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将百年前的超导梦想变成现实
双击自动滚屏 发布者:admin 发布时间:2011-6-13 阅读:46326次 【字体:

1911年4月8日,荷兰物理学家卡麦林·昂尼斯(KamerlinghOnnes)首次意外地发现了超导现象:将水银冷却到绝对零度时,其电阻突然消失。后来他发现铝、锡等金属与合金与水银有类似的特性在低温下电阻为零,昂尼斯称之为超导态。1913年他因此获得诺贝尔物理学奖。

之后科学家们纷纷探索超导的应用,但早期应用均遭失败。在对一些新的超导体进行测试时,人们惊奇地发现这些超导体在通过相当大的电流时仍能保持超导状态。在加上比较强的磁场时,这些超导体也能保持超导性。这为超导技术的实际应用带来了曙光。

100年后的今天,信赢在中国开展超导电缆的研制。5月20日,信赢在第十四届科博会中国能源战略高层论坛上介绍了超导电缆及其应用。

超导电缆有很多优点:容量大、输送能力是常规电缆的3~5倍;节能、输电损耗低,减损50%左右;环保、电磁辐射低,减少温室气体排放;有利于消除或缓解输电瓶颈;有利于提高传输效率、可在较低电压下输;送较大容量电能,节省昂贵的高压设备。

云电英纳研发的饱和铁心型超导限流器具有输电低阻、限流高阻、自动响应及快速恢复的智能特性,是电力系统中理想的限流装置,可用于输、配电网,变电站,发电厂。信赢说:“超导技术在电力工业的应用不但可以提高现有设备的性能,而且可能产生其他技术不能实现的、革命性的新设备,还有望对智能电网建设作出重大贡献。”

信赢1991年在高温超导材料发源地之一的美国阿肯色大学获得凝聚态物理专业博士,之后在美国堪萨斯大学从事高温超导材料领域的博士后研究,在美国中西超导公司工作8年,先后任材料研制、超导块材应用及超导导线等项目的负责人,担任过美国海军和能源部超导应用项目的首席科学家,回国前拥有美国发明专利7项。

上个世纪90年代末,超导热在美国明显降温,投入到与开发超导技术相关产业的资金急剧萎缩。2001年8月信赢回国度假,听说清华大学应用超导研究中心主任韩征和博士已从丹麦回国,并成立了公司生产超导线材,就联系韩征和并拜访了他。“韩征和带我参观了他的实验室和公司,告诉我国内经济发展很快,政策也越来越宽松,搞超导产业在国内可能有更好的发展机遇。我受到不小的震动,觉得中国有施展才能的空间,能更快地实现产业化。”信赢回忆说。当年11月,韩征和给信赢打电话,邀请他出任北京云电英纳超导电缆有限公司总经理,2001年信赢回国,接受了这一职务。

回国的目的就是将技术转变为生产力。2003年6月,云电英纳研制的一套长4米、载流能力为2000安培的三相交流高温超导电缆系统完成安装调试。这是我国第一组高温超导电缆系统,并在世界上首次成功采用双层液氮回流的冷却结构,提高了导体的载流能力。2004年4月,由云电英纳研制的33.5米我国第一组高温超导电缆系统在昆明实现了挂网运行,成为当年国内十大科技新闻之一。这是继美国、丹麦之后由我国自行研制开发的世界上第三组高温超导电缆,多项技术创新使其在主要技术参数上领先。如今,这组超导电缆已经输电超过6亿千瓦时,成为目前世界上运行时间最长、送电最多的超导电缆。

在成功挂网超导电缆后,信赢带领他的团队将开发目标对准了超导限流器。现代供送电已经是大电网时代,系统容不得一丝闪失,超导限流器就是大电网短路电流引起脆弱性的一种解决方案。与传统限流设备相比,超导限流设备具有损耗低、系统压降低、不影响运行方式和降低系统造价等独特的优势,被认为是解决高压电网短路故障电流限制问题理想的设备,其市场前景不下几百亿。

“从成本和市场前景考虑,我觉得超导限流器更容易实现市场化。这个项目不仅赢得了"863"计划的支持,同时,被天津列为市长基金项目,目前该课题已经基本完成。”信赢说。

35kV/90MVA饱和铁心型超导限流器,已是目前世界上电压等级最高、容量最大的超导限流器,他们已经申请了30多项专利。现在,信赢又瞄准了220kV超导限流器。

但研发限流器需要大笔资金,一个项目往往就要两三千万元。资金的问题不能解决,项目马上会“卡壳”。云电英纳最棘手的问题一直是资金,几年下来,他锻炼成了融资和谈判“专家”。

“"十二五"的时候,云电英纳要把500kV的限流器开发出来,那将是未来利润最高的超导电力设备。”信赢说,“现在,我只是欣慰,等到超导限流器真正产业化,那才叫成功!”

每逢国际超导应用领域召开会议,主办方会邀请信赢,或是问他是否有演讲论文,都想知道他又“跑”出去多远。美国能源部和美国电科院对项目进展非常关注,其内部资料和一些公开文件上多次提到云电英纳的名字。信赢和公司团队研发的世界最大功率的超导限流器刚成功,就被美国权威研究机构刊登在呈给美国能源部最新报告的封面上。“我们在国外的知名度要比在国内大得多。我们解决了韩国、日本、美国等国家对于超导限流器技术没有解决的难题。”信赢说。


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