Nadprzewodnikowe zasobniki energii (SMES)

Podobne dokumenty
POLITECHNIKA GDAŃSKA NADPRZEWODNICTWO I EFEKT MEISSNERA

LEWITACJA MAGNETYCZNA Z WYKORZYSTANIEM ZJAWISKA NADPRZEWODNICTWA

Nadprzewodniki. W takich materiałach kiedy nastąpi przepływ prądu może on płynąć nawet bez przyłożonego napięcia przez długi czas! )Ba 2. Tl 0.2.

Nadprzewodnictwo w materiałach konwencjonalnych i topologicznych

Zamiast przewodnika z miedzi o bardzo dużych rozmiarach możemy zastosowad niewielki nadprzewodnik niobowo-tytanowy

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Nadprzewodnictwo. Nadprzewodnictwo

) (*#)$+$$ poniedziałki 13:30-15:00 wtorki 12:00-14:00 pitek 8:30-10:00

Nadprzewodnictwo i efekt Meissnera oraz ich wykorzystanie.

Nadprzewodnictwo i efekt Meissnera oraz ich wykorzystanie. Anna Rutkowska IMM sem. 2 mgr

Czym jest prąd elektryczny

Światło fala, czy strumień cząstek?

Nadpłynność i nadprzewodnictwo

Nagrody Nobla z dziedziny fizyki ciała. Natalia Marczak Fizyka Stosowana, semestr VII

Wybrane zastosowania nadprzewodników wysokotemperaturowych

Wybrane Działy Fizyki

Zaburzenia periodyczności sieci krystalicznej

WYKORZYSTANIE AKUMULATORÓW W SYSTEMACH MAGAZYNOWANIA ENERGII

Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne - Jastrzębska GraŜyna. Spis treści. Przedmowa Wykaz oznaczeń Wykaz skrótów

Nadprzewodniki wysokotemperatu rowe. I nie tylko.

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY

FALOWA I KWANTOWA HASŁO :. 1 F O T O N 2 Ś W I A T Ł O 3 E A I N S T E I N 4 D Ł U G O Ś C I 5 E N E R G I A 6 P L A N C K A 7 E L E K T R O N

Natężenie prądu elektrycznego

Wykład FIZYKA II. 2. Prąd elektryczny. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Pole magnetyczne Wykład LO Zgorzelec

Laboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo fotowoltaiczne

Podstawy fizyki sezon 2 3. Prąd elektryczny

Nadprzewodniki wysokotemperaturowe. Joanna Mieczkowska

Magazyny energii, elektromobilność i uboczne korzyści magazynowania energii

Nowoczesne technologie w dziedzinie fotowoltaiki. A. Zaremba I stytut Elektrote h iki Prze ysłowej, Wydział Elektry z y, Polite h ika Często howska

Prąd elektryczny - przepływ ładunku

Hybrydowe układy wytwórcze i mikrosieci sposobem na rozwój generacji rozproszonej

Pierwiastki nadprzewodzące

Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics)

Kwantowa natura promieniowania

Podstawy fizyki sezon 2 3. Prąd elektryczny

Fizyka i inżynieria materiałów Prowadzący: Ryszard Pawlak, Ewa Korzeniewska, Jacek Rymaszewski, Marcin Lebioda, Mariusz Tomczyk, Maria Walczak

Lokalne systemy energetyczne

Pole elektromagnetyczne. Równania Maxwella

Ekologiczne, odnawialne źródła energii

Lublin, 23 X 2012 r. Nadprzewodnictwo. - od badań podstawowych do zastosowań. Tadeusz Domański Instytut Fizyki UMCS

Generacja rozproszona z wykorzystaniem hybrydowych układów wytwórczych

1 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Spis treści. nadprzewodnictwo. Historia nadprzewodnictwa... Historia nadprzewodnictwa. Pierwsze osiagnięcia

CAES akumulator energii współpracujący z OZE, jako system racjonalnego zarządzania energią

Wypieranie CO 2 z obszaru energetyki WEK za pomocą technologii OZE/URE. Paweł Kucharczyk Pawel.Kucharczyk@polsl.pl. Gliwice, 28 czerwca 2011 r.

Title: Otrzymywanie i właściwości skonsolidowanego nadprzewodnika MgB2

Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki Kierunek: Odnawialne Źródła Energii

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego ZAPYTANIE OFERTOWE

STRUKTURA PASM ENERGETYCZNYCH

Tradycyjny, pięcioetapowy system produkcji i dystrybucji energii elektrycznej

Możliwości i perspektywy magazynowania energii w generacji rozproszonej

Elektroenergetyka Electric Power Industry. Elektrotechnika I stopień ogólnoakademicki. stacjonarne

FORMULARZ OFERTOWY OFERTA. Nazwa i adres podmiotu składającego ofertę:... NIP... REGON...

Nadprzewodnictwo w stulecie odkrycia: wybrane przykłady zastosowań

Wykład 28. Teoria elektronowa przewodnictwa elektrycznego.

Wykład FIZYKA II. 4. Indukcja elektromagnetyczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

NADPRZEWODNIKI WYSOKOTEMPERATUROWE (NWT) W roku 1986 Alex Muller i Georg Bednorz odkryli. miedziowo-lantanowym, w którym niektóre atomy lantanu były

Wykłady z Fizyki. Kwanty

Techniki niskotemperaturowe w medycynie

Warszawa, 7 września dr inż. Ryszard Wnuk Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. rwnuk@kape.gov.pl

Generacja rozproszona z wykorzystaniem hybrydowych układów wytwórczych. Distributed generation with the application of hybrid generation systems

Wymagania edukacyjne fizyka kl. 3

Wykłady z Fizyki. Elektromagnetyzm

Harmonogram zjazdów V naboru na Zaoczne Studia Doktoranckie przy IEl. Ramowy program zajęć (I semestr)

Ładunek elektryczny. Ładunek elektryczny jedna z własności cząstek elementarnych

Atom wodoru w mechanice kwantowej. Równanie Schrödingera

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

Spis treści. Wykaz ważniejszych oznaczeń i jednostek 13 Przedmowa 17 Wstęp Odnawialne źródła energii 72

IV. PREFEROWANE TECHNOLOGIE GENERACJI ROZPROSZONEJ

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.

Energia słoneczna docierająca do ziemi ma postać fali elektromagnetycznej o różnej długości. W zależności od długości fali wyróżniamy: Promieniowanie

i elementy z półprzewodników homogenicznych część II

PLAN STUDIÓW. efekty kształcenia K6_W08 K6_U04 K6_W03 K6_U01 K6_W01 K6_W02 K6_U01 K6_K71 K6_U71 K6_W71 K6_K71 K6_U71 K6_W71

Gazy kwantowe. Jacek Jurkowski, Fizyka Statystyczna. Instytut Fizyki

Zjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski

Własności magnetyczne materii

Odnawialne źródła energii

CATA ASPEKTY TECHNICZNE WYKORZYSTANIA TECHNOLOGII MAGAZYNOWANIA ENERGII. Centrum Zastosowań Zaawansowanych Technologii MIECZYSŁAW KWIATKOWSKI

Rozrusznik. Elektrotechnika w środkach transportu 85

Elektroenergetyka Electric Power Industry. Elektrotechnika I stopień ogólnoakademicki. niestacjonarne

Semestr I. Semestr zimowy. Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Inne

ELASTYCZNY SYSTEM PRZETWARZANIA I PRZEKSZTAŁCANIA ENERGII MAŁEJ MOCY DLA MASOWEGO WYKORZYSTANIA W GOSPODARCE ENERGETYCZNEJ KRAJU

Zjawisko termoelektryczne

Grafen perspektywy zastosowań

Widmo fal elektromagnetycznych

Klasyczny efekt Halla

Rynek energii odnawialnej w Polsce. Małgorzata Niedźwiecka Małgorzata Górecka-Wszytko Urząd Regulacji Energetyki w Szczecinie

Magazynowanie energii w systemach generacji rozproszonej

Bezpieczny dom rodzinny Instalacje elektryczne tom 2

Regionalny Program Operacyjny Województwa Podlaskiego na lata Oś Priorytetowa V. Gospodarka niskoemisyjna

Mikroskopia polowa. Efekt tunelowy Historia odkryć Uwagi o tunelowaniu Zastosowane rozwiązania. Bolesław AUGUSTYNIAK

Podstawy fizyki sezon 2 4. Pole magnetyczne 1

ANALIZA ZAMROŻONEGO STRUMIENIA W NADPRZEWODNIKACH WYSOKOTEMPERATUROWYCH

Fizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła

Szczegółowy rozkład materiału z fizyki dla klasy II gimnazjum zgodny z nową podstawą programową.

Teoria pasmowa ciał stałych Zastosowanie półprzewodników

Proekologiczne odnawialne źródła energii / Witold M. Lewandowski. - Wyd. 4, dodr. Warszawa, Spis treści

Energia ze źródeł odnawialnych i jej wykorzystanie / Grażyna Jastrzębska. Warszawa, Spis treści

Transkrypt:

Nadprzewodnikowe zasobniki energii (SMES) Superconducting Magnetic Energy Storage dr hab. inŝ. Antoni Cieśla, prof. n. Wydział EAIiE Katedra Elektrotechniki i Elektroenergetyki

Agenda wystąpienia: 1. Gromadzenie energii w elektroenergetycznych systemach rozproszonych 2. Nadprzewodnictwo cechy charakterystyczne, zastosowania 3. Lewitacja magnetyczna eksperyment 4. Wiadomości o nadprzewodnikowych zasobnikach energii 5. Współpraca nadprzewodnikowych zasobników energii z siecią elektroenergetyczną 6. Elektromagnes nadprzewodnikowego zasobnika energii ( projekt lubelski )

Jednym z podstawowych wyzwa stoj cych przed gospodarkami wszystkich krajów w jest zapewnienie dostatecznej ilo ci energii elektrycznej. Jednocze nie, ze wzgl du na podpisanie i ratyfikowanie porozumie mi dzynarodowych, ka de pa stwo jest zobowi zane do ograniczenia ilo ci truj cych substancji b d cych ubocznym produktem procesu wytwarzani energii elektrycznej. W zwi zku z tym coraz wi kszym zainteresowaniem ciesz si odnawialne ród a energii.

ODNAWIALNE ŹRÓDŁA A ENERGII Mo na do nich zaliczy : energię promieniowania słonecznego, energię wiatru, energię geotermalną, biogaz, biomasę.

ODNAWIALNE ŹRÓDŁA A ENERGII Odnawialne źródła energii mogą pracować jako: elektrownie, które wyprodukowan energi elektryczn oddaj do systemu elektroenergetycznego, alternatywne ród a energii, zasilaj ce wydzielony obwód odbiorczy lub grup takich obwodów.

KONCEPCJA NOWEJ SIECI

KONCEPCJA NOWEJ SIECI Nowa sieć umoŝliwia współprac pracę z tak dotychczas nietypowymi źródłami jak panele fotowoltaiczne, turbiny wiatrowe oraz elektrownie wodne. Źródła a te mogą być umieszczone w budynku mieszkalnym bądźb uŝyteczności ci publicznej. 2. Nowa sieć miałaby aby większe szanse opanowania kaskadowego rozwoju zdarzeń chociaŝby na drodze ograniczenia wartości mocy, przepływaj ywających przez sieć przesyłow ową. 8

MAGAZYNOWANIE ENERGII W technice wykorzystywane s ró ne sposoby magazynowania energii: baterie akumulatorów, kompresyjne zasobniki energii, elektrownie szczytowo-pompowe, kinetyczne zasobniki energii, superkondensatory, ogniwa paliwowe, nadprzewodnikowe zasobniki energii.

PIERWSZE ODKRYCIA: KAMERLINGH ONNES Heike Kamerlingh Onnes Heike Kamerlingh Onnes na początku XX wieku, pracował w Laboratorium Niskich Temperatur, w Leidzie (Holandia). Zajmował się badaniem przewodnictwa metali w niskich temperaturach. W 1908 roku Kamerlingh Onnes otrzymał skroplony hel (4,2 K). W 1911 roku podczas badań rtęci w temperaturach helowych, otrzymał niemierzalnie małe e wartości oporu, oraz brak wydzielania się ciepła a przy przepływie prądu elektrycznego. W 1913 roku otrzymał nagrodę Nobla za swoje badania. 2011-05-05 10

100 lat NADPRZEWODNICTWA

ODKRYCIE KAMERLINGH ONNES A Rezystancja rtęci w funkcji temperatury 2011-05-05 12

R NADPRZEWODNIK Metal rzeczywisty Metal idealnie czysty R r 0 T c 1/3 T D T [K]

Pierwsza cecha nadprzewodników: w: ZEROWA REZYSTANCJA (nie ma dyssypacji energii!!)

Druga cecha nadprzewodników: w: DOSKONAŁY Y DIAMAGNETYZM (doskonałe e ekranowanie od pól p l magnetycznych)

BADANIA MEISSNERA OCHSENFELDA Walter Meissner Nadprzewodnik umieszczony w polu magnetycznym magnesu moŝe e unosić się,, lewitować nad magnesem. Efekt ten został odkryty przez niemieckich fizyków w Waltera Meissnera i Roberta Ochsenfelda w 1933 roku 2011-05-05 16

EFEKT MEISSNERA OCHSENFELDA Efekt Meissnera Ochsenfelda polega na usuwaniu pola magnetycznego z nadprzewodnika, poza cienką warstwą powierzchniową materiału o głębokości λ. Efekt ten podzielił nadprzewodniki na I i II rodzaju. Te drugie charakteryzują się tym, Ŝe powyŝej krytycznego pola magnetycznego (HC1) pole magnetyczne moŝe wnikać do objętości nadprzewodnika w postaci nici, pojedynczych fluksonów (tzw. worteksów), z których kaŝda niesie ze sobą kwant strumienia magnetycznego. Te nici tworzą sieć Abrikosowa w przedziale pól H C1 < H c < H C2 ; powyŝej H C2 stan nadprzewodzący jest niszczony. 2011-05-05 17

EFEKT MEISSNERA OCHSENFELDA

EFEKT MEISSNERA OCHSENFELDA ORDINARY CITY In an ordinary city roads are running in all directions resulting in the improper, or distorted, orientation of buildings, which leads to chaos, problems, and violation of Natural Law in individual life and in society. IDEAL CITY In an Ideal City with an ideal Vastu ideal orientation of buildings all roads un North/South, East/West, creating cross-ventilation and enriching city life with the evolutionary power of Natural Law creating order

EFEKT MEISSNERA OCHSENFELDA 2011-05-05 20

EFEKT MEISSNERA OCHSENFELDA NADPRZEWODNIKI II RODZAJU 2011-05-05 21

EFEKT MEISSNERA OCHSENFELDA Obraz wirów na powierzchni stanu mieszanego w NbSe 2 2011-05-05 22

TEORIA BARDEEN A COOPER A SCHRIFFER A John Bardeen, Leon N. Cooper, John R. Schrieffer Amerykańscy fizycy w 1957 r opublikowali pierwszą mikroskopową teorie opisującą nadprzewodnictwo, nazwaną teorią BCS od inicjałów w autorów. Za teorie BCS fizycy w 1972 zostali wyróŝnieniu nagrodą Nobla. 2011-05-05 23

TEORIA BARDEEN A A COOPER A A SCHRIFFER A Teoria BCS w oparciu o prawa mechaniki kwantowej, przypisuje elektronom własności falowe, stanowią one zatem zbiór r nie cząstek, lecz fal elektronowych. Zbiór tych fal w niskiej temperaturze porusza się w metalu bez przeszkód. Elektrony mające połówkowe spiny, łącz czą się w pary (pary Coopera), układ ma całkowity spin, czyli para Coopera jest bozonem. Elektrony tworzące parę Coopera sąs opisywane przez funkcje falowe 2011-05-05 24