Сверпроводниковый индуктивный накопитель энергии (СПИНЭ)

- это одно из применений сверхпроводимости, в иностранной литературе СПИНЭ носит название Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES). Небольшое практическое применение нашли передвижные СПИНЭ сравнительно небольшой энергоемкости (до 10⁶ дж.), широкое применение СПИНЭ возможно после разработке и создания СПИНЭ на базе высокотемпературных сверхпроводников. Ожидаемое время их практического применения 2020 гг.

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научныйцентр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" (RU) предложило и испытало новый вид сверхпроводниковой обмотки -компактный тор[9,10].

Традиционная, поддерживаемая внешним бандажом обмотка неизбежно деформируется под действием пондеромоторной силы. Такая деформация сопровождается тепловыми возмущениями, вызывающими переход обмотки в нормальное состояние при токах существенно меньших критического (деградацияВ ламинарной конструкции каждый виток приклеен к жесткой бандажирующей пластине. Деформация уменьшена в меру жесткости пластины и происходит упруго. Возмущения не возникают. В ламинарной обмотке отсутствует деградация. Структурные пластины используются как хладопровод.

Энергия запасается внутри компактного тора с постоянной плотностью.

Вне обмотки поле отсутствует. Однородность плотности энергии обеспечено распределением обмотки в объеме тора

В традиционных обмотках напряженное состояние провода и силовой структуры нарастает с увеличением размеров обмотки. Соответственно растет амплитуда механо-термических возмущений. Их амплитуда непредсказуема.

Поэтому моделирование обмоток не дает надежных результатов.

Чтобы не допускать перегрева провода под действием возмущений, необходимо обеспечивать хороший теполоотвод.

В ламинарных обмотках нет возмущений, большая мощность теплоотвода не требуется, можно применять косвенное охлаждение.

В ламинарных обмотках условия работы провода зависят лишь от используемого поля и не зависят от размеров обмотки. Это позволяет применять результаты, полученные на моделях к обмоткам произвольных размеров. Достоинства ламинарных обмоток многократно проверены на различных сверхпроводящих магнитах

Компактный тор – наиболее выгодная форма из накопителей с замкнутым потоком

Компактный тор вне конкуренции благодаря однородной плотности запасаемой энергии во внутреннем объеме.

Компактный тор

Удельная стоимость СПИНЭ с тороидальной обмоткой энергоёмкостью 10ГВтчас составляет 300 $/кВтчас. что экономичней ГАЭС.

АЭС с СПИНЭ 10ГВтчас(рис Клименко Е.Ю)