Für effiziente Windkraftanlagen
Innovative Kühlung für Supraleiter
Generatoren mit Supraleitern sollen die Leistung von Windkraftanlagen auf zehn Megawatt und höher steigern und zugleich Größe und Gewicht wesentlich verringern. Ein rotierender Kryostat soll die supraleitenden Spulen auf minus 253 Grad Celsius kühlen – eine entscheidende Bedingung für den Stromfluss ohne Widerstand.
Das hohe Potenzial der Supraleitung für den Ausbau der Windkraft zu nutzen, ist Ziel des von der EU geförderten Projekts „Suprapower“. Gemeinsam entwickeln die Partner eine Windkraftanlage mit direkt angetriebenem supraleitendem Generator.
Der Bereich Kryotechnik am Institut für Technische Physik (ITEP) des KIT steuert zu dem Projekt die Kühlung bei: Supraleiter weisen unterhalb einer bestimmten Temperatur keinen elektrischen Widerstand auf und leiten Strom verlustfrei. Damit der supraleitende Generator funktioniert, müssen die Spulen unter diese sogenannte Sprungtemperatur gekühlt werden.
Die Forscher am ITEP entwickeln einen rotierenden und verlustarmen Kryostaten, in dem die supraleitenden Spulen mit Gifford-McMahon-Kühlern durch reine Wärmeleitung auf 20 Kelvin (minus 253,15 Grad Celsius) gekühlt werden. Dabei werden Kleinkühler des Projektpartners Oerlikon Leybold Vacuum eingesetzt. „Da die Kühlleistung derartiger Kühler begrenzt ist, müssen wir einerseits entsprechend gut wärmeleitende Verbindungen zwischen den Kühlern und den supraleitenden Spulen entwickeln, wobei der Rotationseinfluss bei einem eventuellen Einsatz von Wärmerohren zu berücksichtigen ist. Andererseits benötigt der Kryostat eine hocheffektive thermische Isolation“, erklärt der Leiter des Bereichs Kryotechnik, Dr. Holger Neumann.
Das hohe Potenzial der Supraleitung für den Ausbau der Windkraft zu nutzen, ist Ziel des von der EU geförderten Projekts Suprapower (superconducting, reliable, lightweight, and more powerful offshore wind turbine). In dem gerade gestarteten, auf vier Jahre angelegten Projekt arbeiten neun Partner aus Industrie und Wissenschaft zusammen; die Koordination liegt bei der Fundación Tecnalia Research & Innovation in Spanien. Gemeinsam entwickeln die Partner eine Windkraftanlage mit direkt angetriebenem supraleitendem Generator. Der innovative Direktantrieb senkt die Transport- und Wartungskosten zusätzlich und erhöht die Lebensdauer der Turbine.
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
Höhere Verfügbarkeit von Kraftwerken durch…
Optischer Bypass in Windparks
Fraunhofer IWES
Rotorblätter schneller und günstiger fertigen
