03.08.2022 – In Zusammenarbeit mit Vision Electric Super Conductors GmbH (VESC) und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat ein Konsortium aus sechs Verteilnetzbetreibern unter Leitung der TEN – Thüringer Energienetze GmbH und Co. KG (TEN) im Rahmen einer Studie den Einsatz supraleitender Fehlerstrombegrenzer zur Beherrschung der zu erwartenden zukünftigen Belastungen der Netzstationen untersucht.
Als Supraleiter werden Materialien bezeichnet, die bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur den elektrischen Widerstand verlieren. Hochtemperatursupraleiter müssen hierfür mit einem Kühlmedium wie Flüssigstickstoff unter -180°C gekühlt werden. Die hierzu notwendige Kältetechnik ist laut Forschern ausgereift und mit hoher Zuverlässigkeit am Markt verfügbar.
Entsprechend der hochskalierten Häufigkeitsverteilungen der Strombelastung je Einsatzort wurden unterschiedliche Kühlbedarfe ermittelt. Bild: Vision Electric Super Conductors GmbH
Vorteile im Vergleich zu konventionellen Maßnahmen zur Fehlerstrombegrenzung seien beispielsweise, dass die Begrenzung des Fehlerstroms bereits im ersten Stromanstieg ohne externen Trigger eigensicher erfolge und nach Auftreten des Fehlerfalls schnell und ohne Wartung der Betrieb wieder aufgenommen werden könne. Gegenüber vergleichbaren Betriebsmitteln vermeide der nicht vorhandene Widerstand der Supraleiter weitestgehend elektrische Verluste.
Nach der Auswahl von typischen Anwendungsfällen im Konsortium der Netzbetreiber wurden über Voruntersuchungen mehrere Varianten ausgewählt. Das konzeptionelle Design mit den ermittelten technischen Daten dient als Basis für die beiden untersuchten Varianten, den resistiven und den induktiven supraleitenden Strombegrenzer. Beide Varianten haben den Partnern zufolge bezogen auf den Anwendungsfall ihren optimalen Einsatzbereich. Unter Berücksichtigung von wichtigen Aspekten der Wartung und Betriebssicherheit und der Einbeziehung der Betriebskosten der Kältetechnik erfolgte eine Abschätzung der Investitions- und Betriebskosten.
Die Studienergebnisse wurden von TEN – Thüringer Energienetze im Rahmen der 8. Tagung zur Zukunft und Innovation der Energietechnik mit Hochtemperatur-Supraleitern (ZIEHL VIII) der Fachöffentlichkeit präsentiert. (ds)