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超导磁能存储(SMES)

1970
用于固态物理应用的实验室超导磁储能系统。

(图片仅供参考)

超导磁能储存(SMES)系统将能量储存在超导线圈中的直流电流所产生的磁场中。只要线圈保持在超导温度下,能量就可以无限存储,因为几乎不会因电阻而造成能量损失。存储的能量由 [latex]E = \frac{1}{2} 给出。L I^2[/latex].

SMES 装置由三个主要部分组成:超导线圈、功率调节系统 (PCS) 和低温冰箱。线圈由超导材料(如铌钛)制成,当冷却到临界温度以下时,其电阻几乎为零。向线圈中注入直流电,就会产生一个强磁场,根据公式 [latex]E = frac{1}{2} 储存能量。L I^2[/latex],其中 L 是线圈的电感,I 是电流。由于电阻可以忽略不计,电流可以永久循环,损耗极小,因此存储效率极高。PCS 通常使用固态逆变器/整流器来管理电力流,将来自电网的交流电转换为直流电,以便为线圈充电,并将储存的直流电能转换回交流电,以便放电。整个线圈必须通过低温冷却器保持在极低的温度下(低温超导体的温度约为 4.2 K),这是主要的持续能源成本。SMES 系统具有极高的往返效率(>95%)、瞬时响应时间(毫秒级)和无限循环寿命等特点。然而,其能量密度相对较低,资本成本(主要是超导线材和低温系统的成本)非常高,因此仅限于高价值、短时间的电力应用。.

UNESCO Nomenclature: 2211
- 固体物理学

类型

物理设备

中断

递增

用法

小众/专业

前体

  • 汉斯·克里斯蒂安·奥斯特发现电磁学(1820 年)
  • 迈克尔-法拉第感应定律
  • Heike Kamerlingh onnes 发现超导性 (1911)
  • 开发能够在强磁场中承载大电流的 II 型超导体

应用程序

  • 电网电能质量改善和电压稳定
  • 关键设施的不间断电源(UPS)
  • 频率调节
  • 为高能物理实验提供动力

专利:

NA

潜在创新理念

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相关内容SMES、超导、磁场、储能、超导线圈、低温、电能质量、高效率、电感、直流电。.

历史背景

超导磁能存储(SMES)

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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