Создатели коллайдера NICA разработали новый перспективный накопитель энергии
Скачки потребления энергии представляют проблему для многих электросистем, поскольку большинство источников тока рассчитаны на стабильную генерацию. Российские ученые разработали накопитель для сглаживания таких пульсаций на основе сверхпроводящего магнита. Он гораздо компактнее конденсаторов и способен отдавать и принимать энергию во много раз быстрее аккумуляторов. Такую «батарейку» создали для нового дубненского коллайдера NICA, но потенциально ее можно применять где угодно, от электроавтобусов до промышленных предприятий.
Объединенный институт ядерных исследований ведет строительство коллайдера NICA, флагманской российской физической установки. При проектировании было разработано множество технологий, которым можно найти применение за пределами фундаментальной науки. В том числе, ученые из Дубны начали создавать новый накопитель энергии с рекордной для своего класса емкостью.
Магнитные системы ускорительных колец коллайдера NICA – «Нуклотрона» и «Бустера» – потребляют энергию крайне неравномерно. Они создают импульсное поле с периодом колебаний от четырех секунд и выше, что вызывает пульсации энергии в сети. Это приводит к нагрузке на систему и ухудшает работу самих ускорителей и измерительной аппаратуры.
Чтобы сглаживать пики потребления, можно установить накопитель энергии. Поскольку колебания происходят слишком быстро, химические аккумуляторы не в состоянии их скомпенсировать: они слишком долго заряжаются и недостаточно быстро отдают заряд.
«В нашей системе питания накопителя будет два: емкостной, то есть, конденсаторы, и индуктивный. Индуктивный накопитель – это магнитная катушка, или соленоид. Его полная энергия будет равна 3,65 МДж, а полезная – 1,7. Ее он будет перебрасывать из «Нуклотрона» в «Бустер» и обратно, предварительно накапливая», – рассказал старший научный сотрудник ОИЯИ Михаил Новиков, создатель накопителя.
Индуктивный накопитель энергии создан на основе главного элемента ускорителя NICA – мощных магнитов.
«Обмотки магнитов NICA сделаны из сверхпроводящего кабеля. Магнит представляет собой мельхиоровую трубку, обмотанную проводником из сплава ниобия и титана, внутри течет жидкий гелий при температуре -269 градусов по Цельсию – практически абсолютный ноль. Из этого кабеля можно создавать изделия сложной геометрии, и в нем могут течь очень большие, килоамперные токи. Мы предложили помимо основных магнитов из этого кабеля сделать «батарейку» на несколько мегаватт. То есть, это накопитель энергии, в который вы можете завести ток, накопить несколько мегаджоулей, и потом от него запитать потребителя – например, огромный ускоритель», – пояснил директор ОИЯИ академик Григорий Трубников.
Фото: сайт газета.ru, ОИЯИ