Tytuł pozycji:
Study on impact of HTS winding configuration on energy value and magnetic field distribution in SMES
The article describes a physical model of Superconducting Magnetic Energy Storage System (SMES) built in the Laboratory of Superconducting Technology in the Electrotechnical Institute. The considered problem concerns the choice of the superconducting winding configuration, which can be responsible for the required energy value in a limited space of the strong magnetic field. Possible configurations of the windings were analysed with particular focus on the solenoid and the toroidal configuration. The results of the calculations of the magnetic field distribution and the energy accumulated in the coil for the considered shield configuration have been described. It was shown that for the tested SMES model with energy of 34 kJ at temperature 13 K, it is possible to use such magnetic field shielding configuration, which allows to limit the magnetic field zone with an intensity exceeding the limit values and energy increase by 14%.
Artykuł poświęcony jest nadprzewodnikowemu zasobnikowi energii na przykładzie modelu fizycznego zasobnika zbudowanego w Pracowni Technologii Nadprzewodnikowych Instytutu Elektrotechniki. Rozważany problem dotyczy wyboru konfiguracji uzwojenia nadprzewodnikowego, która może zapewnić wymaganą wartość energii zasobnika przy ograniczonej przestrzeni pola magnetycznego. Przeanalizowano konfiguracje uzwojeń w układzie solenoidalnym i toroidalnym. Zaproponowano metodę ekranowania pola magnetycznego badanego elektromagnesu za pomocą elementów ferromagnetycznych w kilku konfiguracjach. Przedstawiono rezultaty obliczeń metodą elementów skończonych rozkładu pola magnetycznego i gromadzonej energii w uzwojeniu dla rozpatrywanych konfiguracji ekranujących w modelu numerycznym zbudowanym w programie Flux-3D. Wykazano, że dla badanego modelu nadprzewodnikowego zasobnika o energii 34 kJ w temperaturze 13 K, możliwe jest zastosowanie konfiguracji elementów ekranujących pole magnetyczne, która pozwoli na ograniczenie strefy pola magnetycznego o natężeniu przekraczającym wartości dopuszczalne oraz zwiększenie energii zasobnika o 14%.
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).
