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Spezialkabel bringt Strom verlustfrei über weite Strecken. Teil 2

Von 10. September 20202 Kommentare

Das Kabel wird mit einer Spannung von 110.000 Volt betrieben – ebenfalls ein Weltrekord
bei supraleitenden Kabeln. Im Essener Innenstadtbereich liegt bereits seit sechs Jahren
ein vergleichbares Kabel. Es ist allerdings nur 1.000 Meter lang und
hat eine Spannung von 10.000 Volt.

In München werden Kabel von Theva eingesetzt, einer Firma, die in
Ismaning vor den Toren der bayrischen Landeshauptstadt angesiedelt ist.
Den Ingenieuren des Unternehmens ist es gelungen, durch eine spezielle Abscheidetechnik
die stromleitende Schicht, die aus Gadolinium-Barium-Kupferoxid besteht, auf gerade einmal
16 Mikrometer zu verdoppeln und damit die Übertragungsleistung um 70 Prozent zu erhöhen.

Das Kabel besteht aus sieben Schichten. Insgesamt ist es zwölf Millimeter breit und
75 Mikrometer dick, überträgt jedoch bis zu 1.350 Ampere, weit mehr als ein Kupferleiter.
Was ganz einfach klingt, erforderte jahrelange Versuche.

Normalerweise wird das Kristallgefüge des HTSL-Materials durcheinandergebracht,
wenn die Schichtdicke über ein bestimmtes Maß hinauswächst. Dann kann es Strom nicht mehr
widerstandslos leiten, ist also Schrott.

Die Theva-Ingenieure schaffen die Verdoppelung, indem sie eine Magnesiumoxid-Schicht nicht
senkrecht, sondern unter einem Winkel von 30 Grad heranwachsen lassen. Auf dieser Schicht
wiederum scheidet sich das HTSL-Material ab, ohne dass die Kristallstruktur beeinträchtigt wird.

Das Proline genannte Kabel lässt sich auch anderweitig einsetzen, etwa in Magnetresonanztomografen.
Diese zeichnen ein umso besseres Bild vom Inneren des menschlichen Körpers oder technischer Systeme,  je stärker der Magnet ist.

Bisher werden klassische Supraleiter eingesetzt, die mit flüssigem Helium gekühlt werden müssen.
Die nötige Temperatur liegt bei minus 269 Grad. Der Energieverbrauch für das Kühlaggregat ist
weitaus höher als der für die Verflüssigung von Stickstoff. Außerdem ist Helium weitaus teurer
als das Allerweltsgas Stickstoff. Luft enthält rund 78 Volumenprozent davon.

Windgeneratoren der Zukunft sollen ebenfalls mit Hochtemperatur-Supraleitern ausgestattet werden.
Der erste steht im dänischen Thyborøn. Er hat eine Leistung von drei Megawatt. Die verwendeten Kabel
benötigen allerdings eine Temperatur von minus 240 Grad Celsius.

Bei dem EU-Projekt Ecoswing ging es noch nicht um eine wirtschaftliche Lösung, sondern
darum zu demonstrieren, dass ein solcher Generator in der Gondel einer Windenergieanlage zuverlässig arbeitet.
Attraktiv ist HTSL für diese Art der Stromerzeugung, weil der Generator erheblich kleiner und leichter ist als ein konventioneller. Die Gondel kann dadurch entsprechend verkleinert werden und der Mast schlanker ausfallen.

Selbst für die umweltneutrale Stromversorgung der Zukunft kommen Hochtemperatur-Supraleiter infrage. Sie könnten Solar- und Windstrom, der etwa in Nordafrika produziert wird, verlustarm nach Europa leiten.

Meist wird man sich bei der Fernübertragung für die Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) entscheiden. Deren Verluste liegen bei Kupferkabeln verglichen mit der Supraleitung pro Kilometer um fünf bis zehn Kilowatt niedriger. Bei Aluminiumleitern sind die Verluste etwas höher. Entscheidend für
die Wahl der einen oder anderen Technik ist der Platzbedarf – und der ist bei der HTSL-Technik
deutlich geringer ist als bei HGÜ.

 

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