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Approfondimenti relativi alle attività teoriche e sperimentali su nastri e avvolgimenti SAT per dispositivi SFCL – 2021

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Approfondimenti relativi alle attività teoriche e sperimentali su nastri e avvolgimenti SAT per dispositivi SFCL – 2021

Il presente rapporto contiene degli approfondimenti relativi alle attività svolte nel 2021 riguardanti nastri
e avvolgimenti superconduttivi ad alta temperatura (SAT). Tali attività si concentrano prevalentemente
sullo sviluppo di metodiche per la misura in condizioni criogeniche della resistenza di nastri SAT e di
materiali metallici, sulle prove in corrente continua (DC) per la valutazione della corrente critica,
sull’analisi ed elaborazione delle prove in corrente alternata (AC) per la valutazione delle perdite sui nastri
SAT a varie temperature e sulle simulazioni numeriche per l’analisi dell’impiego di nastri SAT 2G
laminati di SuNam in SFCL per la rete elettrica.

I dispositivi a superconduttore sono impiegati da molto tempo con successo in alcune applicazioni specifiche, nelle quali ormai tali dispositivi rappresentano una consolidata realtà sul mercato mondiale.
Nelle ultime decadi, a valle della scoperta dei SAT, sono state sviluppate diverse applicazioni che riguardano il trasporto di energia, che spaziano dai cavi ai limitatori della corrente di guasto, dagli SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage) alle macchine rotanti, a cui si possono associare numerosi benefici alle reti di distribuzione e trasmissione dell’energia elettrica in termini di resilienza, affidabilità, efficienza e sicurezza. Tuttavia, lo stato attuale del TRL (Technology Readiness Level) che le varie applicazioni “di potenza” hanno raggiunto in questi anni non è lo stesso per tutte, ma vede più vicine alla commercializzazione le applicazioni dei cavi e dei SFCL, che si collocano attualmente a un TRL decisamente elevato, anche se non ha ancora raggiunto la fase di commercializzazione. È per questo motivo che è ancora necessario condurre studi teorici e sperimentali su nastri ed avvolgimenti in modo da raggiungere non solo le performance attese, ma anche un elevato grado di affidabilità dei componenti e la loro sostenibilità economica. Nel 2021 RSE ha quindi proseguito le analisi di nastri e avvolgimenti SAT, svolgendo attività che hanno riguardato:
• lo sviluppo di metodiche per la misura in condizioni criogeniche della resistenza di nastri SAT e di materiali metallici basate sull’utilizzo di cryocooler;
• l’impiego di un metodo di caratterizzazione “veloce” per l’esecuzione di prove in corrente continua (DC) per la valutazione della corrente critica su nastri con caratteristiche differenti;
• l’analisi ed elaborazione di prove in corrente alternata (AC) per la valutazione delle perdite sui nastri SAT a varie temperature;
• l’applicazione di simulazioni numeriche per l’analisi dell’impiego di SFCL costruiti con nuovi nastri SAT 2G laminati a base di GdBCO del produttore SuNam nella la rete elettrica.

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