Das markiert die längste Installation eines Supraleiterkabels weltweit. Dazu wird das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Rahmen des Projektes geeignete Supraleitermaterialien und Isolierstoffe untersuchen.
Komplexe Supraleiterkabel leiten große Ströme mit sehr geringen Verlusten. Ihren Aufbau optimieren Nexans und KIT für die jeweiligen Anforderungen. (Bild: Nexans)
Das dreiphasige, konzentrisch aufgebaute 10-kV-Kabel ist für 40 Megawatt Übertragungsleistung ausgelegt. Erstmalig vorgesehen ist außerdem die Kombination eines Supraleiterkabels mit einem resistiven supraleitenden Strombegrenzer als Überlastschutz; das Gerät wird bei Nexans SuperConductors in Hürth gefertigt.
Das Projekt könnte der Auftakt zur Umstrukturierung eines innerstädtischen Netzes in ganz neuen Dimensionen sein: Nach erfolgreichem Abschluss eines zweijährigen Feldtests wäre es denkbar, das Rückgrat des Essener Verteilnetzes weitgehend auf 10-kV-Supraleiter umzustellen und von Hochspannungsanlagen zu befreien. Dies würde mittelfristig zu mehr Effizienz sowie niedrigeren Betriebs- und Instandhaltungskosten bei gleichzeitig geringerem Flächenverbrauch führen. In der Innenstadt würden wertvolle Grundstücke frei, denn etliche 110/10-kV-Umspannstationen könnten rückgebaut werden. Aufgrund der Besonderheit und der Perspektiven von AmpaCity wird das Projekt vom Energieforschungsreferat des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert. Die Gesamtkosten des Forschungsprojekts belaufen sich auf rund 13 Mio. Euro, einschließlich der Förderung durch den Bund in Höhe von rund 3,4 Mio. Euro.
Dem Projekt ging eine ausführliche Studie voraus. In ihr haben Forschungseinrichtungen unter Federführung des Karlsruher Institut für Technologie zusammen mit den Projektpartnern Nexans und RWE die technische Machbarkeit und die Wirtschaftlichkeit einer Supraleiterlösung auf Mittelspannungsebene analysiert. Supraleiterkabel sind laut der Studie die einzig sinnvolle Möglichkeit, den Ausbau städtischer Netze mit Hochspannungskabeln zu vermeiden und die ressourcen- sowie flächenintensiven Umspannstationen zurückzubauen. Zwar wäre die Übertragung hoher Leistungen in Innenstädten auch mit Kupfer-Mittelspannungskabeln möglich, der Kosteneffizienz dieser Lösung stehen jedoch sehr viel höhere ohmsche Verluste gegenüber. Im Essener Beispiel verbieten sich die konventionellen Mittelspannungskabel auch wegen des größeren Trassenbedarfes: Statt eines einzigen 10-kV-Supraleiterkabels müssten fünf Kupferkabel parallel verlegt werden – bei dem ohnehin knappen Platz unter städtischen Straßen oft undenkbar.
Die modernen Hochtemperatur-Supraleiter (Kühlung mit flüssigem Stickstoff), wie sie hier bei AmpaCity zur Anwendung kommen, besitzen seit einigen Jahren die Reife für energietechnische Anwendungen, sie wurden aber bisher noch nicht im großen Stil eingesetzt. Aufgrund verbesserter Produktionsverfahren stehen die Supraleiterdrähte erst jetzt in genügenden Längen und Mengen zur Verfügung. Supraleitung ist eine Effizienztechnologie, da Material- und Energieressourcen geschont werden. Experten rechnen damit, dass die innovativen Kabel bei energieintensiven Anwendungen in wenigen Jahren mit Kupfer konkurrieren können. Vom BMWi werden supraleitende Betriebsmittel als wesentlicher Baustein des zukünftigen Energieversorgungskonzeptes gesehen.
Die technische Überlegenheit der Supraleiterkabel resultiert aus der Materialeigenschaft des Leiters. Sein Material wird bei einer Temperatur von etwa minus 180 Grad Celsius zu einem quasi idealen elektrischen Leiter, der mindestens 100mal mehr Strom transpor-tieren kann als Kupfer. Trotz des Kühlmantels gelingt es mit dem Supraleiterkabel, dank seines kompakten Aufbaus, die fünffache Strommenge wie bei einem gleich großen Kupferkabel zu transportieren – und das bei geringeren elektrischen Verlusten.
Monika Landgraf | idw
Weitere Informationen:
http://www.kit.edu
Weitere Berichte zu: > BMWi > Energieeffizienz > KIT-Zentrum > Kupferkabel > Nexans > RWE Energy > Supraleiterkabel > Supraleiterlösung > Umspannstationen
Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala
20.04.2018 | Georg-August-Universität Göttingen
Licht macht Ionen Beine
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart
Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können
Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...
Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.
Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...
University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.
Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.
Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.
Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...
Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.
Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...
Anzeige
Anzeige
Internationale Konferenz zur Digitalisierung
19.04.2018 | Veranstaltungen
124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus
19.04.2018 | Veranstaltungen
DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018
17.04.2018 | Veranstaltungen
Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf
20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung
Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala
20.04.2018 | Physik Astronomie
Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas
20.04.2018 | Geowissenschaften