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Supraleiter für erneuerbare Energien

18.03.2010
ThyssenKrupp VDM und Zenergy Power erhalten Fördermittel für Forschung an innovativem Draht

Das Land Nordrhein-Westfalen fördert das Projekt "Supra Metall". Bei diesem Forschungsprojekt geht es um sogenannte Supraleiter: Materialien, die bei relativ hohen Temperaturen dem Stromfluss nahezu keinen Widerstand bieten.


Der Supraleiter-Draht mit strukturiertem Nickel-Band der ThyssenKrupp VDM kann den Weg für die neue Elektrizitätsinfrastruktur der Zukunft bereiten. Foto: Fotolia

Supraleiter-Draht kommt unter anderem in Windkraftanlagen zur Anwendung und kann den Weg für die neue Elektrizitätsinfrastruktur der Zukunft bereiten.

Die Zenergy Power GmbH, die Supraleitertechnologie für Energieversorger und die Industrie liefert, hat jetzt gemeinsam mit der ThyssenKrupp VDM, einem der weltweit führenden Hersteller von Hochleistungswerkstoffen, und drei Forschungspartnern weitere Fördermittel zur Fortsetzung von Forschungsaktivitäten im Bereich der erneuerbaren Energien erhalten. Das NRW-Ministerium für Wirtschaft und Energie unterstützt mit dem Zuschuss ein Projekt, das die Entwicklung von Techniken zur Massenerzeugung von Niedrigpreis-Supraleiterdrähten vorsieht. Diese kommen unter anderem in Windkraftanlagen zur Anwendung.

Das Land fördert das Projekt "Supra Metall", das mit insgesamt rund 1,5 Millionen Euro veranschlagt ist, mit einem Beitrag in Höhe von etwa 860.000 Euro. Im Rahmen dieser 36-monatigen Zusammenarbeit erhält Zenergy Power einen Unterauftrag der ThyssenKrupp VDM über 470.000 Euro. Die beiden industriellen Partnerunternehmen Zenergy Power und ThyssenKrupp VDM werden dabei von der RWTH Aachen, der Universität Bonn und der Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg wissenschaftlich unterstützt. Bei diesem Forschungsprojekt geht es um sogenannte Supraleiter. So werden Materialien bezeichnet, die bei relativ hohen Temperaturen dem Stromfluss nahezu keinen Widerstand bieten. Solche Supraleiter mussten früher auf minus 269 Grad Celsius gekühlt werden und schieden dadurch für viele Anwendungen aus. 1986 wurden die Hochtemperatur-Supraleiter erfunden. Bei ihnen reicht es aus, wenn sie, beispielsweise mit flüssigem Stickstoff, auf minus 196 Grad gekühlt werden. Darüber hinaus ist ihre Stromtragfähigkeit bis zu hundert Mal höher als die konventioneller Kupferleitungen. So können Maschinen, in denen sie zum Einsatz kommen, kleiner, leichter und Energie sparender gebaut werden. Neben der Leitfähigkeit muss ein solches Band mechanische Stabilität und eine lange Lebensdauer mit sich bringen. Das lässt sich erreichen, wenn es aus drei Schichten zusammengesetzt ist. Oben befindet sich der eigentliche Supraleiter, dazwischen ein Puffer und unten ein Substratband. Letzteres ist eine höchstens 0,08 Millimeter dicke Folie aus speziellem Nickel-Wolfram-Werkstoff, der von der ThyssenKrupp VDM entwickelt worden ist. Dieser Verbund ist insgesamt weniger als einen halben Millimeter dick und bis zu 20 Millimeter breit. Dieser von Zenergy Power gefertigte Supraleiter-Draht der zweiten Generation soll deutliche Vorteile in der umweltschonenden Stromerzeugung bieten, indem er die kosteneffiziente Produktion von Supraleiter-basierten Generatoren ermöglicht. Diese Generatoren sind in der Lage, die Gesamtkosten der Erzeugung erneuerbarer Energien wesentlich zu reduzieren.

"Mit dem Projekt SupraMetall untermauern wir unser Ziel, die Herstellungskosten des 2G Supraleiter-Drahts zu verringern. Vom ersten Tag an haben wir uns mit unserem Hauptpartner ThyssenKrupp VDM auf die industrielle Machbarkeit unseres Drahts fokussiert, um die überzeugendste Lösung für die Erzeugung erneuerbarer Energien sowie energieeffiziente Anwendungen anbieten zu können", betont Jens Müller, Vorstandsvorsitzender von Zenergy Power. Und Dr. Jutta Klöwer, Leiterin Forschung und Entwicklung bei ThyssenKrupp VDM, ergänzt: "Die Lieferung von strukturiertem Nickel-Band für diesen Supraleiter-Draht ist ein großer Schritt für ThyssenKrupp VDM, denn er ermöglicht uns den Eintritt in den Bereich der Energiezulieferer, der uns weitere Chancen auf diesem Wachstumsmarkt eröffnet."

Der Supraleiter-Draht kann den Weg für die neue Elektrizitätsinfrastruktur der Zukunft bereiten. Denn eine konventionelle Windkraftanlage auf Kupfer- oder Aluminiumbasis (Gesamtkosten rund vier Millionen Euro) mit einem Generator von durchschnittlich 450 Tonnen Gewicht erzeugt bis zu sechs Megawatt Strom. Eine hochmoderne Anlage mit Hochtemperatur-Supraleitung und einem nur noch 120 Tonnen schweren Generator kann acht Megawatt erreichen und kostet rund eine Million Euro weniger. Neben der Windkraft sind aber auch weitere Anwendungsgebiete für diese Supraleiter-Drähte im Bereich der erneuerbaren Energien möglich, so z. B. in Generatoren von Wasser- und Wellenkraftwerken. Zenergy Power wird auch wesentliche Komponenten für den weltweit ersten Supraleiter-Generator liefern, der 2010 in einem E.ON-Wasserkraftwerk installiert wird.

Ferner wird der neue Supraleiter-Draht der zweiten Generation den heutigen Supraleiterdraht in existierenden Anwendungen wie dem Strombegrenzer oder dem Magnetheizer zügig verdrängen. Die weltweit erste Industrieanlage mit Supraleitertechnologie - ein magnetischer Induktionsheizer (Magnetheizer) für die Erwärmung von Nichteisen-Metallen - wurde 2008 von Zenergy Power in Deutschland installiert. Wegen seiner wesentlich höheren Energieeffizienz als konventionelle Induktionsöfen wurde er mit dem Hermes Award 2008, dem Deutschen Umweltpreis 2009 und dem Innovationspreis Klima und Umwelt 2010 ausgezeichnet.

Die britische Zenergy Power plc. verfügt neben der deutschen Zenergy Power GmbH (Rheinbach) über weitere operative Tochtergesellschaften in den USA und Australien mit rund 100 Mitarbeitern. Das Unternehmen entwickelt und fertigt Supraleiter-Lösungen im Bereich der regenerativen und effizienten Energietechnologien.

Die ThyssenKrupp VDM (Werdohl) ist einer der weltweit führenden Anbieter von Hochleistungswerkstoffen, Sonderlegierungen und Titan-Halbzeugen. Im Geschäftsjahr 2008/09 erreichte das Unternehmen mit rund 1.700 Mitarbeitern einen Umsatz von mehr als 740 Millionen Euro.

Erik Walner | ThyssenKrupp AG
Weitere Informationen:
http://www.thyssenkrupp.com

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