Июнь 18th, 2013
Для накопления магнитной энергии могут быть использованы различные типы катушек: обычный соленоид, катушка Брука или тороид. Одним из главных вопросов в крупной энергетической накопительной системе будет минимизация рассеянных полей. При размерах катушки в сотни метров и полях на уровне 10 Т рассеянные поля соленоида будут простираться на 1—2 км, что потребует большой зоны отчуждения.Из этих соображений, по-видимому, будет необходим тороидальный магнит или, по крайней мере, пара соленоидов с встречным направлением полей; некоторые из таких геометрий показаны на рис. 13. Для этих же целей можно использовать концентрические цилиндрические или сферические диполи, хотя они имеют более сложную конструкцию и неэкономно используют сверхпроводник. Конфигурация магнита, показанная на рис. 13, в, особенно привлекательна: примыкание концов соленоидов ограничивает рассеянные поля, в то время как основная часть магнита имеет конструкцию простого соленоида. Эта схема имеет несколько достоинств: эффективное использование сверхпроводника и силовых элементов магнита, относи-Рис. 12. Катушка магнитного накопителя энергии с запасаемой энергией108 МДж [34].—жидкий гелий; 2—сверхпроводящая проволока; 3—бандаж; 4—стенка; 5—вакуум; 5—радиационный экран при 77 К; 7—изоляция; в—наружная оболочка; 0—внутренняяоболочка.тельно простое изготовление и монтаж, однородное азимутальное поле внутри всей катушки (за исключением концов, составляющих небольшую часть объема катушки).Для создания экономичных накопителей энергии необходимо очень существенно уменьшить современную стоимость крупных сверхпроводящих магнитов. Для сравнения магнит Национальной лаборатории ускорителей (США) запасает 400 МДж и стоит около 2-10е долл., что соответствует удельной стоимости 2-Ю4 долл.(кВт-ч). Катушки тороидального поля окриджского токамака [6] будут накапливать 40000 МДж при проектной стоимости 70-Ю6 долл., т. е. удельная стоимость здесь равна 7-Ю3 долл.(кВт-ч). Чтобы выдержать конкуренцию с насосными накопителями, этот показатель должен быть снижен до 30—60 долл.
