3 características de unidades de almacenamiento del tipo de tecnología magnética
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Respuesta:
Buenas, espero que no te moleste que te responda mucho, si quieres lo puedes resumir en Google, pero aaui te va ^^.
Explicación:
Las unidades de almacenamiento de energía magnética por superconducción (SMES) almacenan energía de la misma forma que lo haría un inductor convencional. Ambos, almacenan energía en el campo magnético creado por las corrientes que fluyen a través de un alambre bobinado. La principal diferencia radica en que en el SMES, una corriente directa fluye a través de un alambre superconductor; esto significa que el alambre se encuentra a temperaturas criogénicas y no muestra resistencia conductiva alguna.
El hecho que no exista resistencia óhmica en el alambre implica que no hay disipación térmica, por consiguiente, la energía puede almacenarse en el SMES virtualmente por tiempo indefinido hasta que sea requerida. Dado que la energía es almacenada como corriente circulatoria, puede extraerse de las unidades SMES con una respuesta casi instantánea siendo entregada o almacenada enperiodos que varían de fracciones de segundos a algunas horas [6].
Una unidad típica de almacenamiento de energía por superconducción consta principalmente de: la bobina superconductora, el sistema de refrigeración y la interfaz eléctrica.
3.1. Bobina superconductora
Los superconductores son capaces de transportar altos niveles de corrientes en la presencia de altos niveles de campos magnéticos a bajas temperaturas con cero resistencia al flujo de corriente eléctrica, a menos que sus valores críticos: temperatura (Tc), densidad de flujo magnético (Bc) y densidad de corriente (Ic), sean excedidos.
Los materiales que exhiben superconductividad han ido creciendo en número y variedad, pero la cantidad de superconductores utilizados en aplicaciones prácticas y comerciales todavía es limitada, siendo la aleación de Niobio-Titanio (NbTi) la más utilizada en aplicaciones a altos niveles de potencia [5]. En la Tabla 1 podemos ver una lista de superconductores con sus valores críticos de temperatura, densidad magnética y su densidad energética (Wm). Dado que la densidad de campo magnético en materiales
ferromagnéticos no sobrepasa los 3 Teslas, las bobinas utilizadas para
almacenar energía magnética por superconducción son usualmente colocadas en aire o al vacío con permeabilidad µ=μo=4x10-7 [H/m]. Para obtener altos valores de energía (Wm) con una corriente (i) limitada por el superconductor utilizado es necesario incrementar la inductancia; lo cual se puede hacer utilizando la geometría adecuada. Existen tres configuraciones en el diseño de SMES:
Solenoide sencillo con forma circular. Conexión en serie de solenoides coaxiales.
Toroide de forma circular, ovalado o D comprendido por una serie de espiras conectadas en series. [6]
Cabe señalar que la configuración del inductor afecta la masa total de la estructura del SMES. Inductores con configuración toroidal compuesto por espiras sencillas tienen un campo magnético externo mínimo, lo cual es ideal para no afectar a los sistemas de navegación, la salud de las personas y las líneas de transmisión, pero utilizan aproximadamente el doble de superconductor, mientras que la configuración de solenoide sencillo es superior en términos de energía almacenada por peso.
3.2. Sistema de enfriamiento
El sistema de enfriamiento de un SMES está compuesto por el refrigerador, en donde se prepara el refrigerante y el contendedor criogénico en donde reposa la bobina superconductora para ser refrigerada y aislada térmicamente del medio ambiente (ver Figura.1).
El sistema de enfriamiento utiliza normalmente Helio como refrigerante ya sea como baño de Helio o por circulación forzada. Éste remueve todo el calor que entra al contenedor criogénico y por consiguiente asegura que la temperatura del superconductor no exceda la temperatura crítica. Dado que la planta de refrigeración posee una eficiencia límite, el calor que penetra por las tuberías, los soportes mecánicos y por radiación deben ser tan bajo como sea posible; para asegurar esto, se provee de un enfriamiento intermedio llamado "escudo térmico".
La refrigeración de la obina y el aislam térmico son problemas técnicos de extrema dificultad dado a las bajas temperaturas (alrededor de 1.8 K) que se necesitan para mantener el superconductor trabajando de manera eficiente.
El refrigerador consume energía eléctrica y por consiguiente disminuye la eficiencia del SMES. Un sistema de refrigeración típico requiere aproximadamente 1.5 kW por mega watt-hora de energía almacenada.