thuha19051234
Pearl
Công nghệ truyền tải điện siêu dẫn đã từng được biết đến với những hứa hẹn mang đến khả năng truyền tải năng lượng với trở kháng gần như bằng 0 và hiện Nhật Bản đang đi vào giai đoạn triển khai lắp đặt thực tế đường dây này. Công nghệ này không chỉ mang đến phương pháp vận hành các chuyến tàu lửa ít tốn kém hơn mà còn là biện pháp để đổi phó với sự nóng lên toàn cầu.
Sự mất mát năng lượng trên đường truyền tải chủ yếu đến từ việc chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng từ điện trở của dây dẫn điện. Tuy nhiên, khi một hệ thống đường dây tải điện được làm mát xuống khoảng -269 độ C bằng helium lỏng và đưa vào trạng thái siêu dẫn thì điện trở sẽ gần như bằng không, loại bỏ hoàn toàn được vấn đề tổn thất điện năng trên đường đi.
Nếu như công nghệ này được áp dụng rộng rãi thì chi phí sẽ là một trở ngại lớn. Tuy nhiên, thay vì dùng heli lỏng khá đắt đỏ, sự phát triển của các vật liệu mới có khả năng siêu dẫn ở -196 độ C và ni tơ lỏng có thể được sử dụng như một chất làm mát hiệu quả, rẻ hơn 10% so với heli lỏng tiêu chuẩn. Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Đường sắt tại Tokyo Nhật Bản đã sử dụng chất làm mát có chi phí rẻ hơn này, tìm cách cải tiến nó cũng như cách phủ lên các đường dây tải điện.
Cáp thử nghiệm mang nguồn điện áp 1.500V và cường độ dòng điện lên đến vài trăm Ampe theo yêu cầu của ngành đường sắt. Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Đường sắt cũng nói thêm "Mặc dù việc làm mát làm tăng thêm chi phí cho việc truyền tải điện năng thông thường, nhưng nếu triển khai được những đường dây điện dài hơn 1 km, chúng ta có thể giảm chi phí bằng cách sử dụng các phương tiện truyền tải điện hiện có và lợi thế của việc loại bỏ tổn thất truyền tải điện sẽ lớn hơn nhiều so với chi phí làm mát bổ sung"
Ngoài ra, công nghệ truyền tải điện siêu dẫn còn có những ưu điểm như hạn chế được việc xây dựng các trạm biến áp để duy trì sự ổn định của nguồn điện. Trên thực tế, các trạm biến áp hiện nay ở Nhật Bản được đặt cách nhau 3 km, và chi phí bảo trì hàng năm ước tính là 20 triệu yên (173.000 USD) cho mỗi trạm. Nếu có thể thực hiện lắp đặt một đường dây tải điện dài hơn 1,5 km thì những lợi ích về chi phí của việc truyền tải điện siêu dẫn sẽ được nâng cao hơn nữa.
Viện Kinh tế Năng lượng Nhật Bản cho biết hiện quốc gia đang bị mất 4% lượng điện năng bị thất thoát trên đường truyền tải. Hệ thống đường sắt của Nhật Bản sử dụng khoảng 17 tỷ kilowatt giờ mỗi năm và 4% trong số đó là khoảng 700 triệu kilowatt giờ, tương đương với nhu cầu dùng điện của khoảng 160.000 hộ gia đình bình thường.
Riêng Nhật Bản có những thế mạnh về vật liệu cho các đường dây tải điện khi có những công ty trong nước, điển hình như SWCC Showa Holdings cũng đang sản xuất đường dây điện dùng để truyền tải điện siêu dẫn. Các tuyến đường sắt trong nước như Linear Chuo Shinkansen - tuyến tàu cao tốc nối liền Tokyo và Nagoya cũng đang sử dụng công nghệ siêu dẫn, những kinh nghiệm và bí quyết thực tế ở đây là trở thành nền tảng công nghệ cho việc áp dụng tại những nơi khác.
Nguồn asia.nikkei
Công nghệ siêu dẫn mang đến những lợi thế về tiết kiệm năng lượng
Một viện nghiên cứu trực thuộc Đường sắt Nhật Bản đã đặt một đường dây dẫn siêu dẫn dài 1,5 km - loại cáp sử dụng thực tế dài nhất thế giới - tại một cơ sở ở tỉnh Miyazaki, nơi đang tổ chức các cuộc thử nghiệm thực tế. Viện cũng cho biết việc sản xuất dây chuyền được giao cho các tập đoàn lớn như Mitsui Mining & Smelting và một số đơn vị đường sắt quan tâm đến việc áp dụng công nghệ này.Sự mất mát năng lượng trên đường truyền tải chủ yếu đến từ việc chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng từ điện trở của dây dẫn điện. Tuy nhiên, khi một hệ thống đường dây tải điện được làm mát xuống khoảng -269 độ C bằng helium lỏng và đưa vào trạng thái siêu dẫn thì điện trở sẽ gần như bằng không, loại bỏ hoàn toàn được vấn đề tổn thất điện năng trên đường đi.
Cáp thử nghiệm mang nguồn điện áp 1.500V và cường độ dòng điện lên đến vài trăm Ampe theo yêu cầu của ngành đường sắt. Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Đường sắt cũng nói thêm "Mặc dù việc làm mát làm tăng thêm chi phí cho việc truyền tải điện năng thông thường, nhưng nếu triển khai được những đường dây điện dài hơn 1 km, chúng ta có thể giảm chi phí bằng cách sử dụng các phương tiện truyền tải điện hiện có và lợi thế của việc loại bỏ tổn thất truyền tải điện sẽ lớn hơn nhiều so với chi phí làm mát bổ sung"
Ngoài ra, công nghệ truyền tải điện siêu dẫn còn có những ưu điểm như hạn chế được việc xây dựng các trạm biến áp để duy trì sự ổn định của nguồn điện. Trên thực tế, các trạm biến áp hiện nay ở Nhật Bản được đặt cách nhau 3 km, và chi phí bảo trì hàng năm ước tính là 20 triệu yên (173.000 USD) cho mỗi trạm. Nếu có thể thực hiện lắp đặt một đường dây tải điện dài hơn 1,5 km thì những lợi ích về chi phí của việc truyền tải điện siêu dẫn sẽ được nâng cao hơn nữa.
Nhiều quốc gia trên thế giới cũng bắt đầu áp dụng công nghệ truyền tải siêu dẫn
Gián đoạn trên đường truyền là một vấn đề năng lượng nghiêm trọng vẫn đang xảy ra ở nhiều quốc gia. Chẳng hạn như các đường dây dẫn ở Ấn Độ hiện tại bị rò rỉ khoảng 17% lượng điện trên đường truyền. Nhật Bản cũng không phải là nước đơn độc trong việc áp dụng những tiến bộ trong công nghệ truyền tải điện siêu dẫn. Công nghệ này đã được công ty truyền tải điện quốc doanh của Trung Quốc lắp đặt vào hồi tháng 11 năm ngoái với đường dây siêu dẫn dài 1,2 km ở Thượng Hải. Còn tại Đức, Bộ Kinh tế và Năng lượng đã dẫn đầu một dự án đặt một đường dây dẫn siêu dẫn dài 12 km ở Munich vào năm 2020.Riêng Nhật Bản có những thế mạnh về vật liệu cho các đường dây tải điện khi có những công ty trong nước, điển hình như SWCC Showa Holdings cũng đang sản xuất đường dây điện dùng để truyền tải điện siêu dẫn. Các tuyến đường sắt trong nước như Linear Chuo Shinkansen - tuyến tàu cao tốc nối liền Tokyo và Nagoya cũng đang sử dụng công nghệ siêu dẫn, những kinh nghiệm và bí quyết thực tế ở đây là trở thành nền tảng công nghệ cho việc áp dụng tại những nơi khác.
Nguồn asia.nikkei
