highamp project – future engineered

Das HighAmp Projekt

Die Herausforderung

Das Ziel der Bundesregierung Treibhausneutralität bis 2045 zu erreichen und die daraus resultierende beschleunigte Energiewende stellt das Stromnetz in Europa vor vielfältige Herausforderungen. Auf der einen Seite ist die Richtung des Lastflusses durch den Einsatz von dezentralen erneuerbaren Energien nicht mehr zwangsläufig vorgegeben und die Netze müssen darauf flexibel reagieren können. Auf der anderen Seite führt der vermehrte Einsatz von Elektromobilität und Wärmepumpen zu Übertragungsengpässen und Grenzwertverletzungen, insbesondere auf der Verteilnetzebene.

Auf der Verteilnetzebene finden sich vorrangig VPE isolierte Kabel sowie veraltete Gasdruck- und Ölkabel. Die Gasdruckkabeltechnologie wurde in den 30er-Jahren entwickelt und seit den 50er-Jahren vor allem in städtischen 110 kV Verteilnetzen eingesetzt. Es existieren tausende Kilometer dieser Kabel im europäischen Verteilnetz, die in den nächsten Jahren ersetzt werden müssen.

Da der Tiefbau bei der Erneuerung von Kabelsystemen aufwendig und kostspielig ist, werden von Netzbetreibern Systeme bevorzugt die es erlauben vorhandene Rohrleitungen der bestehenden Gasdruck- und Ölkabel zu nutzen und gleichzeitig eine Erhöhung der Übertragungskapazität erlauben.

Hier setzt HighAmp an nutzt aktuelle Technologie im Bereich der Supraleiter für die Praxis.

Im Projekt HighAmp wird daher ein leistungsstarkes und kompaktes 3-phasiges Supraleiterkabel für den Einsatz in der 20 kV Verteilnetzebene und einem Nennstrom von 3 kA entwickelt. Mit der anschließenden Hochskalierung des Kabelkonzepts auf die 110 kV Ebene wird die komplette Leistungsklasse der VPE-Kabel abgedeckt bzw. weit übertroffen. Ziel ist die Entwicklung eines ultrakompakten Kabels, dass in Bestandsrohre der Gasdruck- und Ölkabel eingebracht werden kann und gleichzeitig die Übertragungskapazität gegenüber konventionellen Stadtkabeln vervielfacht. Die Stromdichte aktueller supraleitender Materialien ist bei Temperaturen von -200°C um den Faktor 100 bis 200 höher als bei Kupfer. Dies ermöglicht sehr hohe Leistungsdichten bei kompakten Geometrien und reduziertem Gewicht.

Zum Einsatz kommen REBCO-Bandleiter, sogenannte Hochtemperatursupraleiter der 2. Generation (2G HTS). Die Anordnung der Bandleiter in einer gestapelten (CroCo) oder gewickelten (CorC) Form minimiert die Verluste und erhöht die Energieeffizienz des Kabels. Somit ist ein Energieeinsparpotential gegenüber einem konventionellen VPE-Kabel bis zu 45 % möglich.