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Supraleitergeneratoren

Supraleiterbasierte Generatoren bieten interessante Vorteile für den weltweiten Ausbau der Stromproduktion mit Wind- und Wasserkraft. Ihre Baugröße und ihr Gewicht sind um bis zu 70% geringer als die konventioneller Systeme, sie erreichen insbesondere im Teillastbereich einen deutlich höheren Wirkungsgrad und sie bieten eine hohe Überlastfestigkeit unter extremen Betriebsbedingungen.

Mit diesen Eigenschaften schaffen supraleitende Generatoren die technischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen für den Bau von Offshore-Windkraftanlagen der ≥ 10-MW-Klasse. Selbst im Vergleich mit aktuellen Permanentmagnet-Generatoren ergeben sich hier Größen- und Gewichtsvorteile von ca. 50%. Auch im Onshore-Betrieb bieten Generatoren mit Supraleitertechnik interessante Potenziale: Speziell auf sogenannten Low-Wind-Sites erreichen sie eine bessere Effektivität als alle anderen Systeme. Unabhängig vom Standort verringern Supraleitergeneratoren die Abhängigkeit von knappen und teuren Ressourcen: Mit der Technologie reduziert sich der Verbrauch Seltener Erden auf zwei Kilogramm pro Megawatt installierter Leistung, während mit Permanentmagnet-Generatoren 250 Kilogramm Seltenerden pro MW eingesetzt werden müssen.

Insgesamt lassen sich mit supraleitenden Generatoren bereits in der Leistungsklasse von 2 MW bis zu 20% günstigere Gestehungskosten erreichen als für konventionellen Generatoren mit Getriebe, so dass sie auch für das „Repowering“ bestehender Anlagen attraktiv werden. Supraleiterbasierte Generatortechnik adressiert damit inzwischen alle Kernmärkte der Windenergie.

Wasserkraft ist die am längsten genutzte regenerative Energiequelle: Es besteht umfangreicher Modernisierungsbedarf, da etwa die Hälfte der bestehenden Wasserkraftwerke seit über 40 Jahren in Betrieb sind. Im Fokus steht dabei auch die Optimierung des Wirkungsgrads existierender Anlagen speziell im Teillastbetrieb, der über das Gesamtjahr betrachtet die vorherrschende Betriebsart darstellt. In Verbindung mit moderner Leistungselektronik und Turbinentechnik bieten supraleitende Generatoren aufgrund ihrer hohen Teillasteffizienz, ihrer kompakten Abmessungen und ihres geringen Gewichts sehr gute Voraussetzungen für die Modernisierung und Erstausrüstung von Wasserkraftanlagen.