24 января 2022

В Японии проложен самый длинный сегмент сверхпроводящего силового электрического кабеля

Технологии передачи электроэнергии при помощи сверхпроводящих силовых электрических кабелей уже начинают появляться в различных уголках земного шара. И недавно в Японии была закончена прокладка самого длинного на сегодняшний день сегмента сверхпроводящего кабеля, способного транспортировать электрическую энергию без каких-либо потерь. Это, в свою очередь, сделает в будущем боле дешевой эксплуатацию поездов на электрической тяге и одновременно снимет некоторую часть проблем, связанных с процессом глобального потепления.

1.5-километровый сегмент сверхпроводящего кабеля был изготовлен и проложен специалистами японского Железнодорожного технологического научно-исследовательского института в Токио. Прокладка кабеля была проведена в одном из мест перфектуры Миядзаки, где этот кабель будет задействован в долгосрочной испытательной программе. И, с его длиной, этот кабель является самым длинным в мире сверхпроводящим кабелем на сегодняшний день.

Высокая стоимость используемых технологий является причиной, препятствующей сейчас широкому распространению технологий передачи энергии при помощи сверхпроводников. В большинстве случаев для перехода материала в сверхпроводящее состояние требуется его охлаждение до температуры в -269 градусов Цельсия при помощи жидкого гелия.

Создавая новый тип сверхпроводящего кабеля, японцы использовали так называемые высокотемпературные сверхпроводники, материалы, переходящие в состояние сверхпроводимости при -196 градусах Цельсия. И это позволило использовать в качестве хладагента жидкий азот, стоимость которого в 10 раз меньше стоимости жидкого гелия.

Проложенный сверхпроводящий кабель способен работать при стандартном для японской железнодорожной отрасли напряжении в 1500 Вольт и без потерь пропускать ток в несколько сотен Ампер. Главной целью внедрения данной инновации является снижение количества подстанций, которые компенсируют потери энергии при передаче и устанавливаются, как правило, через каждые 3 километра железнодорожного пути. Ежегодная стоимость обслуживания только одной подстанции оценивается приблизительно в 20 миллионов иен (173 тысяч американских долларов), и к этой сумме экономии прибавятся еще 4 процента энергетических потерь, которые с учетом суммарного потребления японских железных дорог составляют 700 миллионов киловатт-часов.

В настоящее время японские исследователи работают над технологией сверхпроводящих силовых электрических кабелей, длина сегмента которых может превышать 1.5 километра, что позволит железной дороге обойтись без промежуточных подстанций.

И в заключении следует отметить, что Япония является не единственной страной, ведущей работы в данном направлении. В ноябре прошлого года китайская Государственная энергетическая компания проложила в Шанхае сегмент сверхпроводящего кабеля, длиной 1.2 километра. А германское Министерство экономики и энергетики с 2020 года воплощает в жизнь проект, в рамках которого под Мюнхеном будет проложена 12-километровая сверхпроводящая линия электропередачи.