Physik: Windgeneratoren mit Supraleitung
In Dänemark wurde ein Windrad mit einem supraleitenden Generator getestet. Er könnte entscheidende Probleme für den Vorstoß in neue Leistungsklassen lösen.
Kühlkompressoren am Fuß des Turms liefern flüssiges Helium für die Kühlung des Generators.
(Bild: EcoSwing)
- Rainer Kurlemann
Die Windmühlen auf dem Meer werden immer leistungsstärker. Der aktuelle Rekordhalter dreht sich am Hafen von Rotterdam: 12 Megawatt Leistung, 260 Meter Turmhöhe, 220 Meter Rotordurchmesser. Die nächste Generation der Offshore-Turbinen soll gar 15 bis 20 Megawatt liefern. Doch der Gigantismus hat seinen Preis: Mit zunehmender Leistung werden auch die Gondeln immer größer und schwerer – und die Fundamente, der Transport und die Montage entsprechend aufwendiger.
Ein Schlüssel für leichtere Anlagen sind Generatoren, die nicht mit Permanentmagneten, sondern mit Hochtemperatur-Supraleitermaterial (HTS) arbeiten. Diese keramischen Materialien verlieren unterhalb einer bestimmten Temperatur jeglichen Widerstand, Strom kann also ungehindert durch sie hindurchfließen. "Hochtemperatur" ist hier zwar nicht im landläufigen Sinne zu verstehen, sondern bedeutet mindestens minus 180 Grad. Das ist immerhin schon deutlich wärmer als die minus 250 Grad, die klassische Supraleiter benötigen.
"Supraleitende Generatoren erreichen doppelt so hohe Leistungsdichten wie konventionelle", sagt Werner Prusseit, Geschäftsführer des HTS-Kabelherstellers Theva. Deshalb wiegt der neue Generator bei gleicher Leistung 40 Prozent weniger als ein herkömmlicher und ist deutlich kleiner. Entsprechend stark können die Kosten für den Aufbau sinken. Außerdem brauchen supraleitende Spulen weniger kritische Rohstoffe wie seltene Erden.
(grh)
