DE3886306T2

DE3886306T2 - Verfahren zur Entnahme und Speicherung elektrischer Energie.

Info

Publication number: DE3886306T2
Application number: DE88113716T
Authority: DE
Inventors: Masashi Kiguchi; Yoshimasa Murayama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-08-24
Filing date: 1988-08-23
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2008-08-24
Also published as: JPS6451679A; EP0304874A3; EP0304874B1; JP2670052B2; EP0304874A2; US4967141A; DE3886306D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entnehmen und Speichern von Energie zur Verwendung in einem elektrischen Leistungsspeicher unter Verwendung eines Supraleiters, und spezieller ein Verfahren zum Entnehmen und Speichern von Energie, das dazu geeignet ist, die Energie in einem großen Stromspeicherring zu steuern.
Herkömmlich wurde ein Verfahren zum Entnehmen von in einer supraleitenden Spule gespeicherter Energie diskutiert, nämlich das in "Introduction to Superconductive Energy" von Masayoshi Masuda et al, Ohm-sha, Edit. 1, Vol. 1, Seite 186 beschriebe.
Die bekannte herkömmliche Technik berücksichtigt jedoch den Anschluß eines Schaltkreises an die supraleitende Spule nicht. Der Anschluß des Schaltkreises wird von einer Stromänderung begleitet, was eine Entladung der in der supraleitenden Spule gespeicherten Magnetfeldenergie hervorruft. Ein Thyristor wird möglicherweise durch einen Stromstoß verschlechtert und, im Extrem, zerstört. Ferner ist es schwierig, einen Teil der gespeicherten Energie mit so kleiner Menge zu entnehmen wie erforderlich. Das Ausgeben einer riesigen Energie ist gefährlich und in der Verwendung schwierig.
Die herkömmliche Technik berücksichtigt auch nicht die stabile Einspeicherung von Energie in der supraleitenden Spule.
Ein Verfahren zum Entnehmen von Energie in einein supraleitenden Ring oder einer supraleitenden Spule, oder zum Einspeichern von Energie darin, gemäß dem ersten Teil von Anspruch 1 ist aus US-A-4,414,461 bekannt. Ein in diesem Dokument offenbartes System verwendet einen Schalter, wie er in US-A-3,956,727 beschrieben ist, um Energie in einem supraleitenden Ring oder einer supraleitenden Spule abzuspeichern, wobei der Schalter so aufgebaut ist, daß er das Umschalten zwischen dem supraleitenden und dem normalen Zustand erlaubt.
FR-A-2 109 106 offenbart ein induktives Verfahren zum Entnehmen von in einer supraleitenden Spule gespeicherter Energie, wobei eine Magnetflußänderung in der Spule durch eine Sekundärspule erfaßt wird.
Physikalische Eigenschaften in Verbindung mit der Zerstörung von Supraleitfähigkeit durch einen gepulsten Laser sind in Phys. Rev., B, Vol. 4, No. 7, Seiten 2189-2196 beschrieben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum stabilen Abspeichern von Energie in einem supraleitenden Ring oder einer supraleitenden Spule, und zum stabilen Entnehmen von Energie aus diesen, anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 definierte Verfahren gelöst.
Die Einstrahlung eines gepulsten Lichtstrahls kann ausreichen, vorausgesetzt, daß der Lichtstrahl mindestens eine Wellenlänge aufweist, die der Minimalenergie entspricht, die dazu erforderlich ist, Cooper-Paare zu zerstören, die im supraleitenden Ring vorhanden sind, und sie in Quasiteilchen umzuwandeln.
Wenn Cooper-Paare, die für Supraleitung verantwortlich sind, durch einen Lichtstrahl angeregt werden, der über eine Energie verfügt, die größer als die im Leitungsband vorhandene Energielücke ist, werden sie ungepaart und wandeln sich in Quasiteilchen um. Die Quasiteilchen nehmen nicht an der Supraleitfähigkeit teil. Die Energielücke entspricht ungefähr der kritischen Temperatur, und nahe bei der Temperatur flüssigen Stickstoffs entspricht sie einer Energie eines Strahls im fernen Infrarot. Demgemäß kann der supraleitende Zustand durch Einstrahlen eines Lichtstrahls zerstört werden, der eine höhere Energie als diejenige eines Strahls im fernen Infrarot aufweist, und bei dem es sich um einen Strahl handelt, dessen Bereich z.B. vom nahen Infrarot bis ins Ultraviolette geht. Wenn die Einstrahlung des Lichtstrahls beendet wird, paaren sich die angeregten Quasiteilchen erneut und der supraleitende Zustand wird wieder erreicht.
Bei einer Alternative kann der supraleitende Zustand nur für eine kurze Zeitspanne zerstört werden, wenn die Temperatur des Supraleiters, die durch die Einstrahlung eines Lichtstrahls über die kritische Temperatur erhöht wurde, innerhalb einer kurzen Zeitspanne unter die kritische Temperatur fällt, wenn die Einstrahlung des Lichtstrahls beendet wird. Nachdem die Einstrahlung des Lichtstrahls beendet ist, fällt die Temperatur mit einer Geschwindigkeit ab, die von Faktoren wie dem thermischen Widerstand, der thermischen Kapazität und der Umgebungstemperatur abhängt. Da der Supraleiter thermisch nichtleitend ist, kann die Temperaturabfallgeschwindigkeit dadurch gefördert werden, daß eine Wärmesenke in einem Bereich bereitgestellt wird, in dem der Lichtstrahl eingestrahlt wird. Dies unterdrückt ein Ausweiten der Wärme über die Gesamtheit des supraleitenden Rings oder der Spule und erlaubt örtliche Zerstörung der Supraleitung. Da der Abschnitt, in dem die Supraleitung zerstört wird, widerstandsbehaftet wird, wird in diesem Abschnitt Wärme erzeugt. Wenn die in diesem Abschnitt erzeugte Wärme bewirkt, daß die Temperatur über die kritische Temperatur ansteigt, kann der supraleitende Zustand selbst dann nicht wieder erreicht werden, wenn die Einstrahlung des Lichtstrahls beendet wird. Dieser Nachteil kann dadurch vermieden werden, daß die Impulsdauer des eingestrahlten Lichtstrahls verkürzt wird und, falls erforderlich, zusätzlich die Wärmesenke verwendet wird.
In einem Abschnitt oder Abschnitten des supraleitenden Rings oder der Spule, in dem die Supraleitfähigkeit auf die obige Weise zerstört wird, eine Spannung auf und die Spannung wird durch einen impulsförmigen Strom entnommen, der durch Zuleitungsdrähte fließt. Als Zuleitungsdrähte können normale elektrische Drähte oder Supraleiter verwendet werden. Wenn die Impedanz des Entnahmekreises kleiner als diejenige des beleuchteten Abschnitts ist, kann der Wirkungsgrad des Entnehmens von Energie entsprechend hoch sein. Bei einer Alternative wird unter Ausnutzung der Tatsache, daß ein Teil eines in den supraleitenden Ring eingegrenzten Magnetfelds zur Außenseite des Rings entweicht, wenn die Supraleitfähigkeit für eine kurze Zeitspanne zerstört wird, eine Spule oder ein Solenoid im Magnetfeld, das sich mit dem teilweisen Entweichen ändert, angeordnet wird, um eine elektromotorische Kraft zu erhalten, die in der Spule oder dem Solenoid induziert wird. Diese Spule oder das Solenoid kann aus normalem elektrischem Draht als Ersatz für einen Supraleiter bestehen. Durch Anordnen der Spule oder des Solenoids innerhalb des supraleitenden Rings oder der supraleitenden Spule kann der magnetische Fluß wirkungsvoll genutzt werden. Der Durchmesser, die Windungsanzahl und die Länge jeder Spule oder jedes Solenoids sowie des supraleitenden Rings oder der supraleitenden Spule können so ausgelegt werden, daß Anpassung an die Last im Sekundärkreis unter Berücksichtigung der Selbstinduktion und der Gegeninduktion besteht. Wenn z.B. der supraleitende Ring einen Radius a und das Solenoid eine Länge von 21 haben und eine Querschnittsfläche von s und n Wicklungen pro Einheitslänge innerhalb des supraleitenden Rings in zentrierter Beziehung zu diesem angeordnet wird, ist die im Solenoid induzierte elektromotorische Kraft die folgende:
e&sub1;&sub2; = - L&sub1;&sub1; (dI&sub1;/dt) - L&sub1;&sub2; (dI&sub2;/dt),
wobei I&sub1; der durch das Solenoid fließende Strom ist, I&sub2; der durch den supraleitenden Ring fließende Strom ist, L&sub1;&sub1; die Selbstinduktivität des Solenoids ist und L&sub1;&sub2; die Gegeninduktivität ist. Die Selbstinduktivität L&sub1;&sub1; und die Gegeninduktivität L&sub1;&sub2; sind wie folgt gegeben:
L&sub1;&sub1; = 2uon²ls
L&sub1;&sub2; = uosnl / [a² + 1²,]
wobei s < a ist und uo die magnetische Permeabilität im Vakuum repräsentiert. So wird die elektromotorische Kraft e&sub1;&sub2; durch Berücksichtigung der Änderungsgesschwindigkeit von I&sub2; und der Impedanz des Schaltkreises bestimmt, durch die I&sub1; fließt. Die Werte von n, l, s und a werden so ausgewählt, daß e&sub1;&sub2; maximiert ist.
Die Änderung des Magnetflusses kann auch dazu verwendet werden, Energie auf die unten beschriebene Weise zu entnehmen.
Ein magnetisches Abschirmteil, das den supraleitenden Ring oder die Spule seitlich umgibt, ist teilweise beschnitten, um einen Spalt zu bilden, durch den der Magnetfluß aus dem supraleitenden Ring zur Außenseite des Abschirmteils entweicht. Der entweichende Magnetfluß durchdringt eine Spule oder ein Solenoid, die, bzw. das, im Spalt angeordent ist, um eine elektromotorische Kraft in der Spule oder im Solenoid zu erzeugen. Das magnetische Abschirmelement wirkt so, daß es das entweichende Magnetfeld wirkungsvoll zur Spule oder zum Solenoid führt. Das magnetische Abschirmteil kann aus Permalloy bestehen, wie es auf diesem technischen Gebiet üblich ist, jedoch kann angesichts der Tatsache, daß Permalloy wenig wirkungsvoll zum Abschirmen eines Hochfrequenz- Magnetfelds wie in einer supraleitenden Spule ist, das magnetische Abschirmteil vorzugsweise aus einem Supraleiter gebildet sein.
Der so entnommene Strom ist ein impulsförmiger Strom, der durch einen Impulsintegrator, einen Einweggleichrichter, einen Zweiweggleichrichter oder dergleichen in einen Gleichstrom umgewandelt wird, was im Stand der Technik wohlbekannt ist.
Die Rate, mit der Energie entnommen wird, kann durch Ändern der Zeit gesteuert werden, in der der supraleitende Zustand zerstört ist. Zu diesem Zweck kann die Impulsbreite des eingestrahlten Lichtstrahls geändert werden, oder alternativ kann die Wiederholfrequenz des gepulsten Lichtstrahls geändert werden. Das Einstellen der Wiederholfreguenz kann einfach gesteuert werden, da sich der Temperaturanstieg nicht mit jedem Impuls ändert. Es können jedoch auch die beiden Betriebsweisen in Kombination zur Steuerung verwendet werden. Ferner kann die gleichgerichtete Spannung oder der gleichgerichtete Strom überwacht und zur Rückkopplung für die Impulsbreite des eingestrahlten Lichtstrahls oder die Wiederholfrequenz verwendet werden, um dadurch eine stabilisierte Spannungsversorgung aufzubauen.
Da der Abschnitt, in dem der supraleitende Zustand unter Einstrahlung des Lichtstrahls zerstört wird, widerstandsbehaftet wird, wird Energie verbraucht und geht in Form Joule'scher Wärme verloren. Dieser Verlust kann dadurch minimiert werden, daß ein Umgehungskreis geringerer Impedanz als derjenigen, die der verwendete supraleitende Ring oder die Spule im normal leitenden Zustand aufweist, parallel zum widerstandsbehafteten Abschnitt geschaltet wird. Durch diesen Kreis fließt im supraleitenden Zustand kein Strom, jedoch fließt ein Strom durch diesen Umgehungskreis, wenn die Supraleitfähigkeit zerstört ist, was zu minimalem Verlust in der niedrigen Impedanz des Umgehungskreises führt. Der Umgehungskreis kann durch lediglich einen Widerstand geringen Widerstandswerts oder einen Kondensator gebildet werden, der für den Impuls geringe Impedanz darstellt. Alternativ können der Widerstand mit geringem Widerstandswert und der Kondensator gemeinsam verwendet werden. Das Vorsehen des Umgehungskreises ist insbesondere in dem Fall von Wirkung, in dem Energie vom Mittel des Magnetfelds entnommen wird.
Ein Weg zum Speichern von Energie im supraleitenden Ring oder der Spule ist z.B. der folgende:
Während der supraleitende Ring durch einen Lichtstrahl beleuchtet wird, wird ein Strom unter dem Einfluß der Gegeninduktivität mit der Solenoidspule durch den Ring geleitet. Wenn die Einstrahlung des Lichtstrahls anschließend beendet wird, wird der Ring in den supraleitenden Zustand überführt. Daher ist der Magnetfluß in den Ring eingegrenzt und es fließt ein Dauerstrom zum Speichern von Energie.
Typischerweise kann die Erfindung einen supraleitenden Ring oder eine Spule oder ein magnetisches Abschirmteil unter Verwendung eines Supraleiters verwenden, der aus einem supraleitenden Material mit einer Perovskitstruktur mit Sauerstoffmangel besteht, wie sie durch die allgemeine chemische Formel (RE)&sub1;M&sub2;Cu&sub3;07-z wiedergegeben wird, oder mit einer K&sub2;NiF&sub4; -Struktur. In der allgemeinen chemischen Formel repräsentiert RE eines der Elemente La, Y, Sr, Yb, Lu, Tm, Dy, Sc, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho oder Er, und M repräsentiert eines der Elemente Ba, Sr, Ca oder K.
Außer einem supraleitenden Material der obigen Struktur kann auch ein supraleitendes Material mit einem Metall wie Al, Zn, Ga, Cd, In, Sn, Hg, Tl, Pb, Ti, V, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Th, Pa oder U, eine Legierung wie Nb-Ti oder Pb-Ag oder eine Verbindung wie Nb&sub3;Sn, MoN, Nb&sub3;Si, Nb&sub3;Ga, Nb&sub3;Ge oder Nb&sub3; (Al0,8, Ge0,2)verwendet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren zum direkten Entnehmen von Strom gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 2 und 3 sind schematische Darstellungen, die Verfahren zum Entnehmen von Strom mittels eines Magnetfelds gemäß anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung veranschaulichen.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die Verfahren zum Einspeichern und Entnehmen von Energie vom Mittel eines Magnetfelds gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Ausführungsbeispiel 1

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Ausgangslichtstrahl eines Impulslasers 2 durch ein optisches System 3 auf einen Abschnitt eines supraleitenden Rings 1 gebündelt, durch den ein Dauerstrom fließt. Eine Wärmesenke 12 ist nahe beim beleuchteten Abschnitt angeordnet. Zuleitungsdrähte 6, die sich von entgegengesetzten Enden des beleuchteten Abschnitt aus erstrecken, sind über einen Gleichrichter 4 an einen Ausgangsanschluß 5 angeschlossen. Ein modengekoppelter Nd³&spplus;: YAG-Laser wird als Impulslaser 2 verwendet, und der gepulste Ausgangslichtstrahl weist eine Impulsbreite von 100ps und eine Wiederholfrequenz von 82MHz auf. Die Lichtquelle kann auch Sonnenstrahlen, verschiedene Arten von Lampen wie eine Xenonlampe, Glühlampen oder Quecksilberdampflampen oder verschiedene Arten von Lasern beinhalten, wie einen Ar-, Kr-, He-Ne-, N&sub2;-, Excimer-, Nd: Glas-, CO&sub2;-, CO-, Farbzentren-, Metalldampf-, Farbstoffoder Halbleiterlaser. Ferner können auch Erzeugung der zweiten Harmonischen, der dritten Harmonischen oder der vierten Harmonischen der oben aufgelisteten Laser verwendet werden. Diese Laser können bodengekoppelt oder Q-geschaltet sein. Insbesondere sind Halbleiterlaser einfach handhabbar, wenn sie direkt mit einem Impulsstrom betrieben werden, und sie werden vorzugsweise verwendet. Ein kontinuierlich oszillierender Laser kann mit einem mechanischen Verschluß, einem optischen Verschluß unter Verwendung einer elektrooptischen oder einer akustooptischen Vorrichtung oder mit einem optischen Schalter versehen sein, um einen gepulsten Lichtstrahl zu erzeugen. Der Laserimpulszug kann mit einer Frequenz zerhackt werden, die kleiner als die Wiederholfrequenz des Lasers ist, und zwar durch Verwenden eines Verschlusses, um die Energieentnahmerate zu steuern. Unter der Einstrahlung des gepulsten Lichtstrahls wird der supraleitende Zustand sofort zerstört und Strom kann durch die zuleitungsdrähte 6 entnommen werden. Der Strom wird durch einen einfachen Gleichrichter gleichgerichtet, der aus einer Diode und einem Kondensator besteht, um eine Gleichspannung am Ausgangsanschluß 5 auszugeben.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Lichtstrahl durch eine Linse gebündelt, jedoch wird er bei manchen Anwendungen vorzugsweise direkt eingestrahlt, oder er wird umgekehrt zur Einstrahlung aufgeweitet, um einen Temperaturanstieg aufgrund eines eingestrahlten Lichtstrahls einzustellen oder zu unterdrücken, der die Supraleitung unterdrücken könnte.
Der beim Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendete Supraleiter ist ein Oxidsupraleiter aus Y-Ba-Cu-O mit einer kritischen Temperatur von 90K, der in einen Kryostat gesetzt ist, um auf 77K gehalten zu werden.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Strukturmäßig stimmt dieses Ausführungsbeispiel mit dem Ausführungsbeispiel 1 mit der Ausnahme überein, daß ein ringförmiges Solenoid 7, das die Zuleitungsdrähte ersetzt, um den supraleitenden Ring 1 gewickelt ist. Wenn sich der durch den supraleitenden Ring 1 fließende Strom unter der Einstrahlung eines Lichtstrahls ändert, ändert sich auch das dem Strom zugeordnete Magnetfeld, um eine elektromotorische Kraft in dem wie dargestellt angeordneten Solenoid zu erzeugen. Da die Spannungspolaritäten an den entgegengesetzten Enden des Solenoids dauernd wechseln, ist die Verwendung eines Zweiweggleichrichters wirkungsvoll. Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel ein einzelnes Solenoid angeordnet ist, können mehrere Solenoide vorhanden sein.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 3 zeigt noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein magnetisches Abschirmteil 9 aus einem Supraleiter umgibt den supraleitenden Ring seitlich, und es ist teilweise beschnitten, um einen Spalt zu bilden, in dem ein Solenoid 8 angeordnet ist. Mit Ausnahme des vorstehenden ist dieses Ausführungsbeispiel aufbaumäßig mit dem Ausführungsbeispiel 1 identisch. Zum Vereinfachen der Darstellung sind der supraleitende Ring 1 und das supraleitende, magnetische Abschirmteil 9 so dargestellt, daß sie ein großes Durchmesserverhältnis aufweisen, jedoch ist es in der Praxis bevorzugt, daß das Durchmesserverhältnis ungefähr eins ist. Bei diesem Aufbau kann sich der Magnetfluß Φ, der in den supraleitenden Ring 1 eingegrenzt ist, um das magnetische Abschirmteil 9 winden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn die supraleitfähigkeit durch die Einstrahlung eines Lichtstrahls zerstört wird, entweicht magnetischer Fluß aus dem supraleitenden Ring und wegen des Vorhandenseins des magnetischen Abschirmteils 9 kann der Magnetfluß unter Einwirkung des Meissner-Eftekts durch den Spalt hindurchtreten. Im Ergebnis durchdringt der magnetische Fluß wirkungsvoll das solenoid 8 oder die Spule, das, bzw. die, im Spalt angeordnet ist, um einen Strom im solenoid zu induzieren, und der Strom wird gleichgerichtet und entnommen. Anstatt eines einzelnen Solenoids können mehrere Solenoide entlang des Spalts anqeordent sein.

Ausführungsbeispiel 4

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein Solenoid 10 ist innerhalb des supraleitenden Rings 1 in zentrierter Beziehung zu diesem angeordnet. Eine Wärmesenke 12 ist im Einstrahlungsabschnitt angeordnet, und ein Widerstand 13 ist parallel zum Einstrahlungsabschnitt angeschlossen. Mit Ausnahme des vorstehenden stimmt dieses Ausführungsbeispiel aufbaumäßig identisch mit dem Ausführungsbeispiel 1 überein.
Unter der Einstrahlung eines Lichtstrahls wird der supraleitende Zustand im Abschnitt des supraleitenden Rings 1 zerstört, in den der Lichtstrahl eingestrahlt wird, und der auf dem Ring eingegrenzte Magnetfluß entweicht durch den Abschnitt, der sich nun im normal leitenden Zustand befindet, was bewirkt, daß sich der das Solenoid 10 durchdringende Magnetfluß ändert, um eine elektromotorische Kraft zu erzeugen, die als Energie entnommen wird.
Das supraleitende Material aus Y-Ba-Cu-O weist im normal leitenden Zustand einen spezifischen Widerstand von etwa 10&supmin;²Xcm auf. Wenn der Ring eine Querschnittsfläche von 10&supmin;² cm² und der Einstrahlungsbereich eine Länge von 10&supmin;¹cm aufweisen, wird der Widerstand des Einstrahlungsabschnitts auf etwa 10&supmin;¹X geschätzt. Unter dieser Bedingung kann dann, wenn 10 Widerstände 13 mit jeweils einem Widerstandswert von 0,1 X parallel zum Einstrahlungsabschnitt geschaltet werden, ein sich ergebender Widerstandswert von 0,01X über den Einstrahlungsabschnitt erhalten werden. Der Parallelanschluß von 10 Widerständen ist wirkungsvoll, um den Leistungsverbrauch pro Widerstand zu verringern und die Belastung jedes Widerstands zu lindern. Auf diese Weise kann der Energieverlust auf weniger als etwa 1/10 im Vergleich zu demjenigen Fall verringert werden, in dem kein Parallelanschluß an Widerständen errichtet wird. Der Widerstand kann durch einen Kondensator kleiner Kapazität ersetzt werden.
Eine Rückkopplungsschaltung 11 koppelt einen Teil des Ausgangssignals zurück, um die Bereite des Laserimpuls' oder die Wiederholfrequenz der Laserschwingung zu steuern, um dadurch zu gewährleisten, daß die Energieentnahmerate zum Stabilisieren der Ausgangsleistung eingestellt werden kann. Ein modengekoppelter Laser, dessen Wiederholfrequenz schwer zu ändern ist, ist für Rückkopplung ungeeignet, und als Impulslaser 2 wird vorzugsweise ein GaAlAs-Halbleiterlaser verwendet, der mit Stromimpulsen betrieben wird.
Wenn die Supraleitfähigkeit unter dem Einfluß des Temperaturanstieges aufgrund der Einstrahlung des Lichtstrahls erhöht wird, kann die Intensität des Lichts statt der Wiederholfrequenz gesteuert werden.

Ausführungsbeispiel 5

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Aufbaumäßig stimmt dieses Ausführungsbeispiel mit dem Ausführungsbeispiel 4 überein, wobei das Solenoid 10 innerhalb des supraleitenden Rings 1 ohne Energiespeicherung in zentrierter Beziehung zu diesem angeordnet ist. Unter der Einstrahlung eines Lichtstrahls wird der supraleitende Zustand im Einstrahlungsabschnitt des supraleitenden Rings 1 zerstört. Wenn ein Strom durch das Solenoid 10 geleitet wird, fließt aufgrund des Einflusses der Gegeninduktivität ein Strom durch den supraleitenden Ring 1. Der zur Einstrahlung verwendete Lichtstrahl kann eine kontinuierliche Welle sein. Wenn die Einstrahlung des Lichtstrahls anschließend beendet wird, gewinnt der supraleitende Ring den supraleitenden Zustand zurück, in dem der Magnetfluß auf den Innenraum des Rings begrenzt ist, und es fließt ein Dauerstrom zum Speichern von Energie.
Wie oben beschrieben, kann erfindungsgemäß, da im supraleitenden Ring gespeicherte Energie in kleinen Mengen entnommen werden kann, die Energie einfacher verwendet werden als dann, wenn Energie in großen Mengen entnommen wird, und sie kann selbst dann, wenn ein großer Strom gespeichert ist, sicher genutzt werden. Ferner kann das Ausgangssignal stabilisiert werden, um eine stabile Gleichspannungsversorgung zu ergeben, und das Nutzungsgebiet kann erweitert werden.

Claims

1. Verfahren zur Entnahme oder Speicherung von Energie aus bzw. in einem supraleitenden Ring oder einer supraleitenden Spule durch Bestrahlung mit einem Lichtstrahl, dessen Wellenlänge derjenigen Mindestenergie entspricht, die zur Zerstörung von in dem supraleitenden Ring bzw. der supraleitenden Spule vorliegenden Cooper-Paaren erforderlich ist, dadurch gekennzeichnete daß ein gepulster Lichtstrahl verwendet wird, dessen Pulsbreite oder Weiderholungsfrequenz durch Überrwachung der entnommenen oder zugefuhrten Energie so gesteuert wird, daß die Geschwindigkeit der Energieentnahme bzw. -speicherung zur Erzielung eines stabilen Betriebs in dem supraleitenden Ring bzw. der supraleitenden Spule gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Lichtstrahl durch ein optisches System (3) geleitet wird und mindestens einen Abschnitt des supraleitenden Ringes bzw. der supraleitenden Spule lokal bestrahlt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausgangssignal mittels eines Einweg- oder Zweiweg-Gleichrichters (4) oder eines Impulsintegrators (4) gleichgerichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Strom über normalleitende oder supraleitende Leiterdrähte (6) entnommen wird, die mit entgegengesetzten Enden eines mit dem Lichtstrahl bestrahlten Abschnitts verbunden sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine durch Zerstörung von Supraleitfähigkeit unter Bestrahlung mit dem Lichtstrahl verursachte Änderung des Magnetfelds erfaßt und mittels einer Spule oder eines Solenoids (8; 10) in elektrische Leistung umgesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Spule bzw. das Solenoid (10) innerhalb des supraleitenden Ringes angeordnet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Spule bzw. das Solenoid (8) in einem Spalt angeordnet wird, der durch teilweises Beschneiden eines den supraleitenden Ring bzw. die supraleitende Spule umgebenden magnetischen Abschirmelements (9) gebildet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nahe dem mit dem Lichtstrahl bestrahlten Abschnitt des supraleitenden Ringes bzw. der supraleitenden Spule eine Wärmesenke (12) angeordnet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zu dem mit dem Lichtstrahl bestrahlten Abschnitt des supraleitenden Ringes bzw. der supraleitenden Spule ein Schaltkreis (13) parallelgeschaltet wird, dessen lmpedanz niedriger ist als diejenige, die der supraleitende Ring bzw. die supraleitende Spule beim Übergang in den normalleitenden Zustand annimmt.