26.08.2025 – Das Forschungsprojekt HighAmp beschäftigt sich mit der Entwicklung kompakter, supraleitender Kabel, die in bestehende Kabelrohre städtischer Stromnetze passen sollen.
Um die steigenden Energieflüsse in Städten ohne aufwändige Bauarbeiten decken zu können, verfolgt das Projekt HighAmp die Entwicklung eines supraleitenden 20 kV-Stromkabels, das in die Bestandsrohre einer städtischen Infrastruktur integriert werden kann. Hierzu strebt das Forscherteam ein kompaktes Design an, sodass die Hochtemperatur-Supraleiter-Kabel (HTSL) auch in sehr kleinen Rohrsystemen verlegt werden können – wie sie beispielsweise in der Bestands-Rohrinfrastruktur im Straßenuntergrund zu finden sind.
Vergleich von Kupfer (Cu), Hochtemperatur-Supraleiter (HTSL) und Aluminium (Al): Gleiche Stromstärke bei unterschiedlichem Materialbedarf (Vision Electric Super Conductors GmbH)
Die Technologie
Supraleiter sind elektrische Leiter, die elektrische Energie bei entsprechender Kühlung (ca. -200 °C) nahezu verlustlos übertragen können. Somit ist bei einem wesentlich geringeren Leiterdurchmesser eine höhere Stromdichte erreichbar, was wiederum die Effizienz eines Supraleiters steigert. So ist die Übertragungskapazität von supraleitenden Kabeln im Vergleich zu herkömmlichen Kupfer- oder Aluminiumkabeln um ein Vielfaches höher.
Die supraleitenden Kabel werden durch entlang der Kabelstrecke installierte Kühlsysteme (Flüssigstickstoff) auf rund -200 °C gekühlt. Hierzu muss die Lösung kompakt gestaltet, die Kühlleistung optimiert und die thermischen Verluste reduziert werden.
Um den Übergang zwischen Supraleitern und konventionellen Leitermaterialien – etwa am Hausanschluss – zu realisieren, ist es notwendig, die hochspannungs- und kältetechnischen Anforderungen auf hohem Niveau zu konzipieren. Hierzu zählen vor allem die Isolierung und die Verbindungstechnologie.
Spannungsfestigkeit
Da ein sehr kompaktes Design angestrebt wird, ist die Spannungsfestigkeit zu beachten. An der TH Köln wird diesbezüglich im Hochspannungslabor getestet, welcher Leiterabstand und Durchmesser benötigt wird, um eine gewisse Spannungsfestigkeit zu erreichen. Aber auch das Isoliermaterial und die notwendige Geometrie der Stützanordnung werden in diesem Zusammenhang untersucht, um den hohen Anforderungen gerecht zu werden, erklärt Herr Prof. Christof Humpert von der TH Köln.
Zukunftstauglich
Durch die angestrebte Skalierbarkeit der Lösung auf höhere Spannungsebenen (etwa 110 kV) sollen auch Großstädte ihren Strombedarf mit vorhandener Infrastruktur decken und ganz nebenbei ihre CO₂-Bilanz verbessern können. Nach den Projekten AmpaCity (Essen) und SuperLink (München) könnte HighAmp mit dem 20 kV-HTSL‑Kabel einen weiteren Beitrag zur Entwicklung dieser Technologie leisten. Für die weitere Forschung und Förderung solcher Projekte seien jedoch auch andere Aspekte zu betrachten, wie Herr Dr. Carsten Räch vom projektbeteiligten Unternehmen Vision Electric Super Conductors GmbH ausführt: „Nach außen hin ist die Supraleitung bei der Bevölkerung noch ein bisschen Science-Fiction, weil es zu wenig Projekte gibt, mit denen man in Kontakt kommt. Man müsste mehr Aufklärungsarbeit betreiben, damit sie als normaler Technikzweig betrachtet werden kann.“ (cp)