Supraleitende Stromschienen
»HTS-Stromschienen lohnen sich schon heute!«
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Kostenreduzierung dank modularem Konzept
Weil die Stromzuführung rund 90 Prozent zur Verlustleistung der 20-kA-Stromschiene beiträgt, beschäftigt sich das Unternehmen vor allem damit, eine effiziente und skalierbare Zuführung mit Kryostat zu entwickeln, der für die Kühlung auf 77 K sorgt. Die Volllastverluste sollten sich so um 25 bis 50 Prozent reduzieren lassen, die Leerlaufverluste um 50 Prozent. Indem das Unternehmen einfache Bauteile verwendet, die sich einfach produzieren lassen, sollte sich eine Kostenreduktion um 30 bis 50 Prozent realisieren lassen. Insgesamt ergäben sich daraus auch kleinere Baugröße und die Möglichkeit, kleinere Kältemaschinen einzusetzen.
Generell gesehen übersteigen die Investitionskosten von Stromschienen auf HTSL-Basis die der normalleitenden Typen um den Faktor 2 bis 5. »In speziellen Fällen liegen beide jedoch heute schon auf dem gleichen Niveau«, erklärt Wolfgang Reiser. Als Beispiel führt er ein Aluminiumwerk an, wo eine Stromschiene mit 80 kA, 700 V DC und 350 m Länge verlegt werden sollte. »Die Montage der Stromschiene mit 20 Trennern war sehr schwierig und musste im Magnetfeld erfolgen«, sagt Reiser. Während eine konventionelle Stromschiene auf eine Verlustleistung von 780 kW kommt, wäre eine supraleitende Stromschiene mit 540 kW ausgekommen. Bei Annahme eines Preises von 1,5 Cent pro kWh (die Anlage befindet sich offensichtlich nicht in Deutschland) ließen sich so 35.00 Euro pro Jahr sparen. Und nun zu den Investitionskosten: sie lagen aufgrund der schwierigen Montagebedingungen sogar mit 5,58 Mio. Euro unter den 5,7 Mio. Euro für eine konventionelle Anlage.
Und Reiser hat noch ein zweites Beispiel parat: Beim Einsatz einer HTSL-Stromschiene in einer Chlor-Elektrolyse ließen sich 55.000 Euro einsparen. Die Investitionskosten beliefen sich in diesem Beispiel für normalleitende Aluminium-Schienen auf 2,77 Mio. Euro und für die HTSL-Stromschiene auf 2,84 Mio. Euro.
Kryotechnik im Griff, HTS-Leiterkosten fallen
Sein Fazit: Die Rechnung auf dem Papier spricht schon heute in vielen Fällen für die Supraleitung. Warum wechseln dann die Anwender nicht mit fliegenden Fahnen zur neuen Technik? Das liegt vor allem dran, dass die Betriebszuverlässigkeit der Kryotechnik und das Betriebsverhalten (Oberwellen, Überlast, Kurzschluss) noch mit Skepsis betrachtet werden. Dasselbe gilt für den Übergang von der normalen zur Supraleitung.
Und mit einem weiteren Problem haben die Hersteller von Maschinen auf Basis von HTS-Leitern der zweiten Generation zu kämpfen: Es stehen derzeit weltweit zu geringe Fertigungskapazitäten zur Verfügung. Die Hersteller der HTSL-Bandleiter investieren allerdings derzeit stark in den Ausbau der Kapazitäten, so dass schon im kommenden Jahr mit einer Entspannung der Situation zu rechnen ist. »Und auch die Kosten der Kryotechnik können wir in den Griff bekommen«, so Reiser.
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