Supraleitende Kabel für Stromnetze
In den letzten Jahren kamen Hochtemperatursupraleiter-Kabel (HTS) als Lösung für die beeinträchtigte Übertragungsfähigkeit immer mehr infrage. Supraleiter sind Materialien, bei denen kein Widerstand gegen den Elektronenfluss vorhanden ist, wenn sie auf Temperaturen um den absoluten Nullpunkt gekühlt werden. Sie sind daher ideale Stromleiter. Neben ihren elektrischen Eigenschaften, sind HTS-Kabel jedoch auch aus verschiedenen anderen Gründen von besonderem Interesse. Sie sind kompakt und sind daher im Erdboden, wo bereits zahlreiche andere Leitungen und Strukturen verlegt sind, platzsparender. Sie sind außerdem umweltfreundlicher, da sie Energie und Ressourcen einsparen und Strom liefern, ohne dabei externe magnetische Felder zu erzeugen. Es wurden weltweit verschiedene Prototypen hergestellt, die auf Multifilamentdraht basieren. Allerdings wird diese Technologie in naher Zukunft voraussichtlich durch kosteneffizientere HTS-beschichtete Bandleiter ersetzt. Europäische Forscher riefen das Projekt "Super coated conductor cable" (Super3c) ins Leben, um ein 30 Meter großes Prototypsystem zu entwickeln, herzustellen und zu testen, welches voraussichtlich das weltweit erste System ist, das auf der verlustarmen HTS-Kabel-Technologie mit beschichteten Bandleitern basiert. Die umfangreichen Modellierungsarbeiten führten zur Konstruktion von HTS-Kabeln und Endenabschlüssen, die bei Prototyp-Tests validiert wurden. Gleichzeitig entwickelten Wissenschaftler HTS-Kupfer-Hybrid-Schichtbandleiter, die mithilfe zweier gängiger Verfahren hergestellt wurden, der ionenstrahlgestützten Abscheidung (IBAD, Ion Beam-Assisted Deposition) und dem schnellen Laserstrahlverdampfen (HR-PLD, High Rate Pulsed Laser Deposition). Um Supraleitfähigkeit zu erzielen, wurde eine kryogene Ummantelung integriert, welche aus einem Flüssigstickstoff-Kühlsystem besteht. Das Konsortium lieferte schließlich ein 30 Meter langes HTS-Stromkabel mit Endenabschlüssen und einem Kühlsystem, welches weltweit eines der ersten ist. Dieses wurde erfolgreich getestet und hält erwiesenermaßen die Zielvorgaben hinsichtlich der Stromübertragung ein. Innovation ermöglichte eine sorgfältige Beurteilung zur Einführung derartiger Kabel in bestehende Stromnetze sowie einen wirtschaftlichen Vergleich mit anderen verfügbaren Technologien. Das Projekt Super3c konnte Europa zu einer weltweit führenden Position in der Technologie der supraleitenden beschichteten Leiter verhelfen. Dies könnte möglicherweise eine Lösung für die Erneuerung des weltweiten Stromnetzes darstellen, die hohe Leistungsfähigkeit, Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit bietet.
