Het Institut für Technische Physik (ITEP) van het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) en Siemens Corporate Tech-nology zijn een gezamenlijk project gestart voor het gebruik van hoge tempera-tuur supergeleiding in de elektriciteitsproductie. Doelstelling is de CO2-uitstoot van centrales te verminderen. In dit project verrichten beide partijen basisonderzoek om supergeleidende generatoren in grote elektriciteitscentrales met een hoger rendement mogelijk te maken.
Siemens Corporate Technology, de centrale onderzoeksinstelling van het bedrijf, heeft de afgelopen jaren ervaring opgebouwd met diverse elek-trische machines met hoge temperatuur supergeleidig. Zo heeft men een hoogkoppelmotor van 4 MW getest bij 120 min-1. Het bleek met hoge temperatuur supergeleiding technologie mogelijk de verliezen van de machine met de helft te verminderen.
De bedoeling van het samenwerkingsproject is om het hoger rendement nu ook met de grootste elektrische machines te gaan behalen: generatoren met een capaciteit van 150 MW tot 900 MW. Een rendementswinst van 0,5 % zou de CO2-uitstoot al aanzienlijk verlagen, wat een aanzienlijke winst voor het milieu betekent.
Doelstellingen en uitdagingen
Er blijven echter belangrijke technische uitdagingen: De bij hoge tempera-tuur supergeleidende draden moeten veilig worden bewaard, bij een temperatuur van ongeveer -240°C. Enerzijds zijn ze mechanisch gevoelig, anderzijds ondergaat de rotor een centrifugaalversnelling van 5.000 g. Tegelijkertijd moeten generatoren voldoen aan de hoogste betrouwbaarheids eisen.
In hun gezamenlijke project willen KIT en Siemens een solide basis creëren voor toekomstige ontwikkelingen in supergeleidende generatoren. Beide partijen gaan rotatietesten onder realistische omstandigheden voor com-ponenten en technologieën. Dit betreft enerzijds cryostatische concepten, thermische isolatie en koelprocessen, anderzijds zijn robuuste generator-wikkelingen nodig met een hoge capaciteit nodig.
Een belangrijke mijlpaal is de ontwikkeling van een roterende supergelei-dende testspoel om de volwassenheid van de technologie te demonstreren. Na succesvolle afronding van het project, kan een eerste prototype van een generator op basis van hoger temperatuur supergeleiding worden gebouwd.
