Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تخزين الطاقة المغناطيسية الفائقة التوصيل (SMES)

تخزين الطاقة المغناطيسية الفائقة التوصيل (SMES)

1970
نظام تخزين الطاقة المغناطيسية فائقة التوصيل في مختبر لتطبيقات فيزياء الحالة الصلبة.

(صورة توضيحية فقط)

Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) systems store energy in the magnetic field created by the flow of direct current in a superconducting coil. The energy can be stored indefinitely as long as the coil is kept at superconducting temperatures, as there is virtually no energy loss due to electrical resistance. The stored energy is given by [latex]E = \frac{1}{2} L I^2[/latex].

An SMES unit consists of three main parts: a superconducting coil, a power conditioning system (PCS), and a cryogenic refrigerator. The coil is made from a superconducting material (like Niobium-titanium) which, when cooled below its critical temperature, has near-zero electrical resistance. A direct current is charged into the coil, creating a strong magnetic field where energy is stored according to the formula [latex]E = frac{1}{2} L I^2[/latex], where L is the coil’s inductance and I is the current. Because the resistance is negligible, the current can circulate perpetually with minimal loss, making the storage highly efficient. The PCS, typically using solid-state inverters/rectifiers, manages the flow of power, converting AC power from the grid to DC for charging the coil, and converting the stored DC energy back to AC for discharge. The entire coil must be maintained at extremely low temperatures (around 4.2 K for low-temperature superconductors) by a مبرد فائقيمثل هذا التكلفة الرئيسية للطاقة المستمرة. تتميز أنظمة تخزين الطاقة المغناطيسية الفائقة (SMES) بكفاءة عالية للغاية في دورة الشحن والتفريغ (أكثر من 95%)، وزمن استجابة فوري (بالمللي ثانية)، وعمر تشغيلي غير محدود. مع ذلك، فإن كثافة الطاقة فيها منخفضة نسبيًا، وتكاليفها الرأسمالية مرتفعة جدًا، لا سيما فيما يتعلق بالأسلاك فائقة التوصيل ونظام التبريد، مما يحد من استخدامها في تطبيقات الطاقة عالية القيمة وقصيرة المدة.

UNESCO Nomenclature: 2211
– Solid state physics

يكتب

Physical Device

خلل

Incremental

الاستخدام

Niche/Specialized

مقدمات

  • اكتشاف الكهرومغناطيسية بواسطة هانز كريستيان أورستد (1820)
  • قانون الاستقراء لمايكل فاراداي
  • discovery of superconductivity by Heike Kamerlingh onnes (1911)
  • تطوير الموصلات الفائقة من النوع الثاني القادرة على حمل تيارات عالية في مجالات مغناطيسية قوية

التطبيقات

  • تحسين جودة الطاقة واستقرار الجهد في الشبكات الكهربائية
  • مصادر الطاقة غير المنقطعة (UPS) للمرافق الحيوية
  • تنظيم التردد
  • تزويد الطاقة طاقة عالية تجارب فيزيائية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • high-temperature superconductor (HTS) SMES systems to reduce cooling costs
  • تصميمات الملفات الحلقية لحصر المجال المغناطيسي وتقليل المجالات الضالة
  • وحدات صغيرة ومتوسطة الحجم لتطبيقات جودة الطاقة الموزعة
  • أنظمة بطاريات هجينة صغيرة ومتوسطة الحجم للطاقة العالية والطاقة العالية
  • أنظمة شحن لاسلكية صغيرة ومتوسطة الحجم للتطبيقات المتخصصة
  • التكامل مع أنظمة القطارات ذات التعليق المغناطيسي (الماجليف)
  • الشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم لأنظمة الطاقة في المركبات الفضائية وأسلحة الطاقة النبضية
  • وحدات SMEs المعيارية لنشر الشبكة القابلة للتطوير
  • قدرات الحد من تيار الخطأ باستخدام تقنية SMEs
  • تطوير أنظمة حماية الإخماد لإدارة الانتقال من الحالة الفائقة التوصيل إلى الحالة الطبيعية
Related to: SMES, superconductivity, magnetic field, energy storage, superconducting coil, cryogenics, power quality, high efficiency, inductance, direct current.

السياق التاريخي

تخزين الطاقة المغناطيسية الفائقة التوصيل (SMES)

1964
1968
1970
1970
1975
1980
1980
1963
1965
1970
1970
1974-11-15
1980
1980
1980

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.