Energía

Los superconductores suponen una gran promesa para combatir el problema de la demanda energética: nos pueden permitir generar, conducir y almacenar la electricidad de forma más eficiente.

Una forma de generar energía es convertir energía mecánica en eléctrica, como en los generadores eólicos e hidráulicos. El uso de imanes producidos por bobinas superconductoras en estos generadores disminuye su peso y dimensiones, así como las pérdidas mecánicas en la producción de energías alternativas. Además el uso de generadores superconductores disminuye la dependencia en las escasas tierras raras que componen los imanes convencionales.

La energía eólica es una de las grandes promesas de energía verde debido a que es una energía limpia, renovable y abundante. España es la segunda potencia mundial detrás de Alemania y seguido de Estados Unidos. En los últimos años ha aumentado muchísimo su producción. China está haciendo una enorme inversión en este sector.
 
Actualmente se está trabajando mucho en mejorar el aerogenerador que transforma la energía cinética del viento en energía eléctrica y minimizar el problema de la intermitencia del viento. Se busca conseguir una mayor eficiencia y potencia. Hasta ahora se ha conseguido aumentar la potencia haciendo molinos cada vez mayores (tienen aproximadamente 114m de altura y el tamaño de las aspas es de 62m) haciendo que el manejo de esta infraestructura sea complejo. Asímismo se ha logrado mayor eficiencia con el uso de generadores de imanes permanentes. El inconveniente de estos generadores es que su peso es aproximadamente 180 toneladas. Además estos imanes se hacen con tierras raras, cada vez más escasas, y cuyo monopolio (97% de la producción) lo posee China. Por otro lado el viento es más estable en el mar y para la construcción de parques eólicos en el mar es crucial la reducción del tamaño.
 
Los aerogeneradores superconductores han surgido como una propuesta muy prometedora para solventar estos problemas. Por debajo de una temperatura crítica los materiales superconductores no presentan resistencia eléctrica y tienen capacidad para transportar grandes densidades de corriente. Estas propiedades son idóneas para la generación de campos magnéticos y su uso en motores y generadores. La baja temperatura crítica de gran parte de los superconductores precisa refrigerar con helio líquido, muy costoso para aplicaciones a gran escala. Hace 25 años se descubrieron materiales que son superconductores a una temperatura superior a la de la ebullición del nitrógeno líquido, reduciendo notablemente el coste del sistema de refrigeración criogénico.
 
El aerogenerador superconductor es un 75% más ligero y un 50% más pequeño. Esto se debe a que una vez cargados la corriente no se deteriora con lo que se elimina el peso adicional de los cargadores. Un molino de viento superconductor equivaldría a entre 3 y 6 molinos de viento convencionales. El aerogenerador superconductor presenta además un bajo nivel de ruido.
 
Por todo esto los aerogeneradores superconductores son una posibilidad muy atractiva para mejorar la optimización de la energía eólica, la potencia, y minimizar la contaminación acústica y visual y la dependencia de las escasas tierras raras necesarias para el aerogenerador convencional. El departamento de energía de los Estados Unidos ha invertido millones de dólares en el desarrollo de la nueva generación de los aerogeneradores superconductores. Uno de los aspectos claves en la investigación actual se centra en producir cables de estos superconductores de alta temperatura de gran eficiencia a precios competitivos. Hay varias compañías actualmente trabajando en el desarrollo de estos aerogeneradores superconductores tales como American Superconductors, Nexans y Sumitomo. China se ha convertido en el consumidor más importante de estos aerogeneradores.
 
La conducción de electricidad por cables superconductores es mucho más eficiente que la realizada por cables convencionales, ya que se evita la pérdida de energía por calor.El paso de altas densidades de corriente por bobinas de hilo superconductor se puede utilizar para crear campos magnéticos intensos que se pueden mantener sin gasto energético. De esta forma, los superconductores también se pueden utilizar para almacenar energía.