Supraleiterkabel erfolgreich getestet

Langstrecken-Transport von erneuerbaren Energien
Erster erfolgreicher Test eines 20 kA-supraleitenden Kabels

Der wachsende Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung erfordert einen signifikanten Ausbau des Stromnetzes. Die Orte, an denen Energie aus erneuerbaren Quellen wie Wind, Sonne oder Wasser ökonomisch erzeugt werden kann (z.B. Offshore-Windparks), liegen oft weit entfernt von dicht bewohnten Gebieten, in denen die Energie benötigt wird. Darüber hinaus erhöht ein Netzausbau die notwendige Flexibilität des Systems für schwankende Ökostrom-Erzeugung und ermöglicht die Integration des steigenden Anteils erneuerbarer Energien. Der Bau neuer und effizienter Übertragungsnetze hat somit in allen Ländern, die einen höheren Anteil des grünen Stroms anstreben, hohe Priorität. Das Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) in Potsdam erforscht deshalb zusammen mit CERN (European Organization for Nuclear Research) die innovative technologische Option von supraleitenden Übertragungssystemen als Alternative zu etablierten Stromleitungen. Mit dem erfolgreichen Test des Prototyps eines supraleitenden Kabels, welches in der Lage ist 20 Kiloampere (kA) Strom zu führen, konnte am 20. Februar ein Meilenstein erreicht werden. Dies ist bisher weltweit einmalig.

Prof. Carlo Rubbia, Nobelpreisträger und wissenschaftliche Direktor des IASS, kommentierte das Ergebnis mit den Worten: “Dies ist ein echter Durchbruch. Zum ersten Mal haben wir ein reales Kabel, das eine praktische Möglichkeit bietet, große Mengen an elektrischer Energie über lange Strecken zu übertragen. Es nutzt ein relativ einfaches technisches Design mit günstigen und leicht verfügbaren Materialien.”

Das Experiment, das im Rahmen der IASS-CERN-Kooperation in Laboren von CERN durchgeführt wurde, ist das erste dieser Art mit dem Ziel, das Potenzial von Magnesiumdiborid (MgB2) zur Stromübertragung zu nutzen, das einfach aus günstigen Materialien hergestellt werden kann und dessen supraleitende Eigenschaft erst 2001 entdeckt worden ist. Die getestete Konfiguration besteht aus zwei sehr dünnen, 20 Meter langen Kabeln, die in Serie geschaltet sind und mit Gleichstrom betrieben werden. Sie befinden sich im Inneren eines Kühlmantels und werden mit gasförmigem Helium auf eine für Supraleitung notwendige, niedrige Temperatur von etwa 24 K gekühlt. Die Kabel-Installation hat einen Durchmesser von nur 16 Zentimetern, darin sind zwei MgB2-Kabel untergebracht. Im Test konnten die sehr guten und homogenen Übertragungseigenschaften des supraleitenden Kabels bei 20 Kiloampere (kA) Stromstärke nachgewiesen werden.

Problemlos  2-10 GW unterirdisch leiten

Supraleitende auf MgB2-basierende Kabel können unterirdisch verlegt werden und problemlos  Übertragungskapazitäten von zwei bis zehn Gigawatt (GW) oder mehr erreichen. Die Kühlstationen werden in regelmäßigen Abstand errichtet, vergleichbar mit dem technologischen Aufbau des weitläufigen Erdgasnetzes. Die Betriebsspannung kann für eine optimale Leistung angepasst werden. Zum Vergleich: Die geplante Suedlink-Trasse soll mit einer Länge von etwa 800 km die Nordsee mit Unterfranken verbinden, bei einer Kapazität von vier GW (vorgesehene Kapazitätserweiterung auf 12 GW bis 2032 laut Netzentwicklungsplan).
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