Supraleiterkabel: maximale Übertragungskapazität bei nahezu null Verlusten

Was bedeutet Supraleitfähigkeit?

Supraleitfähigkeit meint einen geringeren elektrischen Widerstand, den manche Materialien aufweisen, wenn sie auf eine extrem niedrige Temperatur abgekühlt werden.

Dieses 1911 entdeckte Phänomen hat erhebliche Auswirkungen auf die Art und Weise der Stromübertragung und -verteilung. Durch die Integration supraleitender Drähte oder Bänder in Kabel können nahezu perfekte elektrische Leiter hergestellt werden.

Supraleiterkabel für die Stromübertragung werden aus Materialien hergestellt, die man Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) nennt. Das Wort „hoch“ bezieht sich in diesem Zusammenhang auf den absoluten Nullpunkt. Trotz ihres Namens müssen Hochtemperatur-Supraleiter extrem kalt gehalten werden (minus 200 Grad Celsius). Die Kühlung wird durch eine kryogene Hülle – eine Wärmeisolierung rund um das Kabel – gewährleistet. Als Kühlmittel wird Flüssigstickstoff verwendet. Das ist relativ preiswert, einfach in der Handhabung und umweltfreundlich.

Nexans ist ein weltweit führender Anbieter von Hochtemperatur-Supraleitertechnologie* (HTS) für Stromnetzanwendungen. Unser Angebot umfasst sowohl HTS-Kabel als auch HTS-Fehlerstrombegrenzer. Lassen Sie uns genauer auf diese Produkte eingehen.

HTS-Kabel – Umgestaltung der städtischen Stromversorgung

Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB), Verteilnetzbetreiber (VNB) und Eisenbahnbetreiber benötigen eine Lösung, um den stetig wachsenden Energiebedarf in Städten und Verkehrsnetzen zu decken. HTS-Kabel von Nexans sind so gestaltet, dass sie diese Anforderung erfüllen.

• Minimaler Flächenverbrauch – Die Durchführungsrechte für HTS-Kabel sind bis zu zehnmal begrenzter als für herkömmliche Kabel und Leitungen. Es werden weniger Kabel und kein Platz zwischen den Phasen benötigt. Das verringert die Notwendigkeit von Genehmigungen, minimiert Störungen für die Öffentlichkeit, beschleunigt die Einführung und trägt zu niedrigeren Kosten bei. 
• Energieeinsparung – Supraleiterkabel sind hocheffiziente Leiter, mit null oder nahezu null Widerstand. Die so erzielte Energieeinsparung übersteigt den nötigen Energieaufwand, um die Leiter auf einer niedrigen Temperatur zu halten. Herkömmliche Fernleitungssysteme mit Aluminium- und Kupferleitern weisen dagegen Leistungsverluste von rund 10 % auf. Allein in Europa sind das jährlich ca. 180 TWh – genug, um drei Städte zu versorgen.
• Keine thermischen Auswirkungen - Supraleitende Kabel geben keine Wärme ab, unabhängig von ihrer Leistung. Dies hat drei wichtige Vorteile. Erstens bedeutet es, dass HTS-Kabel direkt in den Boden verlegt werden können, was die Projektübergabe beschleunigt und die Kosten senkt, und dass ein tieferes System als bei herkömmlichen Kabeln möglich ist, da die Wärmeabstrahlung kein Problem darstellt. Zweitens bedeutet die fehlende Wärmeentwicklung, dass es keine Verringerung der Übertragungskapazität gibt, wenn andere Kabel in der Nähe verlegt werden. Drittens gibt es keine austrocknende Wirkung des Bodens - eine Schlüsselüberlegung, wenn HTS-Kabel neben herkömmlichen Kabeln verlegt werden.
• Keine Tunnel erforderlich – wie schon erwähnt, können HTS-Kabel direkt im Boden verlegt werden. Das heisst, es sind keine Kabeltunnel und -rohre nötig, selbst bei Projekten mit hoher Übertragungskapazität. Sind bereits Rohre oder Tunnel vorhanden, erhöht der Austausch herkömmlicher Kabel durch HTS-Kabel die Übertragungskapazität dieser Systeme beträchtlich.
• Minimale EMF – HTS-Kabel sind vollständig abgeschirmt, um die Erzeugung elektromagnetischer Streufelder zu unterbinden, Auswirkungen auf die umliegende Infrastruktur zu minimieren und öffentliche Bedenken in Bezug auf EMF zu mindern.

Weltweiter Innovationsführer: Zu unseren Referenzen zählen das LIPA Kabelprojekt (138kV AC) in Long Island, USA und die Ampacity Übertragungsstrecke (10kV AC) in Essen, Deutschland – das längste Supraleiterkabel der Welt, das seit sieben Jahren im Einsatz ist.