Perspektywy rozwoju zastosowań nadprzewodnictwa w elektrotechnice i energetyce - mapa drogowa

• Autorzy: Stępień Mariusz , Stryczewska Henryka Danuta

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.05.43

Warianty tytułu

EN

Perspectives of the development of applications of superconductivity in electrical and power engineering - the road map

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Technologia nadprzewodnikowa bazująca na materiałach charakteryzujących się unikatowymi właściwościami w zakresie przewodzenia prądu elektrycznego oraz oddziaływania w polu magnetycznym ma szanse na szeroki rozwój w zakresie aplikacji elektrotechnicznych i energetycznych. Nadprzewodnictwo, mimo że znane jest od ponad 110 lat, wymaga strategicznego i długofalowego podejścia do wdrażania tej zaawansowanej, ale też wrażliwej na warunki eksploatacyjne, technologii. Artykuł nakreśla mapę drogową rozwoju nadprzewodnictwa w obszarze elektrotechniki, opracowywaną w ramach prac Sekcji Materiałów i Technologii Elektrotechnicznych Komitetu Elektrotechniki Polskiej Akademii Nauk.

EN

Superconducting technology based on materials with unique properties in the range of the transport current and interaction with a magnetic field has a chance for wide development in the field of electrical and energy applications. Superconductivity, although known for over 110 years, requires a strategic and long-term approach to the implementation of this advanced, but also sensitive to operating conditions, technology. The article summaries a roadmap for the development of superconductivity in the field of electrical engineering, outlined as part of the work of the Section of Electrotechnical Materials and Technologies of the Electrotechnical Committee, Polish Academy of Sciences.

Słowa kluczowe

PL

nadprzewodnictwo; mapa drogowa; aplikacja elektrotechniczna; rozwój zrównoważony

EN

superconductivity; roadmap; electrotechnical application; sustainable development

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 5
• Strony: 230--235
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Stępień Mariusz

• Politechnika Śląska, Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki, ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

• https://orcid.org/0000-0002-4279-0472

autor

Stryczewska Henryka Danuta

• Politechnika Lubelska, Katedra Elektrotechniki i Technologii Nadprzewodnikowych, ul. Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Rogala H., Kes P. H. [red.]: 100 Years of Superconductivity. Chapt. 1. Early history, CRC Press. Tayl. & Fr. Group, (2011).
• [2] Maasilta I.: Superconducting electronics-are there real applications?, ESAS Summer School on Superconductivity, Pori, Finland, Jun. (2008).
• [3] Stankowski J., Czyżak B.: Nadprzewodnictwo, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, (1999)
• [4] Stryczewska H. D., Stępień M., Boiko O.: Plasma and Superconductivity for the Sustainable Development of Energy and the Environment, Energies, 15(11), 4092, Jun. (2022), doi: 10.3390/en15114092
• [5] Yetis H., et al., Transport and structural properties of MgB2/Fe wires produced by redesigning internal Mg diffusion process, Supercond. Sci. Technol., 35, 045012, 2022
• [6] Sarmiento G., Sanz S., Pujana A., Merino J. M., Marino I., Tropeano M., Nardelli D., Grasso G.: Design and Testing of Real-Scale MgB2 Coils for SUPRAPOWER 10-MW Wind Generators, IEEE Trans. on Appl. Supercon., V. 26, I. 3, 2016
• [7] Sanz S., Abramian P., Calero J., Fernandez A., Garcia-Tabares L., Gutierrez J. L., Lucas J., Rodriguez E., Rodriguez I., Toral F., Vazquez C.: Design of a HTS Solenoid for a Gyrotron Magnet Upgrade, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 17, Iss. 2, 2007
• [8] Kozak S., Wojtasiewicz G., Kondratowicz-Kucewicz B., Kozak J., Majka M., Czerwiński D., Łanczont M., Surdacki P.: Nadprzewodniki w urządzeniach elektroenergetycznych, Przegląd Elektrotechniczny, R. 89, nr 5, s. 338-345, 2013
• [9] Saugrain J-M.: High Temperature Superconducting (HTS) cables: How to speed up their development?, 1st Industry-Academia Workshop of Hi-Scale COST Action, Gliwice, Poland, April 2021.
• [10] Goldacker W., Grilli F., Pardo E., Kario A., Schlachter S., Vojenciak M.: Roebel cables from REBCO coated conductors: a one-century-old concept for the superconductivity of the future, Supercond. Sci. and Technology, (2014) 27, 093001.
• [11] Tixador P. Transformers and SMES, KIT International Summer School on Materials and Applications of Superconductivity, Karlsruhe, Germany, July (2007).
• [12] Noe M., Hobl A., Tixador P., Martini L., Dutoit B.: Conceptual Design of a 24kV, 1kA Resistive Superconducting Fault Current Limiter, IEEE Trans. on Appl. Supercond., V. 22, I. 3, 2012
• [13] José Juan Pérez-Chávez J. J., Trillaud F., Castro L. M., Quéval L., Polasek A., de Andrade R. Jr: Generic Model of Three-Phase (RE)BCO Resistive Superconducting Fault Current Limiters for Transient Analysis of Power Systems, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 29, Iss. 6, 2019
• [14] Hellmann S., Abplanalp M., Hofstetter L., Noe M.: Manufacturing of a 1-MVA-Class Superconducting Fault Current Limiting Transformer With Recovery-Under-Load Capabilities, IEEE Trans. on Appl. Supercond., V. 27, I. 4, 2017
• [15] Janowski T., Glowacki B. A., Wojtasiewicz G., Kozak S., Kozak J., Kondratowicz-Kucewicz B., Majka M., Wozniak M.: Fault Current Limitation in Power Network by the Superconducting Transformers Made of 2G HTS, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 21, Iss. 3, 2011
• [16] Ciceron J., Badel A., Tixador P., Forest F.: Design Considerations for High-Energy Density SMES, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 27, Iss. 4, 2017
• [17] Morandi A. Development status and preliminary test results of a cryogen-free MgB2 SMES system. Hi-Scale COST Action Management Meeting, Bologna, Italy, Sept. (2021).
• [18] Krosny S., Wozniak M., Hopkins S. C., Stepien M., Grzesik B., Glowacki B. A.: Modelling of transient state phenomena of composite superconducting conductors during pulse I-c(B) measurements, J. of Phys. Conf. Series, (2010), 234, 022019.
• [19] Dorget R., Colle A., Ayat S., Biaujaud R., Lubin T., Lévêque J.: Superconducting machines for aircraft applications, 1st Industry-Academia Workshop of Hi-Scale COST Action, Gliwice, Poland, April (2021)
• [20] Morandi A., Fabbri M., Ribani P. L.: Design of a Superconducting Saddle Magnet for DC Induction Heating of Aluminum Billets, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 18, Iss. 2, 2008
• [21] Solovyov M., Šouc J., Gömöry F., Rikel M. O., Mikulášová E., Ušáková M., Ušák E.: Bulk and CC-Tape Based Superconducting Shields for Magnetic Cloaks, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 27, Iss. 4, 2017
• [22] Perini E., Giunchi G., Geri M., Morandi A.: Experimental and Numerical Investigation of the Levitation Force Between Bulk Permanent Magnet and MgB2 Disk, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 19, Iss. 3, 2009
• [23] Liang H., Morawski A., Patel D., Cetner T., Billah M., Rindfleisch M., Taylor R., Yamauchi Y., Hossain S.: Superconducting joints of reacted monofilament MgB2 wires sintered by hot uniaxial pressing system, Superconductor Science and Technology, 36, 125011, 2023
• [24] 30 lat Polski w CERN Instytut Fizyki Jądrowej PAN. [web page] https://pl30cern.ifj.edu.pl/, 2021. [Dostęp 27.10.2023]
• [25] DRYSMES4GRID Superconducting Energy Storage for Smart Electrical Grid [web page] http://www.drysmes4grid.spin.cnr.it/. [Dostęp 27.10.2023.]
• [26] HIVOMOT HIgh power and VOltage operation of electric MOTors in aeronautics [web page; dostęp 10.10.2022] https://cordis.europa.eu/project/id/101008067.
• [27] Janowski, T.; Stryczewska, H.D.;Wac-Włodarczyk, A. [red.]: Technologie Nadprzewodnikowe i Plazmowe w Energetyce, Lubelskie Towarzystwo Naukowe, (2009).
• [28] Hi-SCALE COST Action 19108 High-Temperature SuperConductivity for AcceLerating the Energy Transition [web page] https://hi-scale.eu/. [Dostęp 27.10.2023.]
• [29] Frako-term Strona domowa przedsiębiorstwa [web page] https://frakoterm.pl/. [Dostęp 27.10.2023.]
• [30] Prevac, Strona domowa przedsiębiorstwa [web page]. https://prevac.pl/, [Dostęp 27.10.2023.]

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).