Völlig neue Perspektive

SUPRALEITER Weniger komplex, kompakter und effizienter als Kupfer - die neue Technik hat Potenzial, vor allem bei Erneuerbaren.

20. April 2007

Auf der Veranstaltung ›Supraleiter in Wind- und Wasserkraftanlagen - technische und wirtschaftliche Perspektiven‹ Ende Februar informierten sich rund 100 Teilnehmer aus mehreren Kontinenten über das Potenzial der neuen Technologie bei Wind- und Wasserkraft. Die von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (Osnabrück) in Kooperation mit dem Industrieverband Supraleitung e.V. (IV Supra) organisierte Tagung bildete die Plattform für erste Kontakte zwischen Supraleitungsspezialisten und Herstellern von Wind- und Wasserkraftanlagen sowie Vertretern von Energieversorgungsunternehmen.

»Insbesondere die Windkraft kann von der Supraleitung profitieren«, stellt Dr. Joachim Bock, stellvertretender Verbandsvorsitzender des IV Supra fest. Sowohl die supraleitenden Strombegrenzer für Mittelspannung als auch supraleitende Generatoren hätten Eigenschaften, die der Branche vollkommen neue Perspektiven eröffnen.

Der Strombegrenzer auf Basis supraleitender Elemente ist ein neuartiges Betriebsmittel, das die Begrenzung von Kurzschlüssen gestattet und für zuverlässige Netze sorgt. Wegen der hohen Kurzschlussströme leistungsfähiger Windkraftanlagen ist es heute notwendig, den Strom von Mittelspannung auf Hochspannung zu transformieren, zu transportieren und wieder auf niedrigere Spannungen zu bringen.

Dank des Strombegrenzers wäre dieser Umweg überflüssig. Windstrom - wie auch Strom aus anderen regenerativen Quellen - könnte direkt im Mittelspannungsnetz eingespeist und transportiert werden, was den Aufbau dezentraler Strukturen (Smart Grids) vereinfacht.

Ebenso attraktiv: Generatoren auf Basis der Supraleitung. Sie wiegen nicht nur deutlich weniger als ihre herkömmlichen Pendants, sondern sind bei gleicher Leistung auch erheblich kleiner. Außerdem erlauben sie einen größeren Luftspalt und bieten so konstruktive Vorteile bei der Auslegung und beim Bau von Windkraftanlagen. Auch ein Direktantrieb, der teure Getriebe entbehrlich macht, ist mit supraleitenden Generatoren leichter möglich.

Ein wesentlicher Punkt ist zudem die höhere Effizienz: Durch einen supraleitenden Generator werden die Verluste im Vergleich zum konventionellen Generator mehr als halbiert. Der Eigenstrombedarf zum Kühlen der Supraleiterkomponenten ist dagegen völlig vernachlässigbar.

100 MAL STROMTRAGFÄHIGER

Dr. Jens Müller, Geschäftsführer der Trithor GmbH, legte die wesentlichen Meilensteine für einen Hochtemperatursupraleiter der zweiten Generation dar. Dieses flexible Hightech-Material ist mit der hundertfachen Stromtragfähigkeit nicht nur eindeutig leistungsfähiger als althergebrachtes Kupfer, sondern hat auch das Potenzial billiger als das edle Metall zu werden.

Dass dieses bereits innerhalb von nur einem Entwicklungszyklus von Windkraftanlagen der Fall sein kann, nutzt der britisch-französische Hersteller von Elektromaschinen Converteam aus. Das bis vor einem Jahr unter dem Namen Alstom Power Conversion als einer der großen Namen in der Branche bekannte Unternehmen setzt voll auf die Supraleitung und verwies selbst die in der Szene als innovativ geltenden Permanentmagnetmaschinen hinsichtlich Kosten und Leistung auf die hinteren Ränge.

Auch Siemens und das US-Unternehmen American Superconductor (AMSC) wussten Eindrucksvolles zu berichten. Siemens trumpfte mit einem 4-MVA-Generator auf, während AMSC mit einem 37,5-MW-Schiffsantrieb punkten konnte.

Seitens der Hersteller von Windkraftanlagen kamen vor allem Fragen zur Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit, denn Instandhaltungsarbeiten in hundert Meter Höhe - eventuell auf hoher See - sind kostspielig, eine wartungsarme Technik daher ein Muss. »Den Beweis der langfristigen Eignung müssen solche supraleitenden Komponenten natürlich noch antreten«, kommentiert Dr. Bock, »letztendlich gehen wir aber davon aus, dass supraleitende Komponenten in der Windkraft die Komplexität der Technik verringern und die Zuverlässigkeit erhöhen«.

Im Lager der Energieversorger ist die Technologie nicht ohne Widerhall. Bereits Ende 2008 wird die E.on Wasserkraft GmbH ein erstes Laufwasserkraftwerk mit einem dieser effizienten Generatoren ausgestattet haben.

Ulrich Fuchs, Leiter Elektro- und Informationstechnik der E.on Wasserkraft, betonte auf der Veranstaltung: »Für uns ist es eine äußerst interessante Aussicht, das weltweit erste Versorgungsunternehmen zu sein, das Hochtemperatur supraleitende Systeme in seinem Kraftwerkspark einsetzt.« Als Deutschlands größter Erzeuger von Elektrizität aus Wasserkraft sei man ideal positioniert, um von den wirtschaftlichen Verbesserungen zu profitieren, die durch Supraleiter-Technologie bei der Herstellung erneuerbarer Energien entstehen. »Wir freuen uns darauf, den Generator in den Dauerbetrieb zu integrieren«, gab sich Fuchs optimistisch.

Jürgen Kellers, Trithor

Erschienen in Ausgabe: 04/2007