Átfogó tananyag - Villamos Energetika Tanszék

Szupravezetők: 

SMES, Flywheel & Hidrogén 

Energiatárolók 

SzVT, BME VIK, 2012 

Dr Vajda István egyetemi tanár 

Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem 

Villamos Energetika Tanszék, Supertech Laboratórium 

SuperTech Laboratórium 

Vajda.istvan@vet.bme.hu 

Prof. Vajda István: Szupra - SMES, Flywheel, Hidrogen Energiatárolók, BME VIK 2012 tavasz

Elosztott és koncentrált 

MEGÚJULÓ 

(REN) 

NEM MEGÚJULÓ, 

FOSSZILIS, 

NUKLEÁRIS 

ELOSZTOTT (DG) KONCENTRÁLT 

NEM ELOSZTOTT 

Napelemes erőművek 

Egyedi szélerőművek 

Mini vízerőművek 

Kis biomassza erőmű 

Bősi erőmű 

Kisköre 

Mosonmagyaróvári 

szélpark 

Pécsi biomassza 

Gázmotorok Mátrai Erőmű 

Dunamenti Erőmű 

Paksi Erőmű 

Tisza II. Erőmű 


Smart 

Smart Gridnek nevezzük 

azt az intelligens hálózati 

együttműködést, 

ahol az ellátás 

jobb minőségéért és a 

rendelkezésre álló 

erőforrások 

jobb kihasználásáért 

a korszerű elektronikai, 

elektromos és ICT 

technológiát használjuk 

fel nagy mennyiségben. 


Igény az energiatárolásra 

Az energiatárolásra alapvetően két okból van 

szükség: 

� A kontrollálatlan pillanatnyi spontán energiafogyasztás 

mindenkori kielégítése túlzott léptékű, kis kihasználási 

óraszámú, drága üzemű energiatermelő berendezések 

üzemkészen tartását igényeli. 

� Az alapvetően tervezett üzemű energiatermelési 

menetrendekhez képest nehezen előre jelezhető 

időjárásfüggő termelés vagy terhelésváltozás hirtelen 

többleteket (vagy hiányokat) idézhet elő. 

Az energetika egyik kihívása 

a megfelelő tárolóeszközök kifejlesztése. 


A villamos energiatárolás eszközei 

� A SZET 

� MikroSZET 

� Energiatárolás hidrogén formájában 

� Tárolás hő formájában 

� A villamos autók 

� Lendkerekek 

� Induktív energiatárolók 

� Akkumulátorok 

� A VRB 

� Sűrített levegős energiatárolás 


Az energiatárolás előnyei 


Energiatároló rendszerek alkalmazási ablakai 


Az eszközök releváns tulajdonságai 

Villamosenergia 

tárolás módja 

Szuper 

kapacitások 

Lendkerekes 

(Flywheels) 

Savas ólom 

akkumulátor 

Előnyei Hátrányai Alkalmazha 

tóság 

egyedi 

tápellátásb 

an. 

Hosszú élettartam, 

jó hatásfok 

Ni-Cd – akkumulátor Nagy teljesítmény, 

jó hatásfok 

Li-ion - akkumulátor Nagy teljesítmény, 

jó hatásfok 

NaS 

Nátrium-Kén akku 

Folyadék -REDOX 

akkumulátorok 

VRB, PSB, ZnBr 

Sűrített levegős 

tárolás 

Szupravezetős 

mágneses tárolás 

(SMES) 

Alacsony energia 

sűrűség 

Nagy teljesítmény Alacsony energia 

sűrűség 

Olcsó Alacsony élettartam, 

mélykisütéskor 

Nagy teljesítmény, 

jó hatásfok 


jó hatásfok 


alacsony költség 

Szivattyús tárolás Nagy teljesítmény, 

alacsony költség 

Alkalmazhatósá 

g villamosenergia-rendszerben 

Igen Tervezik, áthidaló 

jelleggel 

Igen Ritkán, áthidaló 

jelleggel 

Igen Ritkán, áthidaló 

jelleggel 

Nincs Igen Tervezik, áthidaló 

jelleggel 

Magas ár Igen Tervezik, áthidaló 

jelleggel 

Jelenleg még 

magas ár 

Alacsony 

energia sűrűség 

Megfelelő geológiai 

helyszínt igényel 

Igen Tervezik erőművi 

léptékben 

Esetleg Tervezik erőművi 

léptékben 

Nem Tervezik erőművi 

léptékben 

Nagy teljesítmény Magas költség Igen Ritkán, áthidaló 

jelleggel 

Megfelelő geológiai 

helyszínt igényel 

Nem Gyakran 

alkalmazott, 

erőművi 

léptékben 


▲ 

Mágneses és kinetikus energiatároló 

SMES 

FLYWHEEL 

Prof. Vajda István: Szupra - SMES, Flywheel, Hidrogen Energiatárolók, BME VIK 2012 tavasz 

▼

Szupravezetés 


Mire jó a szupravezető? 

Különleges vezető 



Különleges mágnes 



Különleges mágnes 


Szupravezetés 

Ma hozzuk létre a holnapot! 


1 Szupravezetős 

Nobel-díjasok 


Nobel Díjasok 

Szupravezetős Nobel-díjasok 

Prof. Vajda István: Szupra - SMES, Flywheel, Hidrogen 

Rövid történeti áttekintés 

Energiatárolók, BME VIK 2012 


2 A szupravezetés 

jelensége 


1877 – folyékony oxigén 

1898 – folyékony hidrogén 

1908 – folyékony hélium 

1911 – szupravezetés 

1913 – Nobel Díj 

Heike Kamerlingh Onnes 

1853-1926 


Elméletek a fémek ellenállásáról 


A szupravezetés felfedezése 

H. Kamerlingh Onnes fedezte fel 

1911-ben a LHe-n végzett első 

kísérletei során. 

„Tiszta” Hg-on végzett mérései 

feltárták, hogy az ellenállás 4.2K-en 

zérusra csökkent. 

1912-ben megállapította, hogy a 

rezisztív állapot elég nagy mágneses 

terekben illetve nagy áramok esetén 

visszaáll. 

1913 


A kritikus tér hőmérséklet-függése 

A kísérleti tapasztalat: 

H 

c 

) ( T 

� 

H 

� 

� 

�� 

, 0 1 c 

� 

� 

� 

� 

� 

T 

T 

h ( t) 

�1� 

t 

c 

Silsbee: 

ha létezik kritikus tér, 

akkor az áramnak is létezik 

kritikus értéke: I C 

c 

2 

� 

� 

� 

� 

2 

� 

� 

�� 

Kritikus 

tér 


A szupravezető elemek 

Li Be 

0.026 

Na Mg Al 

K Ca Sc Ti 

0.39 

10 

V 

5.38 

142 

Rb Sr Y Zr Nb Mo 

0.546 9.5 0.92 

(Niobium) 

4.7 198 9.5 

Hf Ta W 

Cs Ba La 

6.0 

110 

0.12 

Nb 

Tc=9K Hc=0.2T 4.483 

83 

Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 

0.012 

0.1 

T c (K) 

B c @ T=0 (mT) 

Tc 

7.77 

141 

Re 

1.4 

20 

Ru 

0.51 

7 

Os 

0.655 

16.5 

Rh 

0.03 

5 

Ir 

0.14 

1.9 

T c és B c általában kis értékek. 

Fe 

(iron) 

Tc=1K (at 20GPa) 

Pd Ag 

0.875 

5.3 

Cd 

0.56 

3 

Pt Au Hg 

4.153 

41 

B C N O F Ne 

1.14 

10 

Ga 

1.091 

5.1 

In 

3.4 

29.3 

Tl 

2.39 

17 

Si P S Cl Ar 

Ge As Se Br Kr 


Sn 

3.72 

30 

Pb 

7.19 

80 

Legjobban vezető fémek általában nem-szupravezetők 

A mágneses elemek általában nem szupravezetők 

Sb Te I Xe 

Bi Po At Rn 

...így tudtuk 2001-ig

Szupravezető ötvözetek és oxidok 

Kritikus hőmérséklet (K) 

160 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

Hg Pb Nb 

NbC NbN 

Nb 3Sn 

1910 1930 1950 1970 1990 


V 3Si 

HgBa 2Ca 2Cu 3O 9 

(under pressure) 

HgBa 2Ca 2Cu 3O 9 

TlBaCaCuO 

BiCaSrCuO 

YBa 2Cu 3O 7 

(LaBa)CuO 

Nb 3Ge 

Folyékony nitrogén 

hőmérséklet (77K)

Valóban nincs ellenállása a szupravezetőnek? 

Meghatározható-e a szupravezető 

ellenállásának felső korlátja? 

Ez például úgy lehetséges, hogy 

áramot hozunk létre egy zárt 

szupravezető gyűrűben. 

Az áram által létesített mágneses tér 

időbeni változása mérhető. 

B( 

t) 

� 

i( 

t) 

� 

i( 

0) 

e 

� 

( R / L) 

t 

A több mint két évig tartó mérés azt 

mutatta, hogy 

� sc � 10 -25 �m !! 


B 

i

Szupravezető = Ideális villamos vezető 


Szupravezető (I. Típus) = ideális diamágnes 


A Meissner-effektus 

Az eddigiekben tárgyaltak “ideális 

vezetőre” és a “szupravezetőre” 

egyaránt vonatkoztak. 

1933-ban Meissner és Oschenfeld 

olyan felfedezést tette, ami alapján 

feltárult és két vezetési állapot közötti 

különbség: 

A Meissner Effektus 

“A szupravezető a 

minta belsejéből az 

teljes fluxust 

kiszorítja.” 


Az ideális vezető viselkedése 


A Meissner-effektus 


Miért zérus az ellenállás? 

Cooper-párok 

Prof. Vajda István: Szupra - SMES, Flywheel, Hidrogen Energiatárolók, BME VIK 2012 


Szupravezetők osztályozása #1 

Fémes 

Példák: 

NbTi, Nb 3Sn 

AHS KHS MHS SzHS 

Fémes 

Példa: 

MgB 2 

Kerámia 

Példák: 

YBCO, BSCCO 

T c, max= 23,2 K T c, max= 39 K T c, max= 138 K Nincs elméleti korlát 

(USO) 

Elméleti: < 30 K 

Gyakorlati 

T c, határ < 77 K 

T c � 40 K 

Elméleti: > 30 K 

Gyakorlati 

T c, határ > 77 K 


??? 

Hűtés nélkül (?)

Szupravezetők osztályozása #2 

Típus Állapot Feltétel Megjegyzés 

I. típus Meissner állapot B 

behatolási mélység 

Normál állapot B c < B 

II. Típus Meissner állapot B 

Kevert állapot 

Normál állapot 

B c1 

B c2 < B 

Ideális: 

pinning-mentes 

Nemideális: 

pinningelt 


3 Lebegtetési kísérletek 


Az alkalmazott szupravezetők és 

állandó mágnesek 

25,4 mm 

YBCO lebegtető 

36 mm 

NdBFe állandó mágnes 


Lebegtetési kísérlet #1 

� ZFC = Zero Field Cooled (mágneses tér mentes hűtés) 

� ZFC � lebegtetés 



� Stabil pozíció keresése 



� FC = Field Cooled (hűtés mágneses térben) 

� FC � felfüggesztés, a fluxus befagyasztása 



� Felmelegedés (S�N átmenet folyamata) 


4 II. Típusú 

szupravezetők 


Ideális II. típusú szupravezető 

Ideális, szennyeződésektől és 

rácshibáktól mentes 

homogén anyagi minőségű 

(ideális) II. típusú 

szupravezetőkben az 

örvényrács szabadon 

mozoghat. 


A fluxus-kvantum 

A mágneses tér a szupravezetőbe 

ún. fluxus-örvények (fluxusszálak, 

örvények) formájában 

hatol be. 

Minden egyes fluxus-szál 

ugyanakkora fluxust 

tartalmaz, az ún. 

fluxus-kvantumot, 

amelynek értéke 

f 0 � h/2e = 2.07 . 10 -15 Vs, 

ahol h a Planck-állandó, 

e az elektron töltése. 


Pinning 

Inhomogén, nemideális II. típusú szupravezető anyagban a fluxusszálak 

rögzítődnek az inhomogenitásokon. 

Az inhomogenitások neve „pinning-centrum”, a fluxus-szálak 

rögzítődése ezeken a pinning-centrumokon „pinning” néven 

ismert. 

Fluxuskvantum 

A mágneses tér 

eloszlása 

Pinning: 

akadályozza a tér 

behatolását 

Kritikus áramsűrűség 


Pont-típusú pinning-centrum 

A normál 

magra ható 

vonzóerő 

j 


B 

Pontszerű hiba

A véletlenszerű pinning problémája 

kollektív pinning véletlen pontszerű pinning-centrumokon 

vortex 

A pinning-erők 

összege zérus az 

egyenes örvényszálon 

Effektív 

pinning 

meghajolt 

örvényszálon 


A mágneses tér behatolása a szupravezetőbe: 

első mágnesezés (video felvétel) 


A mágneses tér behatolása a szupravezetőbe: 

átmágnesezés (video felvétel) 


II. Típusú szupravezetők 

mágneses viselkedése 

4pM, G 

Mágnesezési görbe (mért) 

� 

M e 

1 

� � � 

� 0 

�H H � 


dx

II. Típusú szupravezetők (MHS) 

villamos karakterisztikái (E-J görbe) 

MgB 2 huzal YBCO gyűrű 


II. Típusú szupravezetők kritikus felülete 

Hőmérséklet, K 

Kritikus felület 

Áramsűrűség, A/cm 2 

Mágneses tér, T 


A lebegtetési kísérlet magyarázata 

Pinning centrumok 

Lebegtetés 

Mágneses erővonalak 

Állandó mágnes 

MHS tárcsa (levitátor) 


A szupravezető mint Különleges mágnes 


Ember lebegtető 


Lebegtetett jármű (kismodell) 


5 Az alacsony hőmérséklet 

előállítása 


Forráspontok és párolgáshők 

Hűtőanyag T forrás 

[K] 

T min ~ T max 

[K] 

p min ~ p max 

[torr] 

h L 

[J/cm 3 ] 

Hélium 4.22 1.6 ~ 4.5 6 ~ 984 2.6 

Hidrogén 20.39 14 ~ 21 59 ~ 937 31.4 

Neon 27.09 25 ~ 28 383 ~ 992 104 

Nitrogén 77.39 64 ~ 80 (!) 109 ~ 1026 161 

Oxigén 90,18 55 ~ 94 (!) 1.4 ~ 950 243 


A hűtés teljesítmény-igénye 

Szoba- 

hőmérséklet 

= 1x 

K. Salama, Lecture notes at ASSE 2004 


A hűtés hatásfoka (fajlagos hűtőteljesítmény) 

Hűtőgép 

hatásfoka 

T alacsony, K 

1 W teljesítmény (alacsony 

hőmérsékleten) 

elszállításához szükséges 

hűtőteljesítmény 

� = 100 % � = 20 % 

77.3 2.8 14 

75 2.9 14.5 

70 3.2 16 

65 3.5 17.5 

40 6.3 31.5 

4.2 68.8 344 

Tipikus 

4,2 K 1000 W 

25 K 125 W 

77 K 6-10 W 


Az elektrotechnikai gyakorlatban 

alkalmazott szupravezetők 

Anyag T c Alak 

Nb-Ti 9 K Huzal 

Nb 3Sn 18 K Huzal 

MgB 2 39 K Huzal és tömb 

YBCO 93 K Szalag és tömb 

BSCCO 110 K Szalag és tömb 


6 A szupravezetős 

elektrotechnikai 

alkalmazásokok 

osztályozása 


Az elektrotechnikai alkalmazások osztályai 

1. Az előállított mágneses tér nagysága 

alapján 

2. Az áramnem alapján 

3. Az alkalmazások jellege alapján 


1. Az előállított mágneses tér nagysága alapján 

� Nagy mágneses terű (high field, HF), > 1 T 

alkalmazások, úgymint generátorok, motorok, 

fúziós erőművek, magnetohidrodinamika 

(MHD) és mágneses energiatárolás; 

� Kis mágneses terű (low field, LF), < 1 T 

alkalmazások, úgymint erősáramú kábelek, 

transzformátorok, áramkorlátozók. 


2. Az áramnem alapján 

� Egyenáramú (DC) alkalmazások, úgymint 

gerjesztő tekercsek, egyenáramú kábelek, 

homopoláris gépek; 

� Váltakozóáramú (AC) alkalmazások, 

úgymint váltakozóáramú kábelek, armaturatekercselések, 

transzformátorok, 

áramkorlátozók, stb.. 


3. Az alkalmazások jellege alapján 

� Versenyző alkalmazások, amelyeknek létezik 

“hagyományos”, nem-szupravezetős megoldása (alternatívája, 

variánsa), a szupravezetős megoldás a hagyományos alternatívánál 

jobb műszaki paraméterekkel (tipikus példák a nagyobb hatásfok, 

kisebb méret és súly) és versenyképes árral kell rendelkezzen; 

versenyző alkalmazásokra példák a generátorok, transzformátorok, 

kábelek. 

� Résekbe illeszkedő alkalmazások, amelyeknek – 

legalábbis az ipari gyakorlatban – nem létezik hagyományos, nemszupravezetős 

alternatívája. A szupravezetős megoldás olyan rést 

tölt be, amely hagyományos módon lényegében nem megoldott. 

Résekbe illeszkedő megoldásokra példák a mágneses 

energiatároló, a stabilis passzív mágneses csapágyazás, illetve az 

ilyen csapágyazású energiatároló lendkerék, az áramkorlátozó, 

továbbá az igen nagy mágneses terek előállítása .. 


7 Szupravezetős 

elektrotechnikai 

alkalmazások 

Piacközeli prototípusok 


Az alkalmazások áttekintése 

A szupravezetők előnyei 

� Nagy áramok veszteségmentes vezetése 

� Nagy hatásfok (csökkent CO 2 emisszió) 

� AC Veszteségek minimalizálhatók 

� Kis méret és súly 

� Nagyon nagy áramsűrűségek csökkentik a méretet és súlyt 

� Alacsony hőmérsékletű üzem 

� Környezeti szigetelés 

� Olajmentes - környezetkímélő 

� Állandó hőmérséklet – nagyobb élettartam 

� Új, növelt funkciójú eszközök lehetősége 

� DE: 

� Komplex technológia 

� Az MHS gyártása ma még korlátozott 

� Költséges 

� Az eszközök megbízhatósága még nem kellően bizonyított 



Zárlatiáram-korlátozók 

MHS Zárlati Áramkorlátozók 



SLIMFormer Pilot Plant 

SuperTech 


A 100 kVA Pilot Plant vázlatos rajza 

� Transzformátor 

� Zárlatiáram-korlátozó 

� Induktív terminál 

� Szobahőm és 

� Alacsonyhőm 

között 


A komponensek 


Az összeállított Pilot Plant (SuperTech Lab) 


Korlátozó üzemállapot 


Lendkerekes energiatároló 

rendszer 

SuperTech 


Esettanulmány 

Case Study for an 

HTS Short-Term 

Energy Storage Flywheel 

On HTS 

Magnetically Levitated Bearings 

Prof. Vajda István: Szupra - SMES, Flywheel, Hidrogen Energiatárolók, BME VIK 2012 1 


Lendkerekes energiatároló rendszer 





25% 50% 75% 






Motorok és Generátorok 

Dr. Vajda István: Szupravezetők a mindennapokban, Forgógépek Pécsi Expo, 2011. február 24. 


Szupravezetős hajóhajtó rendszerek 


Szupravezetős eszközök 

a szélenergia 

felhasználására 


Egyéb alkalmazások 


BSCCO huzalos áramhozzávezetések 

Copper end cap 

warm end 

To water 

cooled 

power cable 

Warm end 

HTS panel 

Including stacks 

Heat exchanger 

Screw contact 

Copper end cap 

cold end 

Copper transitions 

Space for 

HTS module 

Soldered contact 

Clamp contact 

To 

busbar 

HV insulator 


Orvosbiológiai alkalmazások: MRI magnets 

0.2 T BSCCO MHS mágnes MRI 


Orvosbiológiai alkalmazások: 

MgB2 MRI mágnes 


AHS MAGLEV, Japan 


Fúziós reaktor (TOKAMAK) 

+ 13,5 T � - 12 T 

12 T 

ITER 


Integrált szupravezetős rendszerek 

Teljesen szupravezetős 

rendszerek 

Tekintsünk a jövőbe! 

Prof. Vajda István: Szupra - SMES, Flywheel, Hidrogén Energiatárolók, BME VIK 2012 



mini/mikroerőmű 

SuperTech 


Szupravezetős mikro/minierőmű vázlata 

� Megújulók alkalmazása 

� energiatárolást igényel 

� Legtöbbször kis helyigénnyel 

� A környezet védelme 

� Kisebb méret, súly 

� Kevesebb anyagfelhasználás 

� Csökkentett szennyezés 


A megújulókon alapuló mikroerőmű vázlata 


minierőmű 

energiatárolással 

energiafű 

nagyford. 

generátor 

gázturbina 

depónia 

Villamos 

generátor 

gázmotor 

gázgenerátor 

biomassza 

Villamos energia 

konverter 

melegvíz 

tároló 

hőszivattyú 

talajhő 

Elkészülő minta rendszer 

Villamos 

generátor 

geoterm 

Hőenergia 




Szupravezetős mikro/minierőmű látványképe 

transformer 

FCL 

flywheel 

SMES 

generator 


The 21st Century Energy Challenge 

Design a communal energy economy to 

meet the needs of a densely 

populated industrialized world that 

reaches all corners of Planet Earth. 

Accomplish this within the highest 

levels of environmental, esthetic, 

safe, reliable, efficient and secure 

engineering practice possible. 

…without requiring any new scientific 

discoveries or breakthroughs! 


Its Solution 

A Symbiosis of 

Nuclear/Hydrogen/Superconductivity 

Technologies supplying Carbon-free, 

Non-Intrusive Energy for all Inhabitants 

of Planet Earth 


SuperGrid 

EPRI White Paper, 2006 


Supermarket 

DNA-to-order.com 

SuperCity 

School 

Nuclear 

plant 

H 2 

Home 

HTSC/MgB 2 

H 2 

Family Car 

P.M. Grant, The Physics World, October Issue, 2009 


A jövő szupravezetős városa 


Köszönöm a figyelmet! 


Köszönöm a figyelmet! 


A jövő 

szupravezetős 

városa 


A lebegtetés alkalmazása 


Shaft 

General Aviation Motor Design Summary 

Cessna 172 

Engine 

Conventional 

Synchronous 

Motor 

Bearings 

Housing 

120 kW 

2700 RPM 

120 kW 

3000 RPM 

HTS Motor 160 kW 

2700 RPM 

160 kg 

350 to 600 kg 

30 kg motor 

60 kg cryocooler * 

90 kg 

Stator iron yoke 

Stator windings 

EM shield 

HTS pancakes 

HTS plates 

• HTS propulsion motor is small enough 

to be integrated into the propeller. 

• Superconducting part is stationary. 

• Armature is rotating 

• Lightweight motor, high cryo ovehead 

Design summary: 

EM torque: T=585 N.m 

Rotation speed: 2700 RPM 

Power : P=160 kW 

Power density: 5 kW/kg 

Heat load: < 10 W 

Operating temperature: 30 K 

Rotating armature concept: 

propulsion motor embedded into 


HTS Machine Sizing Examples 

Small Transportation Aircraft 

Boeing 737-200 

Two Turbofans JT8D-17R 

Thrust: 17 400 lb.t 

Weight: 3 495 lb = 1 585 kg 

Volume: 150 043 in 3 = 2 459 dm 3 

Fan rotation speed: 3000 rpm 

Conventional 

HTS 

Power 10 MW 

RPM 5000 

Temperature 20 K 

Fully HTS 

Weight 800 kg 350 kg 

Specific Power 12 kW/kg 28 kW/kg 

Specific Torque 24 Nm/kg 54 Nm/kg 


Efficiency 99.5% 99.6 %

UTAZZUNK A JÖVŐBE!!! 


Szupravezetős villamos hajtású repülőgép 

Turbina 

SzV generátor 

Villamos hálózat 

Hajtókerekek 

SzV motorok 

A turbina állandó fordulatszámon működik maximális hatásfokkal, 

elválasztva a hajtókerekektől, a fordulatszámcsökkentés és 

szabályozás villamos módszerrel van megvalósítva 


Drawing of 100 kVA pilot plant 


Photo of 100 kVA pilot plant (iron core) 


Photo of 100 kVA pilot plant (HTS coils) 


3D Drawing of 100 kVA pilot plant 


Progress towards objectives 

� SLIM FORMER developed and tested technology 

(modelling, design and component manufacturing) 

supports other HTS-based system developments: 

� Fault current limitation 

� Several MVA wind generators, e.g. off-shore 

� Other potential applications of SLIM FORMER 

technology include part of a mini (HTS) power plant 

(MVA scale) 


Progress Towards Objectives 

All Superconducting MPP 


Utilization of Renewables 

Mini Power Plant Based on 

Utilization of Pyrogas and Soil water 

”Norwegian” project 






All Superconducting Mini Power Plant 

Concept 

� The goal is to realize an all superconducting power complex (ASPC) 

realized in a superconducting (SC) mini power plant (MPP) model 

of the power rating range of 10…100 kW. 

� The system consists of a 

� superconducting generator, 

� transformer, 

� fault current limiter, 

� motor and 

� energy storage devices. 

� This system possesses substantial additional benefits compared 

to and exceeding those of the individual superconducting devices. 

� A whole superconducting plant can be introduced into the power 

system rather than individual superconducting devices. 



HŰTŐRENDSZER 

4. SMES 

TURBINA 

1. GENERÁTOR 

2. TRANSZFORMÁTOR 

TERH 

ELÉS 

5. 

LENDKERÉK 

6. MOTOROK 

7. SZABÁLYOZÓ 


3. 

ZÁRLAT 

I 

ÁRAM 

KORLÁ 

TOZÓ

Az energiatárolás előnyei 


Energiatároló rendszerek alkalmazási ablakai 


▲ 

Mágneses és kinetikus energiatároló 

SMES 

FLYWHEEL 


▼

Átfogó tananyag - Villamos Energetika Tanszék

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?