|
Mit effizienten Supraleiterkabeln auf Mittelspannungsebene die Stromversorgung in Ballungsräumen sicherstellen – diese Möglichkeit wurde von dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Auftrag des Energieversorgers RWE untersucht. Zusammen mit den Supraleiter-Spezialisten der Firma Nexans und weiteren Projektpartnern wurde betrachtet, inwieweit die Stromversorgung mit Mittelspannungs- Supraleiterkabeln in Ballungsräumen technische und wirtschaftliche Vorteile gegenüber der heute üblichen Versorgung mit konventioneller Hochspannungstechnik bietet.
Nexans Kabeldesign als Grundlage der Studie
Als Basis der Studie dienten Nexans Supraleiterkabel mit einem konzentrischen Design. Die konzentrische Anordnung der drei Leiter ermöglicht eine sehr kompakte Bauform des Kabels. Gleichzeitig wird dadurch, im Vergleich zu anderen Designvarianten für Supraleiterkabel,der Bedarf an supraleitenden Drähten minimiert. Durch das konzentrische Design werden auch die thermischen und elektromagnetischen Anforderungen an das Supraleiterkabelsystem erfüllt.
Das Kabel erzeugt nach außen praktisch keine elektromagnetischen Felder. Aufgrund der aktiven Kühlung mit flüssigem Stickstoff innerhalb eines thermisch isolierenden flexiblen Kryostaten entsteht keine thermische Wechselwirkung des Kabels mit seiner Umgebung.
Platzsparendes System
Der Wegfall von Umspannanlagen mit voluminösen Transformatoren führt zu Raumgewinn im Innenstadtbereich, z.T. in besten Citylagen. Durch das kompakte Design wird darüber hinaus weniger Platz für den Kabelgraben benötigt und das Kabel lässt sich einfacher legen. Dies wird aus der nachfolgenden Grafik deutlich, in der von links nach rechts ein konventionelles 110-kVKabel, fünf konventionelle 10-kV-Kabel sowie ein 10-kV-Supraleiterkabel mit konzentrischem Design, alle für die gleiche Übertragungsleistung, in ihrer jeweiligen Kabeltrasse dargestellt sind. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Supraleitern ist, dass die Trassen aufgrund des nicht vorhandenen thermischen Einflusses auf die Umgebung auch dort geführt werden können, wo ansonsten Probleme aufgrund von Wärmeentwicklung auftreten können.
Der Endverschluss für ein Supraleiterkabel dient auch als Anschlusspunkt für die Kühlanlage des Kabelsystems: Unterkühlter, flüssiger Stickstoff zirkuliert im Kabelsystem, um das Kabel auf der notwendigen Betriebstemperatur von ca. - 200 °C zu halten. Abgebildet ist der Endverschluss für das kompakte konzentrische Design.
Pilotprojekt im Anschluss an Studie gestartet
Die durchgeführte Studie kommt zu dem Ergebnis, dass der Einsatz von Mittelspannungs-Supraleiterkabelsystemen in Ballungszentren nicht nur technisch machbar ist, sondern auch ökonomische Vorteile gegenüber konventionellen 110-kV-Systemen aufweist.
Als nächster Schritt wurde Ende 2011 in der Essener Innenstadt ein Pilotprojekt gestartet. Im Rahmen des Projektes AmpaCity soll ein 10-kV-Supraleiterkabelsystem mit einer Übertragungsleistung von 40 MVA und einer Länge von ca. 1 km zwischen zwei Umspannanlagen installiert werden. Das Kabelsystem wird erstmalig auch einen supraleitenden Strombegrenzer umfassen, der ebenfalls von Nexans gefertigt wird.
Gerne beantworten wir Ihre Fragen zu diesen Thema, auf der Hannover Messe. Sie finden uns am Stand Nr. C51, Halle 13, SuperConducting City
|
