La difficoltà di trasportare elettricità in maniera agevole ed a basso costo è conseguenza della resistività dei conduttori. La resistività elettrica, anche detta resistenza elettrica specifica, è l'attitudine di un materiale ad opporre resistenza al passaggio delle cariche elettriche.
Tale fenomeno è praticamente assente nei superconduttori.
I superconduttori sono particolari materiali che, se raffreddati fino a temperature molto basse, e comunque al di sotto di una specifica temperatura T, detta temperatura critica (molto prossima allo zero assoluto e caratteristica per ogni materiale), vedono duramente annullarsi la loro resistività elettrica. Si comportano come superconduttori circa trenta elementi e molte loro leghe e composti.
Di seguito si riportano alcuni materiali superconduttori con la loro temperatura critica in K. I valori sono indicativi (infatti essi variano se il materiale viene sottoposto a un campo magnetico e a seconda del trattamento termico o meccanico ricevuto).
In futuro, questo tipo di cavo superconduttore potrebbe essere installato sotto la superficie terrestre, con stazioni criogeniche periodicamente distanziate, affidandogli una capacità da 2 a 10 GW, o addirittura superiori, e con tensioni di funzionamento che potranno essere adattate per ottimizzare le prestazioni. Rispetto alle alternative, questi cavi sotterranei superconduttori fornirebbero diversi vantaggi significativi che vanno dall'efficienza, al costo, passando per la facilità di implementazione e l’impatto ambientale.
La principale caratteristica di un superconduttore è quella di non dissipare calore per effetto Joule e di consentire di trasportare corrente anche a grandi distanze senza disperdere energia, anche se resta tuttora il problema del raffreddamento del conduttore.
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| Grafico che rappresenta l’andamento della resistività di un superconduttore in funzione della temperatura assoluta. |
Recentemente l’IASS (Institute for Advanced Sustainability Studies) ed il CERN hanno iniziato la sperimentazione del primo prototipo di un cavo superconduttore in grado di trasportare 20 kA di corrente a 20 K. L’esperimento, primo nel suo genere, si è svolto nei laboratori del CERN e deve il suo successo al diboruro di magnesio (MgB2), un materiale superconduttore le cui potenzialità sono al centro della collaborazione IASS-CERN.
In futuro, questo tipo di cavo superconduttore potrebbe essere installato sotto la superficie terrestre, con stazioni criogeniche periodicamente distanziate, affidandogli una capacità da 2 a 10 GW, o addirittura superiori, e con tensioni di funzionamento che potranno essere adattate per ottimizzare le prestazioni. Rispetto alle alternative, questi cavi sotterranei superconduttori fornirebbero diversi vantaggi significativi che vanno dall'efficienza, al costo, passando per la facilità di implementazione e l’impatto ambientale.
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