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 تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

تقوم أنظمة تخزين الطاقة المغناطيسية فائقة التوصيل بتخزين الطاقة في المجال المغناطيسي الناتج عن تدفق التيار المباشر في ملف فائق التوصيل. ويمكن تخزين الطاقة إلى أجل غير مسمى طالما أن الملف محفوظ في درجات حرارة فائقة التوصيل، حيث لا يوجد فعلياً أي فقدان للطاقة بسبب المقاومة الكهربائية. وتُعطى الطاقة المخزَّنة بالمعادلة [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 cryocooler, which represents the main continuous energy cost. SMES systems are characterized by extremely high round-trip efficiency (>95%), instantaneous response time (milliseconds), and an unlimited cycle life. However, their energy density is relatively low and the capital costs, primarily for the superconducting wire and cryogenic system, are very high, limiting their use to high-value, short-duration power applications.

UNESCO Nomenclature: 2211
- فيزياء الحالة الصلبة

يكتب

الجهاز المادي

الاضطراب

تزايدي

الاستخدام

متخصصة/متخصصة

السلائف

  • اكتشاف الكهرومغناطيسية بواسطة هانز كريستيان أورستد (1820)
  • قانون الاستقراء لمايكل فاراداي
  • اكتشاف الموصلية الفائقة بواسطة هايك كامرلينج أونز (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
  • تشغيل تجارب الفيزياء عالية الطاقة

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ: SMES، الموصلية الفائقة، المجال المغناطيسي، تخزين الطاقة، الملف فائق التوصيل، التبريد، جودة الطاقة، الكفاءة العالية، الحث، التيار المستمر.

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)

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.