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Kühlanlage für supraleitende Stromkabel

Ohne Widerstand

Wo Strom fließt, gibt es Widerstand. Deshalb bleibt beim Transport vom Kraftwerk zum Verbraucher ein Teil der Energie auf der Strecke. Nach den Regeln der Quantenphysik verlieren manche Materialien jedoch diesen Widerstand bei sehr tiefen Temperaturen. Sie werden zu Supraleitern und lassen den Strom nahezu verlustfrei passieren. Das eröffnet neue Möglichkeiten für energieund platzsparende Stromübertragung. In Essen installierte das deutsche Energieversorgungsunternehmen RWE im Pilotprojekt AmpaCity das bisher längste supraleitende Kabel der Welt. Für die Kühlung sorgt Messer.

Das Kabel hat eine Länge von einem Kilometer und verläuft zwischen zwei Umspannanlagen durch die Essener Innenstadt. Es ist nur etwa 15 Zentimeter dick und kann mit einer Spannung von zehn Kilovolt (kV) eine Leistung von 40 Megawatt übertragen.

Langfristig sollen supraleitende Kabel dazu beitragen, den Energieverlust in Stromleitungen zu senken. Allerdings braucht die Kühlung auf Temperaturen von rund minus 200 Grad Celsius ebenfalls Energie. Für Überlandleitungen kommen supraleitende Kabel deshalb vorerst nicht in Frage. Doch sie übertragen bei gleichem Leitungsquerschnitt eine fünffach höhere Strommenge und schaffen das auch bei relativ niedriger Spannung. Überlandleitungen müssen so nicht mehr in die Innenstädte hineingeführt werden, der Platz für dicke Kabelstränge und Umspannwerke in den Städten wird gespart.

Die Kühlung des supraleitenden Kabels hat Messer zusammen mit dem Anlagenbauer Krytem entwickelt. Flüssiger Stickstoff dient als Kältemittel. Das Gas wird im Unterdruck verdampft und erreicht eine Temperatur von minus 209 Grad Celsius. Es kompensiert die Wärme, die das Supraleiterkabel aus der Umgebung aufnimmt. Ein Rückführsystem sorgt für einen energieeffizienten geschlossenen Kreislauf. Das Funktionsprinzip der Anlage ist zum Patent angemeldet.

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