В городе Шэньчжэнь введён в эксплуатацию первый в Китае сверхпроводящий кабель нового типа собственной разработки. Он является также первым сверхпроводящим кабелем в мире, проложенным в центральной части огромного мегаполиса. Это говорит о том, что Китай полностью освоил ключевые технологии проектирования, производства и прокладки сверхпроводящих кабелей.
Технические характеристики
Новый сверхпроводящий кабель имеет диаметр всего 17,5 см, длину 400 метров и мощность передачи до 43 МВА, что эквивалентно удовлетворению потребности в электроэнергии 4 высокоскоростных железных дорог со скоростью 350 км/ч одновременно. В то же время пропускная способность в 5 раз выше, чем у обычных кабелей. Инновационный электрокабель может обеспечить высоконадежное электроснабжение финансового центра Пинань в Шэньчжэне, самого высокого здания в районе Большого залива Гуандун-Гонконг-Макао.
Технология высокотемпературной сверхпроводящей передачи энергии – это стратегическая технология передачи электроэнергии будущего поколения. Её преимущества:
низкие потери в линии;
большая пропускная способность;
небольшая площадь коридора;
экологичность.
В такой технологии используются проводящие свойства сверхпроводящих материалов, благодаря чему потери электроэнергии в процессе передачи низкого напряжения практически нулевые. Пропускная способность сверхпроводящих кабелей намного больше, чем у обычных кабелей. Пропускная способность трехфазного коаксиального высокотемпературного сверхпроводящего кабеля переменного тока 10 кВ больше, чем у обычного кабеля 110 кВ, а потери при передаче составляют всего от 1/4 до 1/5 от потерь при передаче обычного кабеля. Это хорошо подходит для электроснабжения в местах с высокой плотностью нагрузки электропотребления.
Предназначение нового кабеля
Проект, разработанный China Southern Power Grid Corporation, выступает действенной мерой для глубокой реализации инновационной стратегии развития и содействия научно-технической самостоятельности и обеспечивает питание в районах с высокой плотностью загрузки в крупных городах. Дело в том, что последние годы энергоснабжение в центральных районах мегаполисов во всём мире сталкивается с большими проблемами. Здесь существует повышенная нагрузка на электросети, часто возникают требования к сокращению энергопотребления, возникает сложность выделения земельных участков для прокладки сетей.
Шэньчжэнь – город с самой большой плотностью силовой нагрузки в Китае, а плотность нагрузки электропотребления его центрального делового района ещё больше. Проект корпорации China Southern Power Grid решает реальные проблемы надёжности электроснабжения, высокой плотности нагрузки, обеспечения качества электроэнергии и ограниченности земельных ресурсов.
«Если используются существующие методы электроснабжения, очень сложно обеспечивать важные нагрузки энергопотребления в центральном районе Футянь, особенно недавно добавленные, и использовать обычные технологии для увеличения мощности. Это очень сложно в Шэньчжэне, где земля дорогая», – заявил генеральный директор отдела инноваций и цифровизации Шэньчжэньского бюро электроснабжения Лу Чжинин. Он добавил что, сверхпроводящие кабели на 10 кВ могут удовлетворить потребности в электроснабжении, уменьшить использование высоковольтных кабелей в городской электросети, упростить структуру сети, сократить строительство подстанций, что поможет сэкономить 500 квадратных метров земли.
Новые решения и возможности
Разработанный и запущенный в производство сверхпроводящий кабель имеет трёхфазную коаксиальную конфигурацию, которая представляет собой кабель с наиболее компактной структурой и наименьшим количеством полос. За 4 года сложных исследований и ведения разработок команда проекта совершила крупные прорывы в ключевых технологиях, таких как общий дизайн и производство сверхпроводящих кабельных систем, создание отечественных холодильников GM большой ёмкости и т. д. Компании удалось добиться 100% локализации ключевого оборудования, восполнив этим отечественный технический пробел.
Стоимость сверхпроводящих кабелей вполне разумна, и возможно их успешное продвижение на рынок. Известно, что стоимость сверхпроводящей ленты составляет около 50% общей стоимости кабеля. Трёхфазный коаксиальный сверхпроводящий кабель экономит почти половину сверхпроводящей ленты по сравнению с другими сверхпроводящими кабелями.
Кроме того, введенный в эксплуатацию сверхпроводящий кабель вместо обычных медно-алюминиевых проводников теперь для передачи электроэнергии использует сверхпроводники, которые можно охлаждать в среде жидкого азота. Он является относительно простой и недорогой охлаждающей средой. Сверхпроводимость при высокой температуре (примерно 70°C) имеет важное прикладное значение.
Впервые в Китае проектная группа успешно разработала отечественный холодильник GM большой ёмкости. Реализованная в нём онлайн-система «подключи и работай» позволяет сверхпроводящему кабелю сохранять высокую надёжность функционирования в течение длительного времени в среде жидкого азота при температуре минус 200 ℃.
В отделе управления инновациями Китайской южной энергосетевой корпорации считают, что по сравнению с традиционными технологиями запущенный в эксплуатацию демонстрационный проект высокотемпературной сверхпроводимости, в основном, достиг точки экономического равновесия. На следующем этапе корпорация продолжит увеличивать инвестиции и активно продвигать научно-исследовательские и демонстрационные проекты по применению сверхпроводимости в распределительных сетях.