Hochtemperatur-Supraleiter steigern Maschinen-Wirkungsgrade
Fortsetzung des Artikels von Teil 4
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Bei diesen Wandlern steigt dank drastisch gesenkter innerer Verluste der Wirkungsgrad, und bei gleicher Nutzleistung können sie sehr viel kompakter gebaut werden. Damit lassen sie sich noch besser in Schiffen und Schienenfahrzeugen einsetzen.
Im Bereich der Schiffsantriebe vollzieht sich zurzeit ein tiefgreifender Wandel: weg von den langsam laufenden Großdieseln, die direkt die Schrauben antreiben, hin zu schnell laufenden Gasturbinen- Generatoren und einzelnen kleineren Elektromotoren für die Schrauben. Diese können dann auch in schwenkbaren Gondeln sitzen und das Schiff deutlich manövrierfähiger machen.
Die „vollelektrische“ Bauweise ist vor allem für Kreuzfahrtschiffe höchst interessant, die mit häufig wechselnden Geschwindigkeiten fahren. Der Treibstoffverbrauch sinkt spürbar, und die Passagiere schätzen die wesentlich verringerten Vibrationen im Schiffskörper.
Supraleitende Generatoren und Motoren können auf Schiffen noch mehr Energie einsparen. Mit diesem Ziel hat Siemens (Bereich Corporate Technologie, Erlangen) den Prototyp eines Generators mit einer Nennleistung von 4 MVA entwickelt, weltweit der erste, der Hochtemperatur-Supraleiter verwendet (Bild 1). (Tieftemperatur-Versionen gab es früher schon vereinzelt.)
Der Rotor hat keine Kupferdrähte, sondern HTS-Bänder (hergestellt von EAS), die mit flüssigem Neon im geschlossenen Kreislauf auf –248 °C gekühlt werden. Er ist für die ungewöhnlich hohe Nenndrehzahl von 3600 U/min ausgelegt. Der Stator enthält konventionelle Kupferleiter. Der Generator ist im Vergleich zu einem konventionellen gleicher Leistung weitaus kleiner und leichter, er hat etwa die Größe eines „Smart“-Autos.
Verschiedene Firmen haben auch schon Transformatoren mit HTS aufgebaut, so etwa SuperPower (Bild 2). Auch diese sind bei gleicher Leistung weitaus kleiner als konventionelle. Sie wären in Eisenbahnzügen vorteilhaft, wo der Platz sehr knapp ist.
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