Supraleitende Kurzschluss-Strombegrenzer stabilisiert Stromnetz der Zukunft

Siemens baut in Augsburg mit Supraleitern am Stromnetz der Zukunft / Pressebild: Siemens
Siemens baut in Augsburg mit Supraleitern am Stromnetz der Zukunft / Pressebild: Siemens

Siemens baut in Augsburg mit Supraleitern am Stromnetz der Zukunft

(WK-intern) – Werden bei starkem Wind oder viel Sonnenschein eine große Menge erneuerbarer oder anderer dezentral erzeugter Energien in das Mittelspannungsnetz eingespeist, können Kurzschlüsse auftreten, die die Stromversorgung gefährden.

Supraleitende Netztechnologien ermöglichen auch unter diesen Bedingungen einen zuverlässigen Netzbetrieb. Siemens installiert einen supraleitenden Kurzschluss-Strombegrenzer (Superconducting Fault Current Limiter, SFCL) vom sogenannten resistiven Typ bei den Stadtwerken Augsburg, der dieses Problem lösen soll.

Die Entwicklungsarbeiten und die Installation im Mittelspannungsnetz der Stadtwerke Augsburg sollen bis Ende 2015 abgeschlossen sein. Anschließend soll der supraleitende Kurzschluss-Strombegrenzer in einem Feldtest überprüft werden. Das Projekt mit dem Kürzel “ASSiST” wird durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie im Rahmen des Programms “BayINVENT – Innovative Energietechnologien und Energieeffizienz” gefördert. Das Europäische Patentamt (EPO) erteilte Siemens bereits mehrere wichtige Patente zur Technologie des resistiven supraleitenden Kurzschluss-Strombegrenzers.

Supraleitende Kurzschlussstrombegrenzer können in elektrischen Übertragungs- und Verteilnetzen auftretende Kurzschlussströme sehr schnell, effektiv, selbsttätig und damit eigensicher begrenzen. Damit ist auch unter schwierigen Bedingungen ein zuverlässiger Netzbetrieb möglich. Zudem sind sie nach einer kurzen Rückkühlzeit ohne weitere Maßnahmen wieder einsatzbereit.

“Mit unserem innovativen Partner Stadtwerke Augsburg haben wir einen Energieversorger gefunden, wo wir zeigen können, wie diese Hochtechnologie helfen kann, die Herausforderungen von Energiewende und Netzumbau erfolgreich zu bewältigen”, sagt Dr. Tabea Arndt, Leiterin Supraleitende Komponenten und Anwendungen in der zentralen Siemens-Forschung. “Leistungsstarke Anlagen für erneuerbare Energien (EEG-Anlagen) müssen zum Schutz der elektrischen Bauteile über effiziente Kurzschlussstrombegrenzer an das Netz angeschlossen werden”, sagt Jürgen Völkel, Technischer Direktor der Stadtwerke Augsburg. Projektleiter Thomas Janetschek ergänzt: “Zum heutigen Zeitpunkt sind bereits potentielle Einsatzfälle bekannt, die einer umgehenden Realisierung zugeführt werden könnten.”

Ein weiterer Vorteil supraleitender Strombegrenzer liegt darin, dass sie im Normalbetrieb für das Netz “unsichtbar” sind, weil sie bei den tiefen Temperaturen von minus 196 Grad Celsius, bei denen sie betrieben werden, keinen elektrischen Widerstand aufweisen. Sie beeinflussen damit die Stabilität des Stromnetzes nicht negativ im Unterschied zu den heute üblicherweise verwendeten Drosseln, die einen kontinuierlich hohen Widerstand haben. Im Durchschnitt beträgt der Verlust an elektrischer Leistung pro Drossel rund 25 Kilowatt.

Mit supraleitenden Strombegrenzern kann man auch mehrere elektrische Teilnetze verbinden und damit die Betriebssicherheit und Stabilität des Netzes erhöhen. Zudem entfällt der typischerweise notwendige Zusatzaufwand für den Austausch oder die Aufrüstung von elektrischen Komponenten zur Verstärkung der Netze, wenn supraleitende Strombegrenzer für die Verbindung mehrerer Teilnetze oder für die Anbindung dezentraler Energieeinspeiser eingesetzt werden.

PM: Siemens

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