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送電線の中に液体窒素を流し込むことで冷却しつつ送電する。送電ロスが減っても冷却コストが高かったら無駄なわけで、その損益分岐点が送電線一本の長さ1kmらしい。真夏日には気温40度ぐらいにもなる夏にも1km流せれば±ゼロラインに達する。地下鉄などの地下送電ならメリット活かせそうだけど、地上の電車だと送電を地中化するにしても難しそう。実証実験は宮崎、送電長1.5kmで行うらしい。
＃196度だったらどんなに楽だったことか。マイナス196度だねｗ
知りたいことが2点
・東電の 50万ボルト線でも効果がでるのだろうか。 だったら規模が大きい東電のほうに導入したらよいのでは
・高温じゃない材料は高価な液体ヘリウムでないと冷却できない、とあるが、 液体水素ではだめなんだろうか。 可燃性だから取り扱いが難しい、というのはわかるけど、燃料電池車に 高圧水素を利用するくらいだから、それなりに扱えそうな気がするのだけど。
・空気の3分の2は窒素なので原材料はいくらでもあり、高い温度で液化できる点でも水素よりだいぶ安上がり・冷媒として使うため少しずつ気化するわけで、気化した水素分子は非常に小さいため金属原子間の隙間に入り込んで金属を脆くする厄介な性質がある・窒素の方が化学的にずっと安定している点でも、液体窒素で冷却可能ならわざわざ液体水素を使うのは百害あって一利なし
すみません。液体窒素が使えるならそのほうが全然よいと思います。
液体窒素との比較じゃなく、高温超伝導の導線が実用化されるまえの話で、液体ヘリウムが高価なのが課題だったのなら、なぜ液体水素ではだめだったのか、という疑問でした。
MRI とか NMR も液体ヘリウムじゃないですか。液体水素のほうが全然安そうなのに。
ひとつは、おっしゃる通り爆発濃度範囲の広さ。空気中の濃度が4～75%の範囲で爆発します。特に、大電流を流す超電導送電では危険極まりないのではないかと。
もうひとつは、水素脆性。金属は水素を吸収すると脆化します。ロケットエンジンや燃料電池車で、しばしばトラブルの原因になる。
それらの対策を考えると、液体ヘリウムより高くついてしまうのかも。
わざわざ高価な液体ヘリウムを使うのはヘリウムの沸点付近まで温度を下げたいからです。氷水は氷が溶けきるまで0度付近を維持するように、目標となる温度に近い沸点や融点を持つものを冷媒とすると維持しやすいのです。
MRIに使われてるのってNbTiが主流だそうで、転移温度は約-263℃水素の沸点は約-253℃だからそもそも水素では駄目仮令使えても、漏洩対策とかしたら安くならないんじゃね？＃ヘリウムの液化なんて、40年くらい前には俺が出た大学でもやってたしね
> ＃ヘリウムの液化なんて、40年くらい前には俺が出た大学でもやってたしね
でも高いから、それ使う実験は1回しかできず、失敗すると卒業の危機があるという話を聞きました。
回収して再液化もしてたからそんな事なかったよ俺がいた頃（酸化物超伝導で大騒ぎの頃）は3ヶ月に2回くらい液化してた様な記憶が最初は担当の助教授と技師がやってたけど、修士を修了する頃には技師が一人でやってたな超伝導だけじゃなく、磁性体の測定とかもやってたよ＃地方にある国立の単科大学での話
空気中に占める窒素はモル比や体積比で4/5近く、質量比でも3/4はあるんで、2/3は新しいと思った。考えられる比率としてはなんだろ。
どうして東電ではなく鉄道会社が検討してるかというのは、ぱっと思いつく点だと交流損失でしょうかね。直流電化の鉄道の場合はこれを考えなくていいですから。
JR東海のリニアはヘリウム冷却の超電導コイルを使用していて、窒素冷却できる高温超電導体の開発に傾注していたのでその成果の応用ではないかと。
必然的に架空線では無理なんで、架空と地下の敷設コストの差も分岐点計算には織り込んでるのでしょうか鉄道に関わらず一般用の送電にも使われてポピュラーになればあの高圧線鉄塔が徐々に消滅するのだろうかあと、気になるのはクエンチ対策ですね。超電導状態を失うことですがまあ、素人邪推するようなことはみんな織り込み済みなんでしょうけどね
かなり昔に、鉄道総研の超電導送電研究の人から話を聞いたことがあるんだけど、超電導送電で省エネできる電力と、そのための冷凍機運転電力では、わずかな得しかなくても、直流電化鉄道ではかなり短い間隔で変電所を配置しているので、電圧降下や送電損失がほぼなくなれば、変電所間隔を大幅に伸ばすことができる。そうなると、都心の変電所を間引くことができて、それで空いたスペースで商業開発ができるから、その利益を見込めば十分導入メリットがある、という話が鉄道会社から出ているということでした。純粋な技術的観点では思いつかない方面で利益を出せるということで、その話をしてくれた人も想像してなかったとかなんとか。
浮いてるわけじゃなし、クエンチしても送電ロスが数パーセント増えるだけなので気にしなくていいと思います。
超電導状態を想定した大電流送電状態でクエンチが発生したら、抵抗増からの発熱で一気にドカンじゃね？
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ハッカーとクラッカーの違い。大してないと思います -- あるアレゲ
損益分岐点は1km (スコア:0)
送電線の中に液体窒素を流し込むことで冷却しつつ送電する。
送電ロスが減っても冷却コストが高かったら無駄なわけで、その損益分岐点が送電線一本の長さ1kmらしい。
真夏日には気温40度ぐらいにもなる夏にも1km流せれば±ゼロラインに達する。地下鉄などの地下送電ならメリット活かせそうだけど、地上の電車だと送電を地中化するにしても難しそう。
実証実験は宮崎、送電長1.5kmで行うらしい。
＃196度だったらどんなに楽だったことか。マイナス196度だねｗ
Re:損益分岐点は1km (スコア:1)
知りたいことが2点
・東電の 50万ボルト線でも効果がでるのだろうか。
だったら規模が大きい東電のほうに導入したらよいのでは
・高温じゃない材料は高価な液体ヘリウムでないと冷却できない、とあるが、
液体水素ではだめなんだろうか。
可燃性だから取り扱いが難しい、というのはわかるけど、燃料電池車に
高圧水素を利用するくらいだから、それなりに扱えそうな気がするのだけど。
Re:損益分岐点は1km (スコア:3, 興味深い)
これに対しき電線は電車線と同じ電圧を供給するので電圧は低く電流は大きい。電流が大きいほど導線損は大きい、というわけでJRのほうが積極的になるわけなのです
// き電線: 架線に電気を供給する、ふっとい線。架線だけでは電圧降下が激しい、線路に流した帰線電流を回収するなどの目的で線路にそって這わせます
Re:損益分岐点は1km (スコア:2, 参考になる)
・空気の3分の2は窒素なので原材料はいくらでもあり、高い温度で液化できる点でも水素よりだいぶ安上がり
・冷媒として使うため少しずつ気化するわけで、気化した水素分子は非常に小さいため金属原子間の隙間に入り込んで金属を脆くする厄介な性質がある
・窒素の方が化学的にずっと安定している点でも、液体窒素で冷却可能ならわざわざ液体水素を使うのは百害あって一利なし
Re: (スコア:0)
すみません。液体窒素が使えるならそのほうが全然よいと思います。
液体窒素との比較じゃなく、高温超伝導の導線が実用化されるまえの話で、液体ヘリウムが高価なのが課題だったのなら、なぜ液体水素ではだめだったのか、という疑問でした。
MRI とか NMR も液体ヘリウムじゃないですか。液体水素のほうが全然安そうなのに。
Re:損益分岐点は1km (スコア:1)
ひとつは、おっしゃる通り爆発濃度範囲の広さ。
空気中の濃度が4～75%の範囲で爆発します。
特に、大電流を流す超電導送電では危険極まりないのではないかと。
もうひとつは、水素脆性。
金属は水素を吸収すると脆化します。
ロケットエンジンや燃料電池車で、しばしばトラブルの原因になる。
それらの対策を考えると、液体ヘリウムより高くついてしまうのかも。
Re: (スコア:0)
わざわざ高価な液体ヘリウムを使うのはヘリウムの沸点付近まで温度を下げたいからです。
氷水は氷が溶けきるまで0度付近を維持するように、目標となる温度に近い沸点や融点を持つものを冷媒とすると維持しやすいのです。
Re: (スコア:0)
MRIに使われてるのってNbTiが主流だそうで、転移温度は約-263℃
水素の沸点は約-253℃だからそもそも水素では駄目
仮令使えても、漏洩対策とかしたら安くならないんじゃね？
＃ヘリウムの液化なんて、40年くらい前には俺が出た大学でもやってたしね
Re: (スコア:0)
> ＃ヘリウムの液化なんて、40年くらい前には俺が出た大学でもやってたしね
でも高いから、それ使う実験は1回しかできず、
失敗すると卒業の危機があるという話を聞きました。
Re: (スコア:0)
回収して再液化もしてたからそんな事なかったよ
俺がいた頃（酸化物超伝導で大騒ぎの頃）は3ヶ月に2回くらい液化してた様な記憶が
最初は担当の助教授と技師がやってたけど、修士を修了する頃には技師が一人でやってたな
超伝導だけじゃなく、磁性体の測定とかもやってたよ
＃地方にある国立の単科大学での話
Re: (スコア:0)
空気中に占める窒素はモル比や体積比で4/5近く、質量比でも3/4はあるんで、2/3は新しいと思った。考えられる比率としてはなんだろ。
Re: (スコア:0)
どうして東電ではなく鉄道会社が検討してるかというのは、ぱっと思いつく点だと交流損失でしょうかね。
直流電化の鉄道の場合はこれを考えなくていいですから。
Re: (スコア:0)
JR東海のリニアはヘリウム冷却の超電導コイルを使用していて、窒素冷却できる高温超電導体の開発に
傾注していたのでその成果の応用ではないかと。
Re: (スコア:0)
必然的に架空線では無理なんで、架空と地下の敷設コストの差も
分岐点計算には織り込んでるのでしょうか
鉄道に関わらず一般用の送電にも使われてポピュラーになれば
あの高圧線鉄塔が徐々に消滅するのだろうか
あと、気になるのはクエンチ対策ですね。
超電導状態を失うことですが
まあ、素人邪推するようなことはみんな織り込み済みなんでしょうけど
ね
Re:損益分岐点は1km (スコア:2)
かなり昔に、鉄道総研の超電導送電研究の人から話を聞いたことがあるんだけど、
超電導送電で省エネできる電力と、そのための冷凍機運転電力では、わずかな得しかなくても、
直流電化鉄道ではかなり短い間隔で変電所を配置しているので、
電圧降下や送電損失がほぼなくなれば、変電所間隔を大幅に伸ばすことができる。
そうなると、都心の変電所を間引くことができて、それで空いたスペースで商業開発ができるから、
その利益を見込めば十分導入メリットがある、という話が鉄道会社から出ているということでした。
純粋な技術的観点では思いつかない方面で利益を出せるということで、
その話をしてくれた人も想像してなかったとかなんとか。
Re: (スコア:0)
浮いてるわけじゃなし、クエンチしても送電ロスが数パーセント増えるだけなので気にしなくていいと思います。
Re: (スコア:0)
超電導状態を想定した大電流送電状態でクエンチが発生したら、
抵抗増からの発熱で一気にドカンじゃね？