Zastosowanie kabli nadprzewodnikowych do przesyłu energii elektrycznej
Idea bezstratnego przesyłu energii elektrycznej miała swój początek w XX w., gdy odkryto zjawisko nadprzewodnictwa. Nadprzewodniki charakteryzują się nie tylko zerową opornością, ale także gęstością prądu znacznie przekraczającą gęstość prądu typowych przewodników metalowych, takich jak miedź czy aluminium. Jednym z najbardziej obiecujących obszarów zastosowań nadprzewodników są sieci dystrybucyjne energii elektrycznej, w których istniejące miedziane linie napowietrzne zostaną zastąpione przez okablowanie podziemne. Ogólnym celem projektu BIG-POWA jest zapewnienie podstaw badawczo-rozwojowych w celu produkcji kabli nadprzewodnikowych, które zwiększą wydajność przesyłu energii elektrycznej. Przed rozpoczęciem projektu BIG-POWA zastosowanie nadprzewodników wysokotemperaturowych na skalę przemysłową było bardzo ograniczone. Głównym problemem były straty energii w sytuacji przepływu prądu zmiennego przez nadprzewodniki, ponieważ wielkość tych strat przekraczała wielkość umożliwiającą zastosowanie tej technologii. W czasie trwania czteroletniego projektu dopracowano procedury odkształcania w celu produkcji nadprzewodników o konfiguracji udoskonalonej w stosunku do istniejących płaskich taśm kabli i zwojów. Oczekiwany poziom strat prądu zmiennego musiał zostać poddany ocenie na etapie projektowania. W tym celu partnerzy projektu BIG-POWA zastosowali eksperymentalne czujniki Halla. Za pomocą mierników wykorzystujących zjawisko Halla dokonano pomiaru profilu pola magnetycznego na powierzchni próbek wysokotemperaturowych taśm nadprzewodzących. W porównaniu do magnetooptycznych sposobów pomiaru czujniki Halla są łatwiejsze w kalibracji pomimo niższej rozdzielczości uzyskanych map. Z drugiej strony macierz siedmiu czujników podłączona do wielokanałowego wzmacniacza zaprogramowanego do szybkiego i synchronicznego zbierania danych umożliwia dokonywanie pomiarów w czasie rzeczywistym. Szybkość systemu jest wystarczająco wysoka, aby dokonać pomiaru profilu pola magnetycznego na powierzchni próbki, gdy częstotliwość wytwarzanego prądu elektrycznego sięga 50 Hz. W celu uzyskania mapy bieżącej gęstości powiązanej z badanym profilem pola rozwiązano odwrotny problem, korzystając z określonych założeń rozkładu bieżącej gęstości i prawa Ampera. Wiedza na temat bieżącego rozkładu, uzyskana dzięki eksperymentalnej metodzie, może zostać wykorzystana do poznania właściwości nadprzewodników oraz do kontroli jakości.
