¿Qué tan grande sería un dispositivo de almacenamiento de energía magnética superconductora si transportara de manera segura 100 kilovatios-hora de energía?

Answer 1

SMES funciona almacenando energía en un campo magnético.
En teoría, cuando tiene un superconductor perfecto con capacidad de corriente infinita, puede tener cualquier tamaño, siempre que la densidad de flujo magnético esté por debajo de las restricciones de Planck (o simplemente habría creado un agujero negro de la variedad Nordstrom).
En la práctica, los superconductores se apagan cuando el campo magnético generado supera un límite, la intensidad del campo crítico. El poseedor del récord con respecto a la intensidad de campo crítica es el estaño de niobio, con una intensidad de campo crítica de 24.5 Tesla, a unos pocos grados Kelvin, y una densidad de corriente máxima superior a 100,000 A por cm cuadrado.
La fórmula para almacenar energía magnética: E = LI ^ 2, en la que E es la energía en julios, L es la inductancia (Henry) e I es la corriente (amperios). Este material puede soportar alrededor de un millón de amperios (MA) antes de alcanzar la intensidad de campo crítica. El almacenamiento requerido es de 100 kWh es igual a 360 MJ, alrededor de diez litros de gasolina. E = LI ^ 2 => L = E / I ^ 2 => L = 0,36 mH. Es posible lograr esta inductancia en una instalación que no exceda los 1000 litros de tamaño.

Más información:
Busque “Análisis y optimización de un sistema Micro SMES utilizando múltiples solenoides paralelos” en Google (basura con pagos) o sci-hub, por ejemplo, sci-hub.bz.

Answer 2

La última vez que miré, la energía necesaria para crear un estado superconductor consumiría las 100 kW horas de energía.
Pero esa no es tu pregunta. Una respuesta teórica podría ser cualquier cosa, porque tenemos un crecimiento constante en tecnología. La fusión en frío podría usarse para crear un estado superconductor, pero ni siquiera estamos listos para eso, a pesar de nuestros mejores esfuerzos.
Para una respuesta “en este momento”, miraría la planta de “batería” de Elon Musk en Reno (?). Según recuerdo, la idea era ignorar la superconducción y usar baterías del tamaño de un colchón doble para alimentar una casa. Ese es un requisito mucho menor que 100kW horas.
Probablemente haya algo de Seguridad Nacional, patente sellada en Washington DC que tenga su respuesta y más.