Лаборатория прикладной сверхпроводимости и энергетических систем

Проект направлен на решение научно-практической задачи разработки технологических решений для реализации инновационных систем накопления и передачи энергии с применением перспективных сверхпроводящих материалов. Данный проект является продолжением ранее поддержанного проекта молодёжных лабораторий. Высокая актуальность использования накопителей энергии (НЭ) для современных городских электросетей обусловлена возможностью повышения качества электроэнергии за счет обеспечения бесперебойности питания и фильтрации помех питающей сети. НЭ могут служить в качестве перспективного источника покрытия пиковых суточных нагрузок, как регулирующий элемент, обеспечивающий динамическую и статическую устойчивость электросети. Накопители энергии относят к «технологиям, применение которых может повлечь за собой организационные и технологические изменения в управлении и функционировании электроэнергетических систем и способствовать переходу энергетики на новый технологический базис» согласно Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года (Распоряжение Правительства РФ от 9 июня 2020 г. № 1523-р) и к «приоритетным технология в долгосрочной перспективе (2025 - 2035 гг.)» согласно Прогнозу научно-технологического развития отраслей ТЭК России на период до 2035 года. (Приказ Минэнерго России от 21.12.2021 № 1436). В рамках проекта предложена разработка сверхпроводникового индуктивного накопителя энергии (СПИН). В рамках проекта будут проработаны научно-обоснованные комплексные подходы к разработке и реализации устройств типа СПИН, которые являются перспективными элементами энергоэффективных энергоустановок для электротранспорта, а также для развития энергетики и создания установок типа ТОКАМАК. В рамках выполнения проекта будут решены ряд экспериментальных задач, связанных с подготовкой экспериментальных методик, исследованиями характеристик сверхпроводящих материалов и элементов накопителя энергии, исследования процессов перехода сверхпроводника в нормальное состояние, теоретических задач, моделирование поведения сверхпроводника в условиях работы СПИН, различных условий охлаждения, создание мультифизических моделей элементов накопителя и СПИН целиком. Кроме того будут решены технологические и инженерные задачи получения низкоомных контактов при изготовлении макета накопителя, токовводов, сверхпроводникового кабеля, подбор конструкционных материалов, проектировка криогенной системы СПИН - сверхпроводниковый кабель. В результате выполнения проекта будут выполнены: - разработка и реализация лабораторного макета системы в составе: индуктивный накопитель энергии и сверхпроводниковый кабель - проведены исследование параметров системы, - разработка облика лабораторного макета индуктивного накопителя энергии и серхпроводникового кабеля для питания катушек тороидального поля сферического токамака MEPhIST-1. На основе полученных результатов будут выработаны научно-обоснованные рекомендации по реализации сверхпроводниковых кабелей и индуктивных накопителей энергии на основе перспективных технических сверхпроводящих материалов при различных эксплуатационных условиях.