High temperature superconductivity: challenges and perspectives for electric power applications

di Giuseppe Celentano, Andrea Augieri - ENEA, Technical Unit for Nuclear Fusion

Applications of High Temperature Superconductors (HTS) in large-scale electric devices strongly depends on the capability of making them in form of high-current wires or tapes. The advantage of using HTS materials relies on the possibility of increasing the operating temperatures above the liquid helium required for low-temperature superconductors, with relevant benefits in terms of costs, cryogenic and technological simplifications. This would bring superconductor technology closer to the ultimate desire of moving beyond the medical and scientific applications and coming into the power grid. Despite many physical and material conflicting requirements that deeply complicate the manufacturing of HTS materials as a practical conductor, technologies for the production of wires and tapes have been developed and successfully tested in demonstrations of transmission cables, motors and other electric devices. Now the challenge is the contraction of costs through both material science and manufacturing process tasks

Superconduttività ad alta temperatura: sfide e prospettive per le applicazioni elettriche

Le applicazioni dei materiali superconduttori ad alta temperatura critica (HTS) in dispositivi elettrotecnici di potenza dipendono dalla capacità di ottenere fili o nastri superconduttori per il trasporto di elevate correnti elettriche. Il vantaggio dei materiali HTS risiede nella possibilità di aumentare la temperatura di esercizio al di sopra di quella dell’elio liquido, necessaria per i superconduttori a bassa temperatura, con notevoli vantaggi in termini di costi e di semplificazioni tecnologiche. Questo porterebbe la tecnologia dei superconduttori più vicina all’obiettivo finale di ampliare le proprie possibilità di applicazione, oggi limitate ai settori medicale e scientifico, e di inserirsi in quello della rete energetica. A dispetto dei vincoli che complicano la realizzazione di fili e nastri HTS, le tecnologie di produzione sviluppate stanno dando dimostrazione di successo in prototipi come cavi di trasmissione, motori ed altri dispositivi. Adesso, la sfida è la contrazione dei costi che si può ottenere affrontando sia aspetti legati alla scienza dei materiali sia al processo di produzione