¿Qué es un Cable Superconductor?
Un cable superconductor es un cable para transmitir energía eléctrica utilizando un conductor sin resistencia eléctrica.
En la actualidad, la tecnología es técnicamente práctica, pero quedan cuestiones por resolver, como el establecimiento de la tecnología del sistema de refrigeración y la tecnología de conexión entre cables, antes de que pueda comercializarse y difundirse al público en general.
En teoría, los cables superconductores no tienen resistencia eléctrica, por lo que no hay pérdidas por transmisión de energía. Esto permite construir sistemas de transmisión de energía a larga distancia. En la práctica, sin embargo, cuando la transmisión de corriente alterna se realiza a corrientes elevadas, se producen pérdidas en los cables, aunque no en la misma medida que con los cables actuales.
Aplicaciones de los Cables Superconductores
El uso previsto de los cables superconductores fabricados con tecnología superconductora es la transmisión de energía eléctrica.
Teóricamente, incluso cuando se transmite una gran potencia con cables superconductores, no se genera calor ni se produce una caída de tensión, ya que no hay resistencia eléctrica en el cable. Esto significa que se pueden transmitir grandes cantidades de energía independientemente de la distancia de transmisión. Sin embargo, en realidad hay una ligera pérdida, que se conoce como pérdida de CA.
Cuando se utilizan cables superconductores para la transmisión de CA, se producen ligeras pérdidas, pero en comparación con los cables de cobre convencionales, las pérdidas de transmisión pueden reducirse aproximadamente en un 95%.
Principio de los Cables Superconductores
Teóricamente, la resistencia de los cables superconductores es cero y la sección transversal del cable de transmisión puede ser muy pequeña. Esto permite reducir el tamaño de todas las enormes instalaciones de transmisión, torres de transmisión y cables de transmisión que forman parte de la infraestructura de transmisión de electricidad, lo que resulta muy beneficioso.
Como no hay caída de tensión en la transmisión de energía a larga distancia, es posible transmitir grandes cantidades de energía a bajas tensiones en lugar de las altas tensiones que se utilizan actualmente. Actualmente, la transmisión de energía se realiza mediante corriente alterna, pero con los cables superconductores es posible llevar a cabo la transmisión de energía en corriente continua.
La transmisión de energía en corriente continua mediante cables superconductores está aún en fase experimental, pero el desarrollo tecnológico está en todo el mundo.
Tipos de Cables Superconductores
Los cables superconductores basados en itrio son materiales que se vuelven superconductores con nitrógeno líquido. Debido a su elevada corriente crítica y sus buenas propiedades de campo magnético, tienen aplicaciones potenciales como alambre para equipos superconductores de potencia, como cables eléctricos y transformadores. Como tecnología de transmisión de energía altamente eficiente, las pérdidas de transmisión pueden reducirse aproximadamente una cuarta parte en comparación con los cables convencionales. Existen cables compactos y ligeros, así como cables superconductores de gran capacidad.
¿Cómo Elegir un Cable Superconductor?
Aunque los cables superconductores pueden transmitir grandes cantidades de energía con pérdidas muy bajas, hay problemas que deben resolverse con los cables superconductores.
Cuando se utilizan cables superconductores para la transmisión de corriente alterna, se producen pérdidas en el cable. Estas pérdidas en el cable también varían con la cantidad de potencia que se transmite, por lo que hay que tomar medidas cuando se transmiten grandes cantidades de potencia. Además, la temperatura crítica de la superconductividad ha aumentado hasta los -196°C, pero es importante establecer una tecnología para los sistemas de refrigeración mediante nitrógeno líquido o similar.
La mayor parte de la generación de energía natural, como la fotovoltaica, es de CC, y la energía generada se convierte en CA, se transmite y se vuelve a convertir en CC para su uso tras la transmisión a los hogares ordinarios. La transmisión de corriente continua mediante cables superconductores reduce las pérdidas de transmisión a la mitad en comparación con la transmisión de corriente alterna.
Estructura de los Cables Superconductores
Los cables superconductores que utilizan hilo superconductor de alta temperatura tienen una capa conductora superconductora formada por varias capas de cintas de hilo superconductor enrolladas en espiral alrededor de un conductor situado en el centro del cable. El formador es un alambre trenzado de cobre responsable de la resistencia mecánica del cable y actúa como derivador de las corrientes generadas en los accidentes del sistema eléctrico.
Un material aislante eléctrico envuelve el exterior de la capa conductora superconductora para crear una capa aislante eléctrica. El cable superconductor se enrolla en espiral alrededor de la capa superconductora de apantallamiento situada encima.
La capa protectora superconductora es capaz de apantallar el campo magnético causado por la corriente que fluye a través de la capa conductora superconductora sin que se produzcan fugas del campo magnético hacia el exterior debido a la corriente de inducción en dirección opuesta. En el exterior, hay una capa protectora formada por hilo de cobre, que forma un núcleo de cable para una fase, que está alojado en un tubo aislante. El tubo aislante tiene una construcción de doble tubo con tubos ondulados de acero inoxidable, que mantiene el vacío e impide la entrada de calor desde el exterior.