Die Forderungen nach einem höheren Anteil an regenerativen Energien und einer höheren Energieeffizienz werden im Schatten der Reaktorkatastrophe in Japan immer lauter. Energieversorgungsunternehmen sind gezwungen, mit In- novationen und neuen Konzepten einsatzfähige Technologien zu präsentieren und diese zu wettbewerbsfähigen Preisen flächendeckend umzusetzen. Damit ist nicht nur die Energieproduktion gemeint, sondern vielmehr ihre effiziente Verteilung.
Als Beispiel sei die Umstellung der Energieversorgung auf mehrere dezentrale Produzenten genannt, die eine Anpassung der Netzstrukturen nach sich zieht. Beim Bau neuer Freileitungen ist bei Beteiligten in der Regel mit heftigem Wi- derstand zu rechnen. Zur Lösung dort aufkommender Probleme wird zuneh- mend auch die Supraleitungstechnologie thematisiert, die einen großen Beitrag zu Netzmodernisierungsmaßnahmen und der Stromversorgung von morgen leisten könnte. Supraleitende Erdkabel und Strombegrenzerkonzepte eröffnen neue Lösungsmöglichkeiten, die vorher so nicht realisierbar waren.
Im Rahmen der Studienarbeit soll anlässlich des 100-jährigen Jubiläums der Supraleitung der aktuelle Forschungsstand dieser Technologie in der Energie- technik dargestellt werden. Aufgezeigt werden sollen die Funktionsweise, die Konzepte und ihre Anwendungsmöglichkeiten sowie schon realisierte Pilotpro- jekte.
Ziel ist es, dem Leser einen Überblick über die Möglichkeiten der noch kaum beachteten Technik zu geben und ihm exemplarisch den Stand der Hochtempe- ratursupraleitung in der Energietechnik vorzustellen.
Die Ausführungen beschränken sich auf die Darstellung der Einsatzmöglichkei- ten der Hochtemperatursupraleiter in der Energietechnik, d.h. nicht betrachtet werden Tieftemperatursupraleiter bzw. die Gebiete der Elektronik oder Mikro- technik. Die mit der Supraleitung eng verbundenen Kühltechnologien finden aufgrund des begrenzten Umfangs nur kurz Erwähnung.
Inhaltsverzeichnis
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Einleitung
- Problemstellung und Zielsetzung
- Aufbau und Vorgehensweise
- Einführung in die Supraleitung
- Entdeckung der supraleitenden Materialien
- Meißner-Ochsenfeld-Effekt und Phasenraum der kritischen Größen
- Abgrenzung Typ-1- und Typ-2-Supraleiter
- Supraleitende Kabel
- Anforderungen an supraleitende Kabel
- Darstellung verschiedener Kabelkonzepte
- Herstellung und Eigenschaften verschiedener Leitertypen
- Einsatzmöglichkeiten und Nutzen in der Energietechnik
- Pilotprojekte und Entwicklungsstand
- Supraleitende Strombegrenzer
- Funktionsweise supraleitender Strombegrenzer
- Anforderungen an einen idealen Strombegrenzer
- Einsatzmöglichkeiten und Nutzen in der Energietechnik
- Pilotprojekte und Entwicklungsstand
- Weitere Einsatzmöglichkeiten und Zukunftsperspektive
- Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Studienarbeit analysiert die Einsatzmöglichkeiten von Hochtemperatur-Supraleitern (HTSL) in der Energietechnik. Sie beleuchtet die Funktionsweise und das Potenzial von HTSL-basierten Technologien, insbesondere in Bezug auf supraleitende Kabel und Strombegrenzer. Die Arbeit zielt darauf ab, ein umfassendes Verständnis der aktuellen Forschungsergebnisse und Entwicklungen in diesem Bereich zu vermitteln.
- Funktionsweise und Eigenschaften von Hochtemperatur-Supraleitern
- Einsatz von HTSL in supraleitenden Kabeln und Strombegrenzern
- Vorteile und Herausforderungen von HTSL-basierten Technologien
- Aktuelle Pilotprojekte und zukünftige Entwicklungen in der HTSL-Forschung
- Potenzial von HTSL für die Verbesserung der Energieeffizienz und die Entwicklung neuer Energiesysteme
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in die Supraleitung, wobei die Entdeckung supraleitender Materialien, der Meißner-Ochsenfeld-Effekt und die Unterscheidung zwischen Typ-1- und Typ-2-Supraleitern erläutert werden. Im Anschluss werden supraleitende Kabel im Detail betrachtet, einschließlich der Anforderungen, verschiedenen Konzepte, Herstellungsprozesse und Einsatzmöglichkeiten in der Energietechnik. Pilotprojekte und der aktuelle Entwicklungsstand dieser Technologie werden ebenfalls beleuchtet.
Kapitel 4 widmet sich dem Thema supraleitender Strombegrenzer. Es werden die Funktionsweise, Anforderungen und Einsatzmöglichkeiten dieser Geräte in der Energietechnik diskutiert, gefolgt von einer Zusammenfassung der wichtigsten Pilotprojekte und des aktuellen Entwicklungsstandes. Schließlich werden weitere Einsatzmöglichkeiten von HTSL in der Energietechnik sowie die Zukunftsperspektive der Technologie beleuchtet.
Schlüsselwörter
Hochtemperatur-Supraleiter, Energietechnik, Supraleitende Kabel, Strombegrenzer, Meißner-Ochsenfeld-Effekt, Typ-1- und Typ-2-Supraleiter, Pilotprojekte, Zukunftsperspektive.
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- Sönke Schlenker (Autor), 2011, Einsatz von Hochtemperatur-Supraleitern in der Energietechnik , Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/175062
