
-
edit
 
Читал как-то, что на одной американской электростанции есть большое сверхпроводящее кольцо, охлаждаемое жидким гелием, и используется оно в часы пикового потребления электроэнергии.
Интересно, где ещё в мире такие девайсы используются?
 
EE Татарин #07.01.2006 09:47
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
hcube> Что-то больно мало ;-). Обычный липольник имеет емкость в 180 ватт-часов на килограмм. В 10 раз выше! [»]
Почему это "мало"?
Что определяет критток в СП и что - емкость химического аккумулятора?

Вот то-то же.

Кстати, пересчет на килограмм в общем - неверен. Для этого нужно еще знать критток, а это штука интересная...
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  
EE Татарин #07.01.2006 09:51
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Машинист> Читал как-то, что на одной американской электростанции есть большое сверхпроводящее кольцо, охлаждаемое жидким гелием, и используется оно в часы пикового потребления электроэнергии.
Ну, про "часы", скажем, журналюги сильно загнули... :)

Такие девайсы ставят чтобы сгладить резкие пики - секунды-минуты.

Машинист> Интересно, где ещё в мире такие девайсы используются? [»]
Да. Как пиковые компенсаторы нагрузки. ВМС США недавно таких себе заказал на корабли...
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  
+
-
edit
 

valture

опытный

Татарин> Что определяет критток в СП и что - емкость химического аккумулятора?Татарин>

критток -эта при вкл\выкл(замыкание цепи) ? :unsure:

Татарин> Кстати, пересчет на килограмм в общем - неверен. Для этого нужно еще знать критток, а это штука интересная... [»]

нам тоже интересно , что это за штука такая .... :blink::D




 
RU Андрей Суворов #07.01.2006 19:30
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Нет, критток - это ток, при котором разрушается сверхпроводящее состояние вещества.
 
+
-
edit
 

valture

опытный

тобиш если удасца поднять предельный критток раз в 20 , то получится вполне приличный энергонакопитель ..... учитывая темпы развития на это уйдет лет 5-15 .... :blink:
 
RU Dem_anywhere #11.01.2006 12:15
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

Татарин>> E=400/(2*1.25Е-6) = 160МДж/м3
valture> [»]
valture> то биш где-то 15-20 Вт\часов на кг. ? ( при плотности 3-4 000 кг\м3) [»]

Не, там плотность на порядки ниже... Потому как для магнитного поля пустой объём нужен...
 
+
-
edit
 

valture

опытный

Татарин>>> E=400/(2*1.25Е-6) = 160МДж/м3
valture>> [»]
valture>> то биш где-то 15-20 Вт\часов на кг. ? ( при плотности 3-4 000 кг\м3) [»]
Dem_anywhere> Не, там плотность на порядки ниже... Потому как для магнитного поля пустой объём нужен... [»]

тобиш и 150-200 Вт-час\ кг. вполне возможно ? :blink: ....
 
EE Татарин #11.01.2006 17:46
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Татарин>>>> E=400/(2*1.25Е-6) = 160МДж/м3
valture> valture>> [»]
valture> valture>> то биш где-то 15-20 Вт\часов на кг. ? ( при плотности 3-4 000 кг\м3) [»]
Dem_anywhere>> Не, там плотность на порядки ниже... Потому как для магнитного поля пустой объём нужен... [»]
valture> тобиш и 150-200 Вт-час\ кг. вполне возможно ? :blink: .... [»]

Да это все махание руками в воздухе... Потому как:
- где учет массы конструкций, которые удержат такую катушку от банального взрыва?
- где учет криогеники?
- где масса преобразователей, токовводов, где учет энергопотерь на замораживание?..

Ну и сотня таких вопросов. Вон, литий в кислороде (а тем паче - во фторе!) тоже неплохо окисляется... ну и какова емкость нынешних аккумуляторов? :)

Это все сферокони. Табун сфероконей.

Можно говорить лишь о практически достигнутом, а оно таково: единицы-десятки МДж на сотни килограмм-тонны.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  
+
-
edit
 

valture

опытный

топливные элементы тоже когда-то были сфероконями .... :D:P
 

AlNi

новичок
Татарин, 07.01.2006 10:47:44:
hcube> Что-то больно мало ;-). Обычный липольник имеет емкость в 180 ватт-часов на килограмм. В 10 раз выше! [»]
Почему это "мало"?
Что определяет критток в СП и что - емкость химического аккумулятора?

Вот то-то же.

Кстати, пересчет на килограмм в общем - неверен. Для этого нужно еще знать критток, а это штука интересная...
[»]
 


Еще интереснее :) . Даже крит. ток знать не нужно.
Теоретически возможную массовую энергоемкость можно определить как
Em=K*Sigma/Ro;
где К-формфактор конструкции, К<1;
Sigma - удельная прочность, Ro-плотность конструкционного материала
Для мембранных конструкций на гиперпроводящем Al достижимая энергоемкость (насколько мне известно) порядка 105 Дж/кг.

 
EE Татарин #12.01.2006 01:10
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆

AlNi> Еще интереснее :) . Даже крит. ток знать не нужно.
AlNi> Теоретически возможную массовую энергоемкость можно определить как
AlNi> Em=K*Sigma/Ro;
AlNi> где К-формфактор конструкции, К<1;
AlNi> Sigma - удельная прочность, Ro-плотность конструкционного материала
AlNi> Для мембранных конструкций на гиперпроводящем Al достижимая энергоемкость (насколько мне известно) порядка 105 Дж/кг. [»]
Если это сверхпроводник - значит, есть критток... Если нету криттока, значит - это не накопитель...
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  

AlNi

новичок
Татарин, 12.01.2006 02:10:01:
Если это сверхпроводник - значит, есть критток... Если нету криттока, значит - это не накопитель...
 


Извиняюсь за нечеткий ответ
Имел в виду, что при больших энергиях накопителя определяющими будет не параметры проводника (критический ток) и вспомогательных устройств(криогеника, энерговводы ), а масса и тип силовой конструкции -бандажа.
 
+
-
edit
 

valture

опытный

AlNi> Для мембранных конструкций на гиперпроводящем Al достижимая энергоемкость (насколько мне известно) порядка 105 Дж/кг. [»]
105 Дж - эта примерно 25 Вт-час\кг ..... , а если бандаж сделать например из композита ,то можно наверно раз в 10 увеличить ....
аукцион продолжается , есть у когонибудь еще предложения ? .... :D

 
UA SIMPLETON #29.03.2006 21:30
+
-
edit
 

SIMPLETON

новичок


Еще в 1911 году голландский физик Камерлинг-Оннес обнаружил, что столбик ртути, охлажденный до температуры, превышающей абсолютный нуль на 4,2 градуса, полностью теряет свое электрическое сопротивление. Причем резко, скачком. Так же, как и ртуть, теряли сопротивление свинец, алюминий, олово, цинк и ряд других металлов. Явление это было названо сверхпроводимостью. В кольце из такого сверхпроводника ток мог «крутиться» сколько угодно времени, сохраняя энергию магнитного поля. Беда лишь в том, что даже при небольшом возрастании тока или внешних магнитных полей перечисленные металлы утрачивали свойство сверхпроводимости.
В течение полувека эти сверхпроводники, названные сверхпроводниками первого рода, практического применения не имели. Но в 1961 году советские ученые предсказали возможность создания более совершенных сверхпроводников второго рода, а американские специалисты испытали такой сверхпроводник – проволоку из сплава металла ниобия с оловом, а затем ниобия с титаном. Через проволоку пропускали громадные токи, вокруг нее создавали гигантские магнитные поля, и ничего ей не делалось, свойство сверхпроводимости оставалось.
В кольце из сверхпроводника второго рода можно запасать и хранить без потерь очень большую энергию, примерно в 7 раз больше, чем в такой же по объему конденсаторной батарее. Конечно, кольцо это держат не при комнатной температуре, его помещают в специальный термос для хранения холодных жидкостей – криостат. В криостат заливают жидкий гелий при температурах, близких к абсолютному нулю. Чтобы жидкий гелий испарялся не слишком сильно, его окружают так называемым азотным экраном. Азотный экран – это слой жидкого азота поверх сосуда с жидким гелием. Испаряясь, жидкий азот уменьшает испарение более холодного и дорогого гелия.
Одна из первых моделей такого накопителя была испытана в 1970 году. В сверхпроводящем «электромагните» – соленоиде была накоплена энергия в 10 килоджоулей. Плотность энергии накопителя составила около 40 килоджоулей на килограмм массы.
До какого же предела можно «накачивать» энергию в сверхпроводящий магнит? Оказывается, этот предел диктует не что иное, как... механическая прочность.
Вот уж чего я не ожидал! Коварство сверхпроводящего кольца с током заключается в том, что магнитное поле, развиваемое им, воздействует прежде всего на само кольцо. Как в электромоторе магнитное поле, действуя на обмотки, вращает вал, так и в сверхпроводящем кольце магнитные силы пытаются разорвать его. А поскольку магнитные поля и токи здесь громадны, то силы, разрывающие кольцо, очень велики. Сплавы же ниобия, из которых изготовлена проволока для кольца, увы, совсем не прочны. Куда им до стальных или синтетических материалов! Эта недостаточная механическая прочность и является досадной причиной, сдерживающей «накачку» сверхпроводника током, а значит, и получение высокой плотности энергии.
Ученые в своих проектах отдают предпочтение гигантским сверхпроводящим накопителям. И у них есть на то веские основания. Известно, что площадь тела пропорциональна квадрату его размеров, объем – кубу. С увеличением размеров увеличивается отношение объема к площади поверхности. Для сверхпроводящих накопителей это имеет немаловажное значение. От объема криостата зависит величина обмотки накопителя и, следовательно, количество запасаемой энергии, а от площади – интенсивность испарения содержащихся в нем жидких холодных газов – гелия, азота. Чем больше объем и меньше поверхность криостата, тем экономичнее накопитель.
Сверхпроводящий накопитель требует значительного числа вспомогательных устройств, обслуживающих его во время работы. Это и холодильные установки, и системы обеспечения энергией для управления, выпрямительные станции, преобразователи и многое, многое другое. Конечно, все это окупается лишь в очень крупном накопителе.
Японские ученые подсчитали, например, что сверхпроводящие накопители становятся выгодными при запасе энергии в них свыше миллиона мегаджоулей. Масса такого накопителя достигла бы десятков тысяч тонн. А пока самые крупные сверхпроводящие накопители в СССР способны запасти только сотни мегаджоулей, причем обмотки у них весят сотни тонн. Чуть больше подобные накопители за рубежом.
Какими же видятся ученым сверхпроводящие накопители будущего?
В одном из проектов французских специалистов это гигантский криостат-бублик диаметром 136 метров и высотой свыше 20 метров. Сечение обмотки диаметром 17 метров. Криостат заполнен жидким гелием, предусмотрен и азотный экран. Кольцо из сверхпроводника заключено в медные или алюминиевые оболочки и усилено прочными бандажами. В обмотке течет ток в 140 килоампер, а плотность тока достигает огромной величины – 3 килоампера на квадратный миллиметр сечения обмотки! В таком гиганте может аккумулироваться до 10 миллионов мегаджоулей энергии.
Чтобы было ясно, насколько это много, напомню, что всего 25 мегаджоулей нужно автомобилю для прохождения пути в 100 километров. Если даже пробег автомобиля увеличить до 400 километров, что примерно равно дневному пробегу такси, то энергии накопителя хватит для питания ста тысяч такси в день! Эта энергия, накопленная ночью, позволила бы устранить дневные перегрузки всех электростанций такой большой страны, как Франция.
Немецкие ученые спроектировали накопитель диаметром 250 метров и высотой 50...70 метров. Криостат с жидким гелием и помещенной в него обмоткой из титан-ниобиевого сплава намечено упрятать под землю. Под стать размерам и предполагаемая энергия накопителя. В своем проекте немецкие ученые применили интересное новшество – огромные нагрузки, действующие на обмотку, они попытались частично «переложить» на грунт, в который зарыт накопитель. Специальные распорки должны будут «упираться» в корпус криостата, а он в свою очередь в породы, окружающие его.
Проекты эти, конечно, впечатляют, кажутся чуть ли не фантастикой. И если вдуматься, они не так далеки от нее. Слишком много здесь всяких узких мест.
Взять хотя бы поддержание сверхнизких температур в криостатах, масса которых миллионы тонн, а объем – десятки миллионов кубометров. Где достать столько жидкого гелия? Чем покрыть расход его на непрерывное испарение? Кроме того, очень сложны выводы тока из накопителей – они ведь тоже должны быть сверхпроводниками, то есть находиться при температурах, близких к абсолютному нулю, а это трудно выполнить. Зарядка и разрядка таких накопителей производится только постоянным током, а промышленности нужен ток переменный.
Но это еще ничего, дальше совсем плохо. Чтобы корпус накопителя равномерно упирался в грунт, надо распорки проложить внутри криостата, в жидком гелии. Однако тогда сильно возрастет приток тепла в криостат, что вызовет дополнительное испарение жидкого гелия! Огромные магнитные поля, возникающие вокруг гигантских сверхпроводящих обмоток, могут оказать опасное воздействие на живую природу и человека. Природа «привыкла» к действию весьма слабых полей земного магнетизма и даже на их изменение реагирует чутко. А тут вдруг в жизнь природы «вмешаются» магнитные поля в миллионы раз сильнее!
И наконец, представим, что случится, если сверхпроводник вдруг разорвется или потеряет свойство сверхпроводимости. А это не исключено. Достаточно чуть-чуть подняться температуре жидкого гелия, и вся колоссальная энергия накопителя выделится почти мгновенно. Спасут ли положение специально предусмотренные медные обмотки, по которым должен пойти ток в случае аварии, неизвестно.
Возможно, специалисты найдут решение перечисленных проблем, тогда такие накопители начнут строить к XXI веку. Разумеется, при условии, что не будет создана «энергетическая капсула» получше – простая, емкая, надежная. И которую, конечно, можно будет поставить на автомобиль! Ведь сверхпроводящие гиганты совершенно не пригодны в качестве двигателя автомобиля.

 
UA SIMPLETON #30.03.2006 17:09
+
-
edit
 

SIMPLETON

новичок

http://www.isssph.kiae.ru/docs/devices/devices/spin.html
Сверхпроводящий индуктивный накопитель энергии (СПИН) на 0,5 МДж.
ОСМСиКУ

СПИН состоит из двух СМ с запасенной энергией 0,5 МДж в каждом СМ. СМ накопителя выполнены в виде соленоидов, намотанных из Nb-Ti транспонированного кабеля, механически усиленного жилами из нержавеющей стали. Устройство позволяет в течении 2 секунд перекачивать 0,5 МДж энергии из одного СМ в другой СМ.

Многие конструктивные и технологические решения, реализованные при создании данного небольшого макета СПИН, могут быть использованы в СПИН с гораздо большей запасенной энергией (в т.ч. схема инвертора, конструкция проводника, отличающаяся высокой механической прочностью и малыми потерями в переменных режимах).

Основные параметры:
Запасенная энергия 0,5 МДж
Минимальное время перекачки энергии 1,8 с
Максимальный рабочий ток 1550 А
Начальное время зарядки накопителя 5 мин
Максимальная индукция при токе 1550 А 3,4 Тл
Индуктивность 0,42 Гн
Внутренний диаметр соленоида 400 мм
Наружный диаметр соленоида 550 мм
Длина по обмотке 580 мм

Нет ни массы, ни высоты соленоида. И что значит "длина по обмотке?
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Татарин
Если это сверхпроводник - значит, есть критток... Если нету криттока, значит - это не накопитель...
 


Так ведь о гиперпроводнике говорилось, какой критток? Аккумулятора как такового, конечно, не получится, но для сглаживания кратковременных пиковых нагрузок или для накопления мощности для каких-то импульсных установок может и подойти.
 
UA SIMPLETON #01.04.2006 17:18
+
-
edit
 

SIMPLETON

новичок

Татарин
Так ведь о гиперпроводнике говорилось, какой критток? Аккумулятора как такового, конечно, не получится, но для сглаживания кратковременных пиковых нагрузок или для накопления мощности для каких-то импульсных установок может и подойти.
 


Например, для оружия ЭМИ. Кстати, не так давно кто-то вырубил всю электронику Токийского аэропорта.
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Вы что, конспиролог? :D
На кой гиперпроводники для оружия ЭМИ, как вы это вообще себе представляете? ;D
 
EE Татарин #01.04.2006 17:50
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Татарин
Так ведь о гиперпроводнике говорилось, какой критток? Аккумулятора как такового, конечно, не получится, но для сглаживания кратковременных пиковых нагрузок или для накопления мощности для каких-то импульсных установок может и подойти.
 

Ы?
ГДЕ говорилось о гиперпроводнике?
Ты уверен, что не с конца читал топик? ;)

А индуктивные накопители и глаживатели давно известны. Дросселями это называется. :)
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Говорилось как раз в том посте, на который ты отвечал в #15 ;) Перечитай внимательнее :)

А накопители на гиперпроводниках могут всё же заметно отличаться от дросселей - сопротивление-то низкое, поэтому энергия может сохраняться без больших потерь в течение какого-то короткого времени.
 

в начало страницы | новое
 
1914: Покушение Гаврилы Принципа на австрийского престолонаследника Франца Фердинанда в Сараево и его жену, послужившее поводом к началу Первой мировой войны. (102 года).
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru