Aplicaciones de Superconductores

Líneas de Transmisión Superconductoras

Puesto que del 10% al 15% de la electricidad generada se disipa en pérdidas resistivas en las líneas de transmisión, se está apelando a la perspectiva de líneas superconductoras de transmisión con pérdida cero. En el prototipo de líneas superconductoras de transmisión del Brookhaven National Laboratory, se puede transportar 1000 MW de potencia dentro de un cableado de 40 cm de diámetro. Esto equivale a transportar toda la producción de una planta de gran potencia en una línea de transmisión. Esto sería una línea de transmisión relativamente pequeña de voltaje de DC, en comparación con los bancos de transformadores de gran tamaño, y las múltiples líneas de transmisión de alto voltaje de corriente alterna, en las torres de los sistemas convencionales. El superconductor utilizado en estas aplicaciones prototipos, es generalmente de niobio-titanio, y se necesita refrigeración de helio líquido.

Los experimentos actuales de aplicaciones de potencia con superconductores de alta temperatura, se centran en el uso de los BSCCO en forma de cinta y los YBCO en forma de película delgada. Las densidades de corriente que se consideran necesarias para las aplicaciones de potencia prácticas, están por encima de 10.000 amperios por centímetro cuadrado. Este umbral ha sido superado en varias configuraciones.

Aplicaciones de Alimentación, Alta Tc

Las aplicaciones de alimentación eléctrica con superconductores de alta temperatura, podrían tener la gran ventaja de ser capaz de operar a la temperatura del nitrógeno líquido. El mayor obstáculo para su aplicación ha sido la dificultad de fabricar el material en forma de cables y bobinas. El desarrollo actual se centra en los materiales BSCCO y YBCO.

Limitadores de Fallo de Corriente

Los altos fallos de corriente causados por los rayos, son una molestia engorrosa y costosa en las redes de energía eléctrica. Una de las aplicaciones a corto plazo para los superconductores de alta temperatura, puede ser la construcción de limitadores de fallo de corriente, que operan a 77ºK. El requerimiento es reducir el fallo de corriente a una fracción de su valor de pico en menos de un ciclo (1/60 segundos).

En una reciente prueba de limitadores de fallos de corriente, funcionaron a 2,4 kV y llevaban una corriente de 2.200 amperios. Se construyó a partir de material BSCCO.

Motores Superconductores

Se podría fabricar motores y generadores superconductores, con un peso de aproximadamente una décima parte de los dispositivos convencionales para una misma salida. Este es el atractivo de la fabricación de tales dispositivos para aplicaciones especializadas. Los motores y generadores actuales ya son muy eficientes, por lo que el ahorro de energía en este caso, no está asociado con el uso de imanes superconductores. Es posible la construcción de generadores con capacidades muy grandes, para plantas de energía donde las consideraciones de resistencia estructural ponen límites a los generadores convencionales.

En 1995 el Naval Research Laboratory expuso un motor de 167 hp con bobinas superconductoras de alta temperatura crítica, fabricadas con Bi-2223. Se probó a 4,2ºK y a la temperatura del neón líquido 28ºK, consiguiéndose 112 hp a la mayor temperatura.

¿Trenes Maglev de Superconductores?

Aunque no es práctico establecer carriles superconductores, es posible construir un sistema superconductor a bordo de un tren, para repeler los carriles convencionales sobre los que rueda. El tren tendría que estar en movimiento para crear la repulsión, pero una vez en movimiento, podría ser soportado con muy poca fricción. No habría pérdida resistiva de energía de las corrientes en los carriles. Ohanian informa en una evaluación de ingeniería, que estos trenes superconductores, serían mucho más seguros que los sistemas ferroviarios convencionales a 200 km/h.

Un tren de levitación magnética japonés, utilizando imanes superconductores a bordo, estableció un récord de velocidad de 321 mi/h en 1979. Los imanes inducen corrientes en los carriles por debajo de ellos, causando una repulsión que suspende el tren por encima de la vía.