HTSL (Hochtemperatur-Supraleiter)

Um die Übertragungsverluste bei der Energieübertragung so gering als möglich zu halten, könnten in der Energieübertragung Kabel mit Supraleitern und niedrigsten Impedanzen eingesetzt werden: Very Low Impedance Cables (VLI).


Entsprechende VLI-Kabel benutzen Hochtemperatur-Supraleiter (HTS). Sie haben äußerst geringere oder gar keine Verluste und können ein Vielfaches an Energie gegenüber konventionellen Kupferkabeln übertragen. Es entsteht keine Verlustwärme und die Wärmeeinflüsse durch die Umgebung werden durch die Kabelkonstruktion kompensiert.

Die Entwicklung der HTS-Kabel reicht zurück bis in die 60er Jahre. Um den Effekt der erhöhten Leitfähigkeit zu erzeugen, wurden die damaligen Kabel noch mit Helium beim absoluten Nullpunkt von -273,15 °C, resp. 0 Kelvin, gekühlt. Sie waren im Aufbau äußerst komplex und zudem sehr kostspielig. In den 80er Jahren wurde mit keramischen Materialien und Flüssigstickstoff gearbeitet, welches auf -196 °C gekühlt wurde.

HTS-Kabel mit Stickstoffrohr, Foto: windkraft-journal.de

HTS-Kabel mit Stickstoffrohr, Foto: windkraft-journal.de

Vom Aufbau her gibt es zwei verschiedene HTS-Kabel. Bei dem einen erfolgt die Kühlung mittels Stickstoff sowohl innerhalb des HTS-Leiters, der als Leiterband um ein Rohr gewickelt ist, als auch durch eine den HTS-Leiter umgebende Röhre. Bei der anderen Ausführung umgibt die Kühlungsvorrichtung das gesamte HTS-Kabel und dessen Kupferschirmung. Man spricht in diesem Zusammenhang von einem kalten oder einem warmen dielektrischen Kabel.

Cold Dielectric HTS-Kabel haben einen ohmschen Widerstand von etwa 0,1 Milli-Ohm pro Kilometer, die Induktivität liegt bei etwa 0,06 mH/km. Dagegen haben normale PVC- oder XLPE-Kabel einen hundertfach höheren Leiterwiderstand und eine fünffach höhere Induktivität.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Hochtemperatur-Supraleiter - HTSL
Englisch: high temperature superconducting - HTS
Veröffentlicht: 12.02.2019
Wörter: 260
Tags: #Energienetze
Links: Dielektrikum, Halten, Impedanz, Induktivität, Kabel