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अतिचालक चुंबकीय ऊर्जा भंडारण (एसएमईएस)

1970
ठोस अवस्था भौतिकी अनुप्रयोगों के लिए प्रयोगशाला में अतिचालक चुंबकीय ऊर्जा भंडारण प्रणाली।

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

सुपरकंडक्टिंग मैग्नेटिक एनर्जी स्टोरेज (SMES) प्रणालियाँ सुपरकंडक्टिंग कॉइल में डायरेक्ट करंट के प्रवाह से उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा संग्रहित करती हैं। जब तक कॉइल को सुपरकंडक्टिंग तापमान पर रखा जाता है, तब तक ऊर्जा अनिश्चित काल तक संग्रहित की जा सकती है, क्योंकि विद्युत प्रतिरोध के कारण ऊर्जा का नुकसान लगभग न के बराबर होता है। संग्रहित ऊर्जा का सूत्र [latex]E = frac{1}{2} LI^2[/latex] है।

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 क्रायोकूलरजो मुख्य सतत ऊर्जा लागत को दर्शाता है। एसएमईएस प्रणालियाँ अत्यंत उच्च राउंड-ट्रिप दक्षता (>95%), तात्कालिक प्रतिक्रिया समय (मिलीसेकंड) और असीमित चक्र जीवन की विशेषता रखती हैं। हालाँकि, इनकी ऊर्जा घनत्व अपेक्षाकृत कम है और पूंजीगत लागत, मुख्य रूप से सुपरकंडक्टिंग तार और क्रायोजेनिक प्रणाली के लिए, बहुत अधिक है, जो इनके उपयोग को उच्च-मूल्य, अल्पावधि विद्युत अनुप्रयोगों तक सीमित करती है।

UNESCO Nomenclature: 2211
ठोस अवस्था भौतिकी

Type

भौतिक उपकरण

व्यवधान

इंक्रीमेंटल

उपयोग

विशिष्ट/विशेषज्ञ

शगुन

  • हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड द्वारा विद्युत चुंबकत्व की खोज (1820)
  • माइकल फैराडे का प्रेरण का नियम
  • discovery of superconductivity by Heike Kamerlingh onnes (1911)
  • मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों में उच्च धारा प्रवाहित करने में सक्षम टाइप-II सुपरकंडक्टरों का विकास।

आवेदन

  • विद्युत ग्रिडों में बिजली की गुणवत्ता में सुधार और वोल्टेज स्थिरीकरण
  • महत्वपूर्ण सुविधाओं के लिए निर्बाध विद्युत आपूर्ति (यूपीएस)
  • आवृत्ति विनियमन
  • शक्ति उच्च ऊर्जा भौतिकी प्रयोग

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • high-temperature superconductor (HTS) SMES systems to reduce cooling costs
  • चुंबकीय क्षेत्र को सीमित करने और आवारा क्षेत्रों को कम करने के लिए टोरोइडल कॉइल डिज़ाइन।
  • वितरित विद्युत गुणवत्ता अनुप्रयोगों के लिए सूक्ष्म-मध्यम उद्यम (माइक्रो-एसएमई)
  • उच्च शक्ति और उच्च ऊर्जा दोनों के लिए हाइब्रिड एसएमई-बैटरी सिस्टम
  • विशेष अनुप्रयोगों के लिए वायरलेस एसएमई चार्जिंग सिस्टम
  • चुंबकीय उत्तोलन (मैगलेव) ट्रेन प्रणालियों के साथ एकीकरण
  • अंतरिक्ष यान विद्युत प्रणालियों और स्पंदित ऊर्जा हथियारों के लिए लघु एवं मध्यम उद्यम
  • स्केलेबल ग्रिड परिनियोजन के लिए मॉड्यूलर एसएमई इकाइयाँ
  • एसएमई प्रौद्योगिकी का उपयोग करके फॉल्ट करंट को सीमित करने की क्षमता
  • अतिचालक अवस्था से सामान्य अवस्था में संक्रमण को नियंत्रित करने के लिए शमन सुरक्षा प्रणालियों का विकास
Related to: SMES, superconductivity, magnetic field, energy storage, superconducting coil, cryogenics, power quality, high efficiency, inductance, direct current.

ऐतिहासिक संदर्भ

अतिचालक चुंबकीय ऊर्जा भंडारण (एसएमईएस)

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

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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