CESTY K AKUMULACI ELEKTRICK╔ ENERGIE
Nejv∞tÜφ odb∞r elekt°iny nastßvß ve st°ednφ Evrop∞ t°ikrßt denn∞: rßno po
ÜestΘ hodin∞, kdy₧ se spouÜt∞jφ stroje v tovßrnßch, kolem osmnßctΘ hodiny
veΦer, kdy vzroste nßpor na elektrickou hromadnou dopravu a rozsv∞cφ se sv∞tla a
okolo dvaadvacßtΘ hodiny veΦer, kdy se automaticky zapφnajφ oh°φvaΦe vody a v
zim∞ akumulaΦnφ kamna. Mezi p∙lnocφ a pßtou hodinou rannφ je naopak spot°eba
elekt°iny nφzkß. V zßjmu nejvyÜÜφ hospodßrnosti provozu se krytφ zßkladnφho
zatφ₧enφ sv∞°uje velk²m tepeln²m a jadern²m elektrßrnßm a pr∙toΦn²m hydroelektrßrnßm. Vzroste-li odb∞r nad
jejich okam₧itou kapacitu, p°ipojujφ se k nim i tzv. zßvodnφ elektrßrny pat°φcφ
velk²m podnik∙m a spouÜtφ se akumulaΦnφ
a p°eΦerpßvacφ vodnφ elektrßrny.
ElektroenergetickΘ sφt∞ na vÜech kontinentech se rozr∙stajφ, navzßjem propojujφ a
to umo₧≥uje vzßjemnou v²pomoc p°i p°ekonßvßnφ ÜpiΦek odb∞ru nebo p°i v²padku
n∞kter²ch velk²ch zdroj∙ energie. Kdyby se
nap°. poda°ilo realizovat mezinßrodnφ elektroenergetickou soustavu v Üφ°i 120
polednφk∙, sahajφcφ od Bajkalu a₧ po V. Britßnii, odb∞rovΘ diagramy jednotliv²ch
oblastφ by se vzhledem k posunu Φasu tΘm∞° vyrovnßvaly. PolitickΘ p°em∞ny i
rozdφlnost vybavenφ zßpadoevropsk²ch a v²chodoevropsk²ch sφtφ to vÜak zatφm
nedovolujφ. Tzv. stejnosm∞rn²mi spojkami se vÜak v²chodoevropskΘ zem∞ postupn∞
propojujφ s elektroenergetick²mi sφt∞mi EvropskΘho spoleΦenstvφ. NaÜe
elektrizaΦnφ soustava CENTREL byla s
zßpadoevropskou soustavou UCPTE synchronn∞
propojena dne 18.10.1995 ve 12,30 h.
|
|
|
Historick² pohled do jednΘ z
prv²ch akumulßtorov²ch "elektrßren" v New Yorku (1880). |
Cena ka₧dΘ kilowatthodiny z dovozu ve chvφli ÜpiΦek mnohonßsobn∞ vzr∙stß, a
proto energetici lΘta hledajφ, vyvφjejφ a ov∞°ujφ zp∙soby, jak p°ece jen elektrickΘ v²kony hospodßrn∞ akumulovat bu∩
v rßmci energetickΘ soustavy (v
naÜich pom∞rech jde o v²kony °ßdov∞ gigawatt∙), nebo u velk²ch odb∞ratel∙. Z
n∞kolika desφtek teoretick²ch mo₧nostφ v oblasti "malΘ energetiky" (u
malospot°ebitel∙) jsou nejvφce rozÜφ°eny olov∞nΘ
a ocelovΘ akumulßtory. "Velkß energetika" se zase opφrß o
p°eΦerpßvacφ vodnφ elektrßrny.
P°edstavφme vßm vÜak jeÜt∞ Φty°i dalÜφ, teprve prov∞°ovanΘ novΘ principy
akumulace elektrickΘho v²konu. P°ehlednß tabulka nßzorn∞ odliÜuje oblasti jejich
uplatn∞nφ. Reßlnß kapacita jednotliv²ch zp∙sob∙ v MW nebo MWh
p°edurΦuje jejich uplatn∞nφ u maloodb∞ratel∙ v doprav∞ nebo ve velkΘ energetice.
Nejd∙le₧it∞jÜφmi dalÜφmi parametry jsou:
- celkovß ·Φinnost,
ukazujφcφ jak² v²kon nebo kolik energie nßm
vrßtφ z toho, co jsme do nich museli p°edtφm vlo₧it,
- objemovß energetickß kapacita v joulech
na m3 hovo°φ o jejich rozm∞rech,
- doba p°epnutφ prozrazuje, jak pohotov∞
(za kolik sekund Φi minut po "nabitφ") z nich m∙₧eme energii odebφrat. A
podobn∞ jako u elektrick²ch bateriφ nßs zajφmß doba akumulace, Φas, po kter² nßboj
energie dokß₧φ udr₧et.
|
|
Olov∞nΘ desky pr∙myslovΘho akumulßtoru s
kapacitou 400 W. |
|
I. Olov∞nΘ akumulßtory
D∙v∞rn∞ je znß ka₧d² motorista, proto₧e jejich energiφ spouÜtφ motor
svΘho automobilu. Akumulujφ proud z dynam na
podvozcφch vag≤n∙, pohßn∞jφ elektrovozφky a naklßdaΦe a v modernφm kompaktnφm
provedenφ s nimi poΦφtajφ i elektromobily.
Olov∞n² akumulßtor vynalezl roku 1859 francouzsk² fyzik G. R.
PlantΘ. Sestßvß z pßr∙ olov∞n²ch desek,
pono°en²ch do nßdoby s roztokem kyseliny sφrovΘ. Na deskßch nenabitΘho akumulßtoru se usadφ ·Φinkem kyseliny
sφran olovnat² PbSO4. P°ipojenφm stejnosm∞rnΘho nap∞tφ p°i nabφjenφ
se na kladnΘ elektrod∞ vytvß°φ Φervenohn∞d² oxid oloviΦit² Pb02,
zßpornß elektroda se pokryje tmav∞ Üedou
vrstvou houbovitΘho olova. Tφm se nabit²
akumulßtor p°em∞nil v galvanick² Φlßnek.
Elektrolyt zhoustne a na svorkßch pßru
elektrod zm∞°φme nap∞tφ 2,1 V. P°i vybφjenφ, po spojenφ svorek
elektrod p°es zßt∞₧, zaΦne probφhat opaΦnß chemickß reakce ne₧ p°i nabφjenφ.
Prakticky nesmφ nap∞tφ Φlßnk∙ klesnout pod 1,8 V. V "prehistorickΘ dob∞"
prvnφch stejnosm∞rn²ch elektrßren (1870-1890) se proud z dynam hnan²ch parnφmi stroji nebo vodnφmi turbφnami st°ßdal k dennφmu
napßjenφ sφt∞ ve velk²ch akumulßtorovnßch s olov∞n²mi deskami zav∞Üen²mi do
van s kyselinou. SouΦasnΘ hromadn∞ vyrßb∞nΘ akumulßtory jsou kompaktnφ. Nßdobky
majφ vypln∞ny v∞tÜφm poΦtem pßr∙ destiΦek odd∞len²ch p≤rovit²mi separßtory.
Podle poΦtu olov∞n²mi spojkami propojen²ch Φlßnk∙ na uzav°enΘm povrchu dßvajφ
nap∞tφ 6, 12, 24 nebo 48 V. Dosahujφ vynikajφcφ ·Φinnosti okolo 80 %.
NejrozÜφ°en∞jÜφ automobilovΘ akumulßtory 12 V majφ kapacitu 50 Ah (ampΘrhodin) a
snesou a₧ 500 nabφjecφch cykl∙. OvÜem k tomu, aby do jimi vyzbrojenΘ akumulßtorovny
mohl pr∙mysl akumulovat pouh²ch 1000 kWh, by bylo nutnΘ instalovat a zapojit 25 tun
akumulßtor∙...
Na ot°esy jsou mΘn∞ choulostivΘ nikl-ocelovΘ
akumulßtory (NiFe), vynalezenΘ p°ed sto lety T. A. Edisonem. Jejich ocelovΘ a niklovΘ destiΦky,
vzßjemn∞ vyst°φdanΘ, jsou pono°eny do elektrolytu na bßzi hydroxidu draselnΘho
KOH. ╚lßnky majφ nap∞tφ jen 1,4 V a pro snazÜφ ·dr₧bu je nejvφce vyu₧φvß
₧eleznice.
Pro elektromobily a elektrobusy
slibujφcφ ekologick² provoz, dßle k napßjenφ akumulßtorovΘho nß°adφ,
zßznamov²ch kamer, mobilnφch telefon∙, poΦφtaΦ∙ a bou°liv∞ se rozvφjejφcφch
p°enosn²ch elektronick²ch p°φstroj∙ se vyrßbφ nebo vyvφjφ °ada pokroΦil²ch
akumulßtor∙, kterΘ by m∞ly v kilogramu svΘ hmotnosti akumulovat nejmΘn∞ 150 Wh
energie - p°ibli₧n∞ trojnßsobek toho, co nabφzejφ akumulßtory olov∞nΘ. Ty
nejlepÜφ, kterΘ se k tomuto parametru blφ₧φ, jsou vÜak p°φliÜ drahΘ, nebo¥
vyu₧φvajφ p°evß₧n∞ vzßcnΘ kovy.
Pro akumulßtorovΘ nß°adφ a mobilnφ elektroniku to jsou nap°. akumulßtory
nikl-kadmiovΘ (NiCd), sestavovanΘ z Φlßnk∙ o nap∞tφ 1,2 V. Nabφzejφ se s
kapacitou od 0,3 do 8 Ah, snßÜejφ t°i tisφce nabφjecφch cykl∙ a ultrarychlΘ
nabφjenφ (pod 1 hodinu). Trpφ vÜak tzv. pam∞¥ov²m efektem, sni₧ujφcφm v²razn∞
jejich kapacitu, pokud je p°ed nabitφm zcela nevybijeme. Kv∙li v²hradßm ekolog∙
v∙Φi obsahu kadmia jsou nov∞ nahrazovßny akumulßtory nikl-metalhydridov²mi
(NiMH) a lithiumiontov²mi (Li-Ion), vykazujφcφmi t°ikrßt vyÜÜφ m∞rnou
kapacitu ne₧ akumulßtory NiCd. ZejmΘna poslednφ netrpφ pam∞¥ov²m efektem ani
samovybφjenφm, jsou vÜak podstatn∞ dra₧Üφ.
Pro vyÜÜφ v²kony, nap°. pro pohon elektromobil∙, se ov∞°ujφ zinko-vzduÜnΘ
akumulßtory, v nich₧ probφhß elektrochemickß reakce na porΘznφch
elektrodßch, odd∞lujφcφch vzduch od zinku, nebo sodφko-sφrovΘ akumulßtory,
pracujφcφ p°i teplot∞ okolo 300 ░C, pot°ebnΘ k roztavenφ sodφku a sφry.
M∞rn²m v²konem a₧ 300 W/kg p°ekonßvajφ trojnßsobn∞ v²kon stejn∞ t∞₧k²ch
akumulßtor∙ olov∞n²ch.
|
|
SetrvaΦnφkov² akumulßtor s rotorem z
uhlφkovΘho kompozitu zav∞ÜenΘho v magnetick²ch lo₧iskßch, otßΦejφcφm se
rychlostφ 100 000 otßΦek za minutu. |
|
SetrvaΦnφk je historicky prvnφm akumulßtorem energie,
proto₧e setrvaΦnosti rotujφcφ hmoty kotouΦe pohßn∞nΘho nohou vyu₧φvali
hrnΦφ°i ji₧ tisφce let p°. Kr. Ve stoletφ pßry pomßhal svou kinetickou energiφ p°ekonßvat mrtvΘ body
mechanismu parnφch stroj∙ a dnes je
samoz°ejmou souΦßstφ vyrovnßvajφcφ chod vÜech druh∙ pφstov²ch spalovacφch motor∙, mechanick²ch lis∙ a
jin²ch stroj∙. Energii na ·kor sv²ch otßΦek dokß₧e odevzdat se zpo₧d∞nφm
pouh²ch zlomk∙ sekundy. K akumulaci elektrickΘho
v²konu se dß nejjednoduÜeji vyu₧φt tφm zp∙sobem, ₧e co nejt∞₧Üφ
setrvaΦnφk upevnφme na h°φdel elektromotoru, pohßn∞nΘho elektrick²m proudem,
jeho₧ "dßvku" pot°ebujeme akumulovat. P°i odb∞ru energie se elektromotor
chovß jako dynamo Φi alternßtor a akumulovanou energii vrßtφ!
èv²carsko zavedlo ji₧ p°ed Φty°iceti roky na zkouÜku elektrickΘ gyrobusy
- upravenΘ trolejbusy s jedenap∙ltunov²m setrvaΦnφkem pod podlahou na h°φdeli
elektrickΘho stroje - motoru a generßtoru. Po zastavenφ ve stanici vozidlo
vysunulo sb∞raΦe k napßjecφmu sto₧ßru. Proud ze sφt∞ b∞hem jeden a p∙l minuty
urychlil setrvaΦnφk a do jeho vyÜÜφch otßΦek akumuloval asi 10 kWh energie. Ta po
sta₧enφ sb∞raΦe vystaΦila trolejbusu se sta₧en²m sb∞raΦem k jφzd∞ na dalÜφ
zastßvku s nabφjenφm. Deset "nabit²ch" kWh dovoluje obsazenΘmu elektrobusu
ujet v m∞stskΘm provozu nejmΘn∞ dva kilometry i se zastßvkami na k°i₧ovatkßch.
Kv∙li gyroskopickΘmu momentu (roztoΦen² setrvaΦnφk nerad m∞nφ rovinu svojφ
rotace), ovliv≥ujφcφmu dynamiku a stabilitu jφzdy, se vÜak ani lehΦφ typy
vysokootßΦkov²ch gyroskop∙ u elektromobil∙ neuplatnily, p°esto₧e mohou navφc
akumulovat i Φßst jinak brzd∞nφm ma°enΘ energie.
V²vojß°i u₧ dßvno upustili od t∞₧k²ch litinov²ch kol a nahrazujφ je mnohem
lehΦφmi a menÜφmi ΦoΦkovit²mi setrvaΦnφky z vyztu₧en²ch plast∙, kterΘ ve
specißlnφch lo₧iskßch a ve vakuovΘ nebo heliem
pln∞nΘ sk°φni nechßvajφ otßΦet a₧ desettisφckrßt za minutu. Rekord dr₧φ
supersetrvaΦnφk s hmotnostφ jen 0,6 kg, kter² jako rotor otßΦejφcφ se v prstenci indukΦnφch
cφvek v magnetickΘm zßv∞su konß 1 milion otßΦek za minutu!
Na tomto principu zalo₧enΘ setrvaΦnφkovΘ zßsobnφky energie zaΦφnß vyu₧φvat i
pr∙mysl pro p°ekonßnφ krßtkodobΘho v²padku sφt∞, kter² m∙₧e zp∙sobit pohromu
°φdφcφm a poΦφtaΦov²m systΘm∙m ve v²rob∞. SetrvaΦnφkov² akumulßtor DYBAT,
kter² dokß₧e po dobu 30 s dodßvat v²kon 70 kW, mß i s plßÜt∞m hmotnost jen 70 kg.
SetrvaΦnφk z kompozita s uhlφkov²mi vlßkny konß ve vakuu 20 tisφc otßΦek za
minutu. Kombinovanß magnetickß a mechanickß lo₧iska zaruΦujφ ₧ivotnost
nep°etr₧itΘho otßΦenφ po dobu deseti let. Tφm a takΘ vysokou energetickou
·Φinnostφ (lepÜφ ne₧ 80 %) p°ekonßvajφ po vÜech strßnkßch tradiΦnφ
zßlohovacφ akumulßtorovny a mohou se zapojit paraleln∞ do bateriφ, schopn²ch
krßtkodob∞ vydat akumulovan² elektrick²
v²kon a₧ do n∞kolika MW.
|
|
ZjednoduÜen² princip tlakovzduÜnΘ
akumulace elektrickΘho v²konu v akumulaΦnφ elektrßrn∞ se spalovacφmi turbφnami v
Huntorfu (SRN). |
|
Jsou variantou elektrßren s plynov²mi turbφnami, kterΘ mohou
p°ebyteΦn² noΦnφ elektrick² v²kon akumulovat do vzduchu vhßn∞nΘho pod vysok²m
tlakem do ut∞sn∞n²ch podzemnφch jesky≥ nebo d∙lnφch kaveren. P°i pohonu
alternßtor∙ plynovou turbφnou se a₧ 2/3 energie uvoln∞nΘ spalovßnφm plynu
spot°ebovßvajφ k pohonu kompresoru a jen
jedna t°etina se m∞nφ v energii elektrickou. Proto bylo u₧ p°ed Φty°iceti lety
navr₧eno odd∞lit mechanicky i Φasov∞ provoz turbφny
a kompresoru, aby se v p°φpad∞ pot°eby
mohl pro v²robu elekt°iny vyu₧φt pln² v²kon turbφny bez zßt∞₧e kompresorem,
jeho₧ funkci m∙₧e po dobu n∞kolika hodin nahrazovat stlaΦen² vzduch odebφran² z
podzemnφho zßsobnφku. Kompresor lze pohßn∞t elektromotorem, odebφrajφcφm levn²
noΦnφ p°ebyteΦn² elektrick² v²kon. TakovΘ za°φzenφ, je₧ je obdobou
p°eΦerpßvacφ vodnφ elektrßrny, bylo poprvΘ uvedeno do provozu roku 1974 v
n∞meckΘm Huntorfu. Plynovß turbφna tu v
t°φhodinovΘ ÜpiΦce dodßvß do sφt∞ v²kon 290 MW. Tlak vzduchu skladovanΘho ve
dvou soln²ch jeskynφch s jφmacφm prostorem 150 000 m3 se pohybuje od 5 do
7,5 MPa.
V. P°eΦerpßvacφ vodnφ elektrßrny (PVE)
Princip PVE
je prajednoduch². Majφ svou dolnφ a hornφ vodnφ nßdr₧ propojenou potrubφm, v
n∞m₧ jsou za°azeny vodnφ turbφny a Φerpadla.
P°i p°ebytku el.energie v sφti Φerpajφ Φerpadla vodu z dolnφ nßdr₧e do vysoko
polo₧enΘ hornφ nßdr₧e. Elektrickß energie se tak m∞nφ v hnacφm elektromotoru
nejprve v kinetickou energii proudφcφ vody a potom v jejφ energii potencißlnφ v
hornφ nßdr₧i. Tam je p°ipravena, aby v p°φpad∞ pot°eby zp∞tn²m pr∙tokem
poskytla vysok² v²kon vodnφm turbφnßm, jejich₧ alternßtory ji vracejφ v podob∞
elektrickΘ energie do sφt∞.
Mohou mφt n∞kolik variant: dolnφ nßdr₧ je obvykle z°φzena za hrßzφ pr∙toΦnΘ
vodnφ elektrßrny na °φΦnφm toku a hornφ nßdr₧, se kterou je spojena n∞kolika
tlakov²mi potrubφmi, je vybudovßna na n∞kterΘm blφzkΘm vrcholu. Spßdy se pohybujφ
od 100 do 500 m. Dolnφ nßdr₧ m∙₧e s v²hodou slou₧it i jako zßsobnφk chladicφ vody pro chladicφ v∞₧e nedalek²ch tepeln²ch nebo
jadern²ch elektrßren. Ve vysok²ch horßch je mo₧nΘ vyu₧φt v roli nßdr₧φ i
odlehlejÜφ vysokohorskß jezera s velk²m v²Ükov²m rozdφlem, kterß se propojφ
tunelov²mi Üachtami.
|
|
|
Uspo°ßdßnφ
p°eΦerpßvacφch vodnφch elektrßren. |
V∞tÜφ PVE, stav∞nΘ od t°icßt²ch let, pou₧φvajφ t°φstrojovß soustrojφ.
Motorgenerßtor je umφst∞n v betonovΘ Üacht∞ elektrßrny zcela naho°e v ·rovni
podla₧φ strojovny. Jeho h°φdel,
zav∞Üen² na specißlnφm lo₧isku, nese ob∞₧nΘ kolo vodnφ turbφny a zcela dole,
pod ·rovnφ spodnφ hladiny, je ulo₧eno ob∞₧nΘ
kolo odst°edivΘho Φerpadla. P°i Φerpßnφ vody se spirßlovß komora turbφny
zavzduÜnφ a alternßtor v roli elektromotoru pohßnφ p°es h°φdelovou spojku
Φerpadlo. P°i elektrßrenskΘm provozu se zavzduÜnφ komora Φerpadla (nebo se rozpojφ
jeho h°φdelovß spojka) a voda pod vysok²m tlakem pohßnφ turbφnu s alternßtorem.
Dnes se pou₧φvajφ v∞tÜinou dvoustrojovß soustrojφ, v nich₧ ob∞₧nΘ
kolo turbφny vykonßvß v Φerpacφm re₧imu funkci Φerpadla. Ve v²voji takov²ch
jednosm∞rn²ch reverznφch turbφn u nßs vynikli ing. V. Hosnedl a akademik M. Nechleba
z VUT v Brn∞. Jestli₧e ·Φinnost p°eΦerpßvacφho cyklu se u starÜφch jednotek
pohybovala kolem 50 %, souΦasnß soustrojφ umo₧≥ujφ akumulaci s ·Φinnostφ a₧ 75
%. To znamenß, ₧e na "uskladn∞nφ" ka₧dΘ kWh je nutnΘ v Φerpacφm re₧imu
vynalo₧it jen asi 1,3 kWh. Velmi levnΘ noΦnφ kilowatthodiny se tφmto zp∙sobem
prom∞nφ v ÜpiΦkovΘ kWh, majφcφ pro energetiku cenu zlata. Pln² v²kon jsou
n∞kterΘ modernφ PVE schopnΘ dodßvat u₧ za 1,5 min. po spouÜt∞cφm povelu.
Nejv∞tÜφ PVE s jednotkami po 300 MW na p°elomu stoletφ zvlßdnou akumulaΦnφ v²kony
a₧ 3 000 MW. SouΦasnou tabulku nejv∞tÜφch p°eΦerpßvacφch elektrßren sv∞ta vede
PVE Dinorwic v britskΘm Walesu. Disponuje akumulaΦnφm v²konem 1800 MW, kter² zaΦne
dodßvat 15 vte°in po spuÜt∞nφ, tak₧e by dokßzala zabrßnit i rozpadu
elektroenergetickΘ sφt∞ p°i katastrofßlnφm v²padku velkΘ elektrßrny v sφti.
Kv∙li nenaruÜenφ krajiny, nebo tam, kde nenφ k dispozici pot°ebn² spßd, se budujφ
PVE, kterΘ vyu₧φvajφ jako hornφ nßdr₧ p°φrodnφ jezero, spodnφ nßdr₧ a
strojovna vÜak jsou vybudovßny hluboko pod zemφ. Kdy₧ se zv²Üφ nap°. dnes obvyklΘ
stometrovΘ spßdy PVE a₧ na 1000 m, klesne p°i stejnΘm v²konu mno₧stvφ obφhajφcφ
vody na desetinu a tφm se zmenÜφ i rozm∞ry nßdr₧φ a stavebnφ nßklady.
Zcela novou cestu k budovßnφ p°eΦerpßvacφch vodnφch elektrßren hodlß prosadit
Japonsko, kterΘ mß ji₧ dnes v provozu 41 PVE s ·hrnn²m v²konem 22 000 MW. Na
ostrov∞ Okinawa buduje p°eΦerpßvacφ mo°skou elektrßrnu, kterß jako prvnφ na
sv∞t∞ bude od roku 1998 p°eΦerpßvat slanou vodu do um∞lΘ nßdr₧e ve v²Üi 150 m
nad mo°em. Jejφ soustrojφ, potrubφ a uzßv∞ry vÜak budou muset odolßvat korozi v
d∙sledku agresivnφho ·Φinku slanΘ vody. Pokud se experiment zda°φ, otev°e se
p°eΦerpßvacφm elektrßrnßm novΘ uplatn∞nφ na mo°sk²ch pob°e₧φch vÜech
kontinent∙.
|
Mal² supravodiv² akumulßtor UPS. |
Podn∞t ke zcela revoluΦnφmu zp∙sobu akumulace elektrickΘ energie dal vlastn∞
nizozemsk² fyzik Kammerlingh Onnes ji₧ roku 1911. Ve smyΦce ze rtuti
vymra₧enΘ v kapalnΘm heliu indukoval elektrick² proud a ten v nφ k ·₧asu
p°ivolan²ch sv∞dk∙ obφhal bez p°eruÜenφ hodiny, dny a t²dny i potΘ, co induktor
odpojil. Stav, p°i kterΘm v lßtkßch prakticky zcela vymizφ elektrick² odpor, nazvali v∞dci supravodivostφ.
Onnes∙v sen o tom, ₧e jednou bude mo₧nΘ elekt°inu beze ztrßt p°enßÜet po
supravodiΦφch, se teprve napl≥uje. Supravodivost
umφme vyvolat i v °ad∞ kov∙, slitin, a dokonce ve specißlnφ keramice u₧ nejen p°i
teplotßch kapalnΘho helia, ale i v kapalnΘm dusφku
a vodφku. Experimenty s motory a generßtory se
supravodiv²m vinutφm zdßrn∞ pokraΦujφ, stejn∞ tak i s tΘm∞° bezdtrßtov²m
p°enosem elektrickΘho proudu po supravodiv²ch kabelech. Zdß se, ₧e supravodivß
elektromagnetickß akumulace menÜφch i velk²ch elektrick²ch v²kon∙ dostane Üanci
jeÜt∞ na p°elomu naÜeho tisφciletφ.
Zatφm bylo realizovßno n∞kolik menÜφch supravodiv²ch akumulßtor∙,
urΦen²ch k p°ekonßnφ krßtkodob²ch v²padk∙ proudu v zßvodech na v²robu
polovodiΦ∙, Φip∙ a film∙, kde i v²padek pouhΘ desetiny sekundy m∙₧e zp∙sobit
velkΘ Ükody a ochromit v²robu. Prvnφ malΘ supravodivΘ akumulßtory UPS
(Uninterruptible Power Supplies) z USA pracujφ se supravodivou cφvkou pono°enou do
kapalnΘho helia, kterß je nabφjena p°es usm∞r≥ovaΦ. Proud v nφ cirkuluje s
minimßlnφ ztrßtou 0,3 kWh za 24 hodin. U₧ na prvnφ hlubÜφ pokles nap∞tφ sφt∞ na
zaΦßtku v²padku reaguje akumulßtor b∞hem 0,2 mikrosekundy tφm, ₧e proud z cφvky
indukcφ p°evede p°es kondenzßtor do invertoru, kter² je schopen po p°eklenovacφ
dobu dodßvat nejchoulostiv∞jÜφmu uzlu tovßrnφ sφt∞ v²kon kolem 1 MW.
V∞tÜφ supravodiv² akumulßtor SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage) o
kapacit∞ 800 Wh stabilizuje spojovacφ vedenφ spoleΦnosti Bonneville Power v Oregonu
(USA). Obstßl p°i n∞kolika milionech cykl∙ nabitφ-vybitφ. Doba nabφjenφ i
vybφjenφ je extrΘmn∞ krßtkß a ·Φinnost
lepÜφ ne₧ 95 %.
Zve°ejn∞nΘ studie mluvφ o energetick²ch supravodiv²ch akumulßtorech s kapacitou a₧
4 000 MW, schopn²ch nahradit p°eΦerpßvacφ akumulaΦnφ elektrßrny. Majφ mφt podobu
prstence (p°φpadn∞ umφst∞nΘho v podzemφ), v n∞m₧ je v kapalnΘm heliu pono°ena
smyΦka z tlustΘho m∞d∞nΘho vodiΦe. Ztrßty
se zapoΦtenφm p°φkonu kryogennφ stanice
udr₧ujφcφ helium na teplot∞ pod minus 269 ░C nemajφ b²t menÜφ ne₧ 1 %!
|