Supraleitendes Stromkabel kann bis zu 20 Kiloampere Strom führen

Supraleitendes_Stromkabel_CERN_2014 Die Forscher am europäischen Forschungszentrum CERN in der Schweiz haben jetzt ein neues, supraleitendes Stromkabel entwickelt und getestet. In dieser Studie stellte sich heraus, dass dieses Kabel bis zu 20 Kiloampere Strom führen kann. Damit ließen sich dann über lange Wegstrecken große Strommengen transportieren. Das ist zum Beispiel nötig, wenn die erneuerbaren Energiequellen wie Wind, Sonne oder Wasser weit von den eigentlichen Verbrauchsräumen, also den großen Ballungszentren, entfernt liegen.

Große Strommengen ohne riesige Verluste über weite Strecken transportieren. Das soll jetzt ein neu entwickeltes, supraleitendes Stromkabel ermöglichen, das bis zu 20 Kiloampere Strom führen kann. Carlo Rubbia, Nobelpreisträger und wissenschaftlicher Direktor am Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) in Potsdam sagte jetzt laut weltderphysik.de: „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.“ Die Kooperation zwischen seinem Institut und dem CERN hatte die klare Zielstellung, das Potenzial von Magnesiumdiborid zur Stromübertragung zu testen. Die supraleitende Eigenschaft von diesem Material war 2001 entdeckt wurden.

In der untersuchten Versuchsanordnung besteht das Kabel eigentlich aus 2 sehr dünnen, parallel verlaufenden, 20 m langen Kabeln. Diese sind in Serie geschalten und werden mit Gleichstrom betrieben. Um die notwendige niedrige Temperatur von 24 Kelvin zu erreichen, werden beide Kabel im Inneren eines Kühlmantels mit gasförmigem Helium heruntergekühlt. Die Tests ergaben, dass bei einer Stromstärke von 20 Kiloampere eine gute und gleichförmige Übertragung auf der gesamten Leitungsstrecke erzielt werden konnte. Die ganze Apparatur hat einen Durchmesser von etwa 30 Zentimeter. Zum Vergleich: Standard-HGÜ-Kabel (HGÜ für Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung) liegen bei etwa fünf bis zwanzig Zentimeter. Das supraleitende Kabel kann völlig problemlos unterirdisch verlegt werden und kann Übertragungskapazitäten von zwei bis zehn Gigawatt und mehr erreichen. Die notwendigen Kühlstationen könnten dann in regelmäßigem Abstand errichtet werden. Dieses System ist in etwa vergleichbar mit den Verdichter-Stationen des Erdgasnetzes.

Vergleicht man die neue Konfiguration einmal mit der aktuell geplanten Gleichstromtrasse „Sued.Link“, die Windstrom über 800 km bis nach Süddeutschland transportieren soll, so ist diese Trasse auf eine Kapazität von vier Gigawatt ausgelegt. Durch den elektrischen Widerstand treten auf solch einer Kabellänge allerdings Verluste von mehreren Prozent in der übertragenen Leistung auf. Diese Verluste könnten mit dem neuen Kabel minimiert werden. Und ersten Schätzungen zufolge, könnten auch die Investitionskosten für das neue Kabel durchaus geringer ausfallen als beim Standard-HGÜ-Kabel. Ein Grund hierfür ist der niedrige Materialpreis im Vergleich zum herkömmlich verwendeten Kupfer. Magnesiumdiborid lässt sich zudem mit weniger Aufwand herstellen. Es ist geplant, in den kommenden Wochen am CERN weitere, umfangreiche Tests des Prototyps durchzuführen.

Bilder: © CERN

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