Recherche d'une nouvelle configuration de bobines supraconductrices pour le stockage d'énergie^*

GREEN (Groupe de Recherches en Électronique et Électrotechnique de Nancy) – INPL (Institut National Polytechnique de Lorraine), 2 avenue de la Forêt de Haye, 54516 Vandœuvre-lès-Nancy Cedex, France

Auteur de correspondance : ntakorab@ensem.u-nancy.fr

Reçu : 8 Juillet 1997
Révisé : 7 Octobre 1997
Accepté : 10 Décembre 1997
15 Avril 1998

Résumé

Le stockage d'énergie à l'aide de bobines supraconductrices soulève généralement le problème de la pollution électromagnétique par des champs de fuite extérieurs au dispositif. Différentes configurations ont été classiquement étudiées : le solénoïde, le tore, ainsi que les solénoïdes à axes parallèles non concentriques bobinés tête-bêche, en "fagot". Nous étudions ici une nouvelle configuration de stockage qui n'engendre qu'une pollution extérieure minimale. Le système théorique de base est constitué par l'association de deux distributions sphériques de courant concentriques. L'étude analytique que nous présentons s'appuie sur la résolution de l'équation de Laplace. L'étude de ce système couvre les données suivantes : l'énergie, l'induction ainsi que les données géométriques. On étudie aussi une configuration approchée de la configuration sphérique, constituée par des bobines circulaires. Une comparaison de ce système avec les solutions connues sera apportée en conclusion.

Abstract

Energy storage using superconducting coils involves the problem of electromagnetic field pollution outside the considered system. Different configurations are widely studied: the torus, the alone solenoid and multiple parallel solenoids enclosed in one container. A new configuration which minimizes the external pollution is studied in this paper. The theoretical system is composed of two spherical distributions of the current which are concentric. The analytical study uses solution of Laplace equations. Parametric study covers energy, flux density and geometrical data. The second study concerns the numerical approach of this design using coaxial solenoids. A comparison between this new system and the known systems is presented as a conclusion.