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Anwendungsbeispiele

Stromkabel und Stromschienen

In Städten und Ballungszentren steigt der Stromverbrauch stetig. Gleichzeitig ist der verfügbare Platz für neue Versorgungsnetze gering. Eine Lösung dafür können Hochtemperatur-Supraleiterkabel sein, die deutlich weniger Platz benötigen als konventionelle Stromkabel und zudem noch energieeffizienter sind, da sie Strom nahezu verlustfrei von A nach B transportieren. Es wurden bereits mehrere Demonstrationsprojekte erfolgreich abgeschlossen. Das längste Hochtemperatur-Supraleiterkabel der Welt, das bis heute verlegt wurde, ist ein Kilometer lang. Hochtemperatur-Supraleiterkabel ersetzen dabei mehrere parallele Kupferkabel im Untergrund und senken dadurch den Bedarf an Stromtrassen.

Stromschienen werden im industriellen Umfeld eingesetzt um große Strommengen zu transportieren. Ein Beispiel ist die industrielle Aluminiumherstellung. Dazu werden massive Kupfer- oder Aluminiumbalken verwendet, die erstens aufgrund des großen Materialeinsatzes teuer sind, zweitens sperrig und schwierig zu installieren sind und drittens große Stromverluste verursachen. Supraleitende Stromschienen sind deutlich kompakter und leichter und vermeiden große Stromverluste.

Kurzschlussstrombegrenzer

In Strombegrenzern gleichen Hochtemperatur-Supraleiter Stromspitzen in öffentlichen oder industriellen Versorgungsnetzen aus und können somit Stromausfälle durch Kurzschlüsse verhindern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Strombegrenzern reduzieren supraleitende Strombegrenzer den Kurzschlussstrom deutlich schneller und energiesparender. Zur Begrenzung von Stromspitzen wird eine physikalische Eigenschaft der Supraleiter genutzt: Ist die Strommenge größer als ein festgelegter Wert, werden Supraleiter zu Normalleitern mit großem elektrischem Widerstand. Dies geschieht vollkommen automatisch und ohne elektrische Steuerung. Dadurch wird die Strommenge natürlich und beliebig oft begrenzt und das Netz sicher geschützt. Normalisiert sich der Stromfluss wieder, wird das Material auch wieder supraleitend.

Generatoren

In herkömmlichen Generatoren werden tonnenschwere Kupferspulen eingesetzt. Ersetzt man diese durch Hochtemperatur-Supraleiter, verringern sich Gewicht und Volumen des Generators etwa um ein Drittel. Der Grund: Im Vergleich zu Kupfer zeigen Hochtemperatur-Supraleiter eine zehn- bis hundert Mal höhere Stromtragfähigkeit. Dadurch werden extrem leichte und kleine Generatoren möglich, die vor allem dort gebraucht werden, wo wenig Raum zur Verfügung steht. Etwa auf Schiffen oder in Windkraftanlagen.

Dr. Carsten Henschel
Senior Manager Sales Superconductor Tapes, Fuel Cell and Hydrogen

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High temperature superconductor tape for commercial applications

High temperature superconductor tape for commercial applications