Windenergieanlagen 10.05.2019, 14:05 Uhr

Premiere für den supraleitenden Generator

Ein europäisches Konsortium hat mit Unterstützung der EU ein System realisiert, das erneuerbare Energien verbilligt. Der Stromerzeuger lief in der Gondel einer zweiflügeligen Windmühle in Dänemark.

Windenergiesymbol auf einer Tastatur

Foto: panthermedia.net/maxkabakov

Die weltweit erste Windmühle, die mit einem supraleitenden Generator ausgestattet ist, drehte sich bis zum 30. April 2019 im dänischen Thyborøn wenige 100 Meter entfernt von der Nordseeküste. Sie hatte eine Leistung von 3 Megawatt. Die Mühle hat, anders als die meisten derzeit installierten, nur 2 Flügel und ist eigentlich für den Offshore-Betrieb konzipiert. Der Rotordurchmesser beträgt 128 Meter. Entwickler ist Envision Energy (Denmark) Aps in Silkeborg, ein Unternehmen der chinesischen Envision-Gruppe, die es als Forschungszentrum betreibt.

Supraleitung bei minus 243 Grad Celsius

Die Spulen aus Hochtemperatur-Supraleitermaterial (HTS) werden auf minus 243 Grad Celsius gekühlt. Von HTS spricht man bei Werkstoffen, die bei höheren Temperaturen als minus 269 Grad dem elektrischen Strom keinen Widerstand entgegensetzen. Klassische Supraleiter benötigen als Kühlmittel flüssiges Helium, das extrem teuer ist. Das Trockenkühlsystem, das Sumitomo Cryogenics of Europe aus dem britischen Basingstoke lieferte, ist weitaus kostengünstiger.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
über ifp l Personalberatung Managementdiagnostik-Firmenlogo
Geschäftsführer (m/w/d) über ifp l Personalberatung Managementdiagnostik
Rheinland-Pfalz Zum Job 
Stadt Köln-Firmenlogo
Bauingenieur*in (m/w/d) für die Generalsanierung der Mülheimer Brücke beim Amt für Brücken, Tunnel und Stadtbahnbau Stadt Köln
Deutsche Rentenversicherung Bund-Firmenlogo
Ingenieur*in Elektrotechnik / Starkstrom (m/w/div) Deutsche Rentenversicherung Bund
Stadt Freiburg-Firmenlogo
Sachgebietsleiterin (a) Technische Ausrüstung / Energiemanagement Stadt Freiburg
Freiburg Zum Job 
Landeshauptstadt Stuttgart-Firmenlogo
Wirkungsanalyst*in Verkehr, Umwelt, Sicherheit (m/w/d) Landeshauptstadt Stuttgart
Stuttgart Zum Job 
Kurtz GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Elektrokonstrukteur (m/w/d) Kurtz GmbH & Co. KG
Wertheim Zum Job 
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Studierende (m/w/d) für ein Praxissemester Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
Kurtz GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Senior Konstrukteur (m/w/d) Kurtz GmbH & Co. KG
Wertheim Zum Job 
Kurtz GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Produktmanager (m/w/d) Kurtz GmbH & Co. KG
Wertheim Zum Job 
Kurtz GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Energieelektroniker (m/w/d) Kurtz GmbH & Co. KG
Wertheim Zum Job 
Kurtz GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Produktmanager Digitalisierung (m/w/d) Kurtz GmbH & Co. KG
Wertheim Zum Job 
Kurtz GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Recruiting Expert (m/w/d) Kurtz GmbH & Co. KG
Kreuzwertheim Zum Job 
Kurtz Ersa Automation GmbH-Firmenlogo
Elektroniker/Mechatroniker (m/w/d) Kurtz Ersa Automation GmbH
Wertheim Zum Job 
Kurtz Holding GmbH & Co. Beteiligungs KG-Firmenlogo
Compliance Expert (m/w/d) Kurtz Holding GmbH & Co. Beteiligungs KG
Kreuzwertheim Zum Job 
Kurtz Holding GmbH & Co. Beteiligungs KG-Firmenlogo
DevOps Engineer (m/w/d) Kurtz Holding GmbH & Co. Beteiligungs KG
Kreuzwertheim Zum Job 
Ersa GmbH-Firmenlogo
Softwareentwickler (m/w/d) Embedded Systems Ersa GmbH
Kreuzwertheim Zum Job 
Kurtz Holding GmbH & Co. Beteiligungs KG-Firmenlogo
UI/UX Designer (m/w/d) Kurtz Holding GmbH & Co. Beteiligungs KG
Kreuzwertheim Zum Job 
Kurtz GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Softwareentwickler SPS (m/w/d) Kurtz GmbH & Co. KG
Kreuzwertheim Zum Job 
Ersa GmbH-Firmenlogo
Softwareentwickler (m/w/d) Ersa GmbH
Wertheim Zum Job 
Kurtz GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Technischer Produktdesigner (m/w/d) für den Bereich Dokumentation Kurtz GmbH & Co. KG
Kreuzwertheim Zum Job 

Der HTS-Film, das Herz der supraleitenden Spulen, ist eine Legierung aus Gadolinium, Barium und Kupferoxid. Er ist gerade mal 3,5 Mikrometer dick. Der gesamte Leiter einschließlich der Hüll- und Kontaktschichten ist kaum dicker als ein Tausendstel Millimeter. Er verkraftet eine 100 Mal größere Stromdichte, verglichen mit einem Kupferleiter. Hergestellt wurden die Kabel von Theva Dünnschichttechnik in Ismaning bei München. Das Unternehmen formte daraus die 1,4 Meter langen und 20 Zentimeter breiten Spulen für den Generator. Insgesamt gingen 25 Kilometer HTS-Draht drauf, ein Viertel der Jahreskapazität des Unternehmens.

Testläufe fanden in Bremerhaven statt

Das Bonner Engineeringunternehmen Eco 5 hat das Kerndesign des HTS-Generators entworfen. Jeumont Electric aus Frankreich war für den Stator verantwortlich, also den Teil des Generators, in dem sich der Rotor dreht. Diesen bauten Ingenieure der Universität Twente in den Niederlanden. Er ist mit konventionellen Kupferspulen ausgestattet. Auf dem Prüfstand des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) in Bremerhaven absolvierte der komplette Generator Testläufe, ehe er in die Gondel der Windenergieanlage eingebaut wurde. Dort lief der Generator rund 700 Stunden lang ohne eine einzige Störung. Die Kälteanlage war 7 Monate lang in Betrieb. Jetzt wird die Anlage planmäßig stillgelegt, was eine Weile dauert. Das Kühlsystem muss sich aufwärmen.

Die EU steuerte 10,5 Millionen Euro bei

Da der Strom widerstandsfrei fließt erhöht sich der Wirkungsgrad um bis zu zwei Prozent, verglichen mit einem Generator mit Kupferspulen. Das bringt die erste Einsparung. Wegen des um 40 Prozent geringeren Gewichts, verglichen mit einem konventionellen Stromerzeuger, kann an Fundament und Turm massiv gespart werden. Insgesamt, so erwarten die Beteiligten an diesem EU-Projekt namens EcoSwing, das 13,8 Millionen Euro kostet – 10,5 Millionen steuerte die EU bei –, wird die Windstromerzeugung mit HTS-Generatoren billiger. Um wie viel genau wird sich erst zeigen, wenn diese Stromerzeuger in größeren Stückzahlen gebaut werden.

Hier wird Ihnen ein externer Inhalt von youtube.com angezeigt.

Mit der Nutzung des Inhalts stimmen Sie der Datenschutzerklärung von youtube.com zu.

Die Hochtemperatur-Supraleitung ist perspektivisch entscheidend für das Gelingen der Energiewende. Wegen des geringen Gewichts der HTS-Generatoren lassen sich bereits bestehende ältere Windenergieanlagen umrüsten, sodass sich ihre Leistung um mindestens 25 Prozent erhöht, ohne dass neue Türme und Gondeln gebaut werden müssen. Das würde die Kosten des Windstroms noch einmal reduzieren.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.