理论教育 超导材料的高效蓄电储能技术

超导材料的高效蓄电储能技术

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:超导材料是一种没有电阻的材料,既能节能,减少电能因电阻而消耗的能量,也能把电流储存起来,供急需时使用。1987年,美国国防部为适应“星球大战”的需要,决定建立一个用超导材料储电的蓄能装置,在和平时期可向居民供电,在导弹袭来时,可为激光武器供电,用激光摧毁导弹。因为超导材料没有电阻,它的蓄能效率高,可以回收98%的多余电力。

超导材料的高效蓄电储能技术

超导材料是一种没有电阻的材料,既能节能,减少电能因电阻而消耗的能量,也能把电流储存起来,供急需时使用。

自从世界上以电力作为主要动力以来,就遇到两个令人头痛的问题,一是在输送电流时,不少电力因导线有电阻而发热,白白损失了相当的电能。

另一个问题就是,白天的电力常常严重不足,而深夜的电力又大大富余,搞得发电机白天超负荷运转,深夜时却空转,电力白白浪费。

于是,能不能把夜间富余的电力储存起来以弥补白天电力不足的问题,就成了一大难关。90年代之前,大多是采用“抽水蓄能”的办法,即在电力富余的时间里,用多余的电力把处在位置较低的水库的水,抽到一个位置较高的水库内,等到电力不足时,立即从高位水库放水,进行水力发电,以保证电力系统正常运转。早在1892年,欧洲就建立了第一座抽水蓄能电站。到1989年,世界上至少有200多座这种电站分布在60多个国家和地区。我国在广州和北京十三陵也建立了两座大型的抽水蓄能电站。

但这种方法有不少缺点。一是抽水时本身要消耗大量电力,蓄能效率只有70%。而且建立高位水库占地面积大,每蓄存1000千瓦小时的电,需要建1400立方米的水库,而且这种方法调节电力余缺的反应速度慢。从缺电信号发出到蓄水池发电,通常要经过15分钟。这种速度很难满足现代的许多特殊用电要求,尤其是战争中需要快速反应时,蓄水发电常常延误战机。(www.daowen.com)

1987年,美国国防部为适应“星球大战”的需要,决定建立一个用超导材料储电的蓄能装置,在和平时期可向居民供电,在导弹袭来时,可为激光武器供电,用激光摧毁导弹。

因为超导材料没有电阻,它的蓄能效率高,可以回收98%的多余电力。而且反应速度快。一旦需要电力,在0.3秒钟内就可从超导储能线圈中把电流引出来送到任何电网。这对星球大战时所需电力是非常重要的。

现在美国已设计并着手建造一个可以储存500万千瓦小时的巨型超导储电装置,它像一个巨大的轮胎,深埋在地下的核心部分是用超导材料做成的储能线圈。它的直径就有1568米。储存的电力足以供几十万人口的城市照明用电。

超导材料为什么能储电呢?原因就在于它没有电阻,只要把电“注入”超导线圈,电流就可以无休止地在线圈中流动也不会有损耗。

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