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アレゲなニュースと雑談サイト

mhattaによる 2006年11月06日 9時30分の掲載
電気抵抗以外の抵抗もゼロだといいね部門より。

Tucker 曰く、

ちょっと古い住友電工のプレスリリースより、 冷たいけれどホットな話。
米国では、2005年に制定されたエネルギー法において送電網の近代化が国家的な課題として位置づ けられ、2030年には全米に強固な超電導ケーブル送電網を構築する計画が検討されている。 米国SuperPower社、BOC社、National Grid社、住友電工の4社は、 ニューヨーク州オルバニー市で実際に運用されている2つの変電所間約3.2kmの途中に、約350mの 高温超伝導ケーブル線路を建設し、2006年7月20日に送電を開始した。このデモンストレーション実験は約半年とのことなので 間もなく完了しそうだ。
現在のわが国での 送電ロスはおよそ5%であり、大したことはないと思われるかもしれないが、電力輸送コストが減ることで 新手の自然力発電が考案できるかもしれない。ちなみに高温超伝導の高温とは、液体窒素温度だ。未来の 都市では液体窒素のパイプラインが敷設されるのだろうか。

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  • Shidho (5649) : 2006年11月06日 9時51分 (#1052128) 日記
    電力ロスと比較するエネルギー消費、というと、液体窒素を冷却(補給?)し続けるコストかな?

    長距離の伝送にそれほど高効率の魔法瓶を使うわけにもいかないと思うので、
    その辺のコストがどうなっているのか知りたいところです。

    ロス5%、にかかるコストと比較してケタがどのくらい違うんだろう。
    • prankster (12979) : 2006年11月06日 10時01分 (#1052137)
      >液体窒素を冷却(補給?)し続けるコストかな?

      それに加えて安全管理の維持費が気になりますね。窒素は窒息性ガスなので、地下配線から漏れ出したりしたら空気呼吸器を背負った技術者が出動することになりますし、規模によっては付近の住民の避難も必要になるかもしれません。

      切断された部分を直すのをどうするのかな?という疑問もあります。多分セラミクス超伝導物質を使っているのでしょうから、溶接とかいった措置はとれません。総とっかえもあるのか、切断部分を接ぐ技術があるのか。

      平常時は良いけれど、地震のあとの修理がすごく心配です。
      #なんか否定的な話ばっかりだけど、技術的には期待してます。
      #「高温超伝導」という言葉の響きがアレゲ。
    • phason (22006) : 2006年11月06日 10時06分 (#1052140) 日記
      >長距離の伝送にそれほど高効率の魔法瓶を使うわけにもいかないと思うので

      コストは知りませんが,ニューヨークで使われたケーブルは通常の断熱構造
      (真空層で断熱,中に熱絶縁性の高い素材を入れ保持)ですので通常の液窒の
      デュワーなんかと同じ構造です.
      確か一度液窒を入れれば,液化装置が止まっても数日-1週間ぐらいは冷えて
      いたはず.
      その分柔軟性は低いんで極端に小さな曲率半径だとか,何度も曲げ伸ばしする
      用途には使えないんですが,まあ基幹配線のようなもので地下敷設だとこの辺は
      問題なさそうですね.
    • yohata (11299) : 2006年11月06日 10時52分 (#1052167)
      「窒素なんか使うからムダにコストかかるんであって、一緒に液体水素を供給するパイプとして使用すりゃいいじゃん」って考え方もありまして。

      この方法なら無駄なく使えるはずなんですけど……肝心の水素需要が(つД`)
      • 水素需要を大きくするには住宅用燃料電池 [nef.or.jp]という手もあります.

        現時点でもすでに家庭用燃料電池の実証実験は進んでいます.
        ただ,現状では水素を作るのにLPガスや都市ガスを改質している(≒二酸化炭素が発生する)ため,電力会社からは「クリーンエネルギー」とはみなされず,太陽光発電のように電力の買取をしてもらえません.
        家庭に水素が直接供給されることにより,燃料電池で発電した電力が「クリーンエネルギー」として買電の対象になれば,一気に普及しそうなんですが.
        --
        y4su0
      • Anonymous Coward : 2006年11月06日 11時58分 (#1052222)
        >一緒に液体水素を供給するパイプとして使用
        僕もサイエンスで見たけど、これって
        「アース線をガス管につないでも大丈夫!ガス100%なら爆発しない!」
        というのとなんか似てるナー。


        >この方法なら無駄なく使えるはずなんですけど……肝心の水素需要が(つД`)
        供給先で酸素と反応させて、水道として使ったら良いと思います。

        • TarZ (28055) : 2006年11月06日 16時25分 (#1052405) 日記
          >この方法なら無駄なく使えるはずなんですけど……肝心の水素需要が(つД`)
          供給先で酸素と反応させて、水道として使ったら良いと思います。
          ここ数年の/.Jのコメントで、一番「おお!マジ頭いいな!Σ(゜д゜ ) …あり?(゜д゜ )?」と思ったです、これ。

          # しかし、1000mlの液体水素を反応させても、600mlちょいの水しか生成しないという事実。
      • wccf2006 (30137) : 2006年11月06日 12時47分 (#1052266)
        そこで燃料電池搭載自動車の登場ですよ。
        改質装置を使って水素を生成するより、直接水素を供給した方が効率的だと思うし、各地の水素ステーションに供給するようにすれば、需要はまかなえるけど。
  • Anonymous Coward : 2006年11月06日 12時16分 (#1052235)
    液体窒素が抜けて温度が上昇したり、臨界電流を越えたり、あるいは超伝導線に欠陥があった場合、クエンチが発生して一気に超伝導状態が崩壊し、電流が熱に変換されて爆発しちゃいそうな気がするんですが…。

    MRIの磁気コイルみたいに磁場を溜めてるわけじゃないから、爆発はしないのかな。

    クエンチの兆候を検知してシャットダウンする安全装置とかあるんだと思いますが、自律的な安定性が無いと、全面的に置換するには怖い気がしますね。

    #関係ないけど、超伝導線って温度も超伝導?
    #リングワールドで、超高温超伝導線使って熱移送してるシーンがあった…。
    • imaic (31975) : 2006年11月06日 13時05分 (#1052286) 日記
      >#関係ないけど、超伝導線って温度も超伝導?
      ヘリウムでは超流動時に熱の伝導性も非常に高くなるとのこと。
      したがってヘリウム冷却ではクエンチが起き易くなる。

      別コメントにもあるが高温超伝導の物質は大体セラミックス
      なので、金属の超伝導(ヘリウム冷却)とは違って線材自体
      が断熱材といっていいんじゃないかな?
      • marupeke (6599) : 2006年11月06日 21時24分 (#1052517) 日記

        元記事の質問は最初読んだ時「?」でしたけど、やっと意味が分かりました。

        超伝導状態にある電子は「電気」は伝えますが「熱」は伝えません。なので局所的に超伝導が破れた状態が発生すると、はやくそこで発生した熱を持ち去ってやらないと、全体がいっぺんに超伝導から常伝導へと変わってしまいます。これを「クエンチ」と言います。

        熱を持ち去る方法としては別コメントにあるように、銅などの常伝導金属でくるんでマルチフィラメント化したり、液体ヘリウムや液体窒素などの冷媒を使うのが一般的です。

        冷媒では線材表面で沸騰による泡が生じてこの部分での熱伝導が悪くなってしまいます。一方で超流動ヘリウムでは沸騰による泡が生じないので、熱を持ち去る能力としてはよりよいということになります。超流動ヘリウムの熱伝導がいいから泡が生じないというべきかも知れません。

        銅酸化物高温超伝導体はセラミックスといえど、臨界温度以上で金属は金属です。熱をよく伝えます。( 以下、蛇足)ただし、この金属状態を銅酸化物高温超伝導の出現以前から私達が知っていた金属と同じものと考えてよいのか、ということは今まさにエライ先生たちが頭を悩ましている問題です。

    • 3個のコメント が現在のしきい値以下です。
  • 送電ロスは5%に上りますが、それは熱になります。鉄塔で送電すれば空冷されますが、共同溝や洞道で送電すれば、マンホールに熱がこもります。今回のアルバニープロジェクトもトンネルの中の送電線の発熱をクリアする一方法としての超伝導という側面があります。発熱を冷却するより、発熱させない様に超伝導にして液体窒素を作った方が安いのか?冷却効率の十分な太いマンホールを新たに掘削することを含めたライフサイクルコストを計算してみる。そう云う所から発展して行きます。電線の無い丸の内や霞ヶ関がPCやサーバーで電力消費量を伸ばしたとき、従来の配電方法から超伝導に切り替える動機づけが、サーバーと同じ「発熱」の問題から生じるのです。
  • TarZ (28055) : 2006年11月06日 9時55分 (#1052130) 日記
    全長350m、電圧34.5kV、電流値800A
    この電圧ってどういう意味を持つ値なのでしょう? 教えて!大きい電気関係に詳しい人
    • Re:超電導なのに (スコア:5, 参考になる)

      AcDcPwr (32146) : 2006年11月06日 10時56分 (#1052174)
      リンク先を見ると、この実験は実際に使用している送電線の一部区間だけ超伝導線に変えて行っているので
      単純に元からの送電電圧が34.5kVなんでしょう。

      電力=電圧×電流×√3(√3は三相交流の場合)
      なので、電圧が高い分だけ電流が小さくなります。
      電流が小さい=送電線を細く出来るので発電所、変電所からの送電は超高電圧とするのが一般的です。

      34.5kV(kはキロで10^3)については、国の事情によって採用される電圧が違うので、アメリカはこの電圧を使用しているからだと思います。
      ちなみに日本なら
      100→200→6,600→22,000→(33,000)→66,000→154,000→275,000→500,000
      の電圧で送電してます。

      この超伝導送電線の目的は、銅を超伝導状態(電気抵抗が無い状態)にして、
      送電線自体での電気抵抗でのロスを無くそうというのが目的のようなので、
      送電する電圧は特に意味は無いとおもいます。

      もちろん、家庭用の100Vとかでこんなケーブル使ったら、確実に赤字なうえ、非常に危険だから、送電線での実験なんだと思いますけど。
  • AC or DC ? (スコア:2, 興味深い)

    Anonymous Coward : 2006年11月06日 9時56分 (#1052132)
    専門外なものでウロ覚えなのですが,超伝導って臨界磁場ってありましたよね。
    AC送電は,この磁場のカラミでなかなか難しい点があると聞いたことがあります.
    DC送電になると,今度は非常時の線の切断が困難になるとも.
    今回のケースの場合はどういう形式なのでしょうね?
    • Re:AC or DC ? (スコア:3, 参考になる)

      AcDcPwr (32146) : 2006年11月06日 11時18分 (#1052192)
      リンク先を見ると普通の3相交流方式のようです。

      DC送電の問題点は、何はともあれ変圧が大変ってことですね。

      エジソンは当初DC送電の会社作りましたけど変圧出来なかったので、
      AC送電を行ったウエスチングハウス社やトムソン・ハウス社に負けました。

      超伝導の臨海磁場については専門外なので識者の意見を求む(^^;;
    • Re:AC or DC ? (スコア:2, 参考になる)

      Anonymous Coward : 2006年11月06日 10時19分 (#1052144)
      臨界磁場もありますし臨界電流もありますよ。
      それぞれの値が大きい素材を探すことも開発に含まれます。
      でもこれらの値が高くてなおかつ線材に加工しやすいもの、柔軟なもの
      となると探すのが難しくなってきます。
  • Sumitomo Electric Industries, Ltd.の英文サイトがS-JISなのにはワロタ。

    #オフトピだけど、アレゲってことで勘弁してちょ。
  • macintrash (30773) : 2006年11月06日 21時24分 (#1052515)
    こちらにも、両派がいるようですね。

    大学ではSuper-conductivityだから超-伝導と習いました。
    前にいた会社は何でも自社用語にしていましたので、"超""電"気伝"導"だから超電導といっていました。

    個人的には"超伝導"を支持します。

    ちなみにgoogleの支持率は 超伝導 895,00 [google.co.jp]対超電導 397,000 [google.co.jp]
    Wikipediaは"超伝導"派のようですね。

    #超伝道や超殿堂はなしだ!
  • Re:今度こそ (スコア:2, 興味深い)

    335 (4199) <335@excite.co.jp> : 2006年11月06日 15時13分 (#1052370) 日記
    超電導で電力線通信をすると、インピーダンスが絶対的に小さいので周波数的にはかなり上
    をめざせるはず。伝送路としては100GHz〜10THzくらいまで限界が上がるのし、スイッチング
    素子もそのくらいで動作できるので、次世代の光通信とも肉薄できるかもしれない。
    太い光ファイバーを敷設するかわりに超電導電線、、とか
  • 3個のコメント が現在のしきい値以下です。