Durch Hochtemperaturleiter Transportfähigkeit vorhandener Trassen nahezu verdoppeln
Im deutschen Stromnetz wächst die Strommenge aus Windenergie- und PV-Anlagen die über große Entfernungen in Ballungsräume und Industrieschwerpunkte geleitet werden muss. Um über die bestehenden Stromtrassen eine höhere Maximalleistung führen zu können, bieten sich neu entwickelte Hochtemperatur-Leiter an. Das BINE-Projektinfo „Der heiße Draht im Netz“ (13/2016, siehe aktuelle Pressemitteilung) stellt die neuen Leitungen vor. Bei vergleichbarem Leiterquerschnitt kann sich so die Transportfähigkeit vorhandener Trassen nahezu verdoppeln.
Mit steigendem Stromdurchfluss erwärmen sich Freileitungen infolge des elektrischen Widerstands. Derzeitige Leitungen setzen dem Ferntransport kurzfristig anfallender, regionaler Stromüberschüsse im Netz Grenzen, da sie nur für eine Temperatur von höchstens 80 °C ausgelegt sind. Neu entwickelte Hochtemperatur-Leiterseile halten dauerhaft Temperaturen bis 210 °C aus. Dadurch wird es möglich, höhere Strommengen zu transportieren und somit Netzengpässe zu vermeiden. Im Inneren der Leitung kommen Verbundwerkstoffe auf Basis von Kohlefasern und Aluminium-Keramik sowie spezielle Aluminium- und Stahllegierungen zum Einsatz. Die neuen Leitungen hängen dadurch bei höheren Temperaturen weniger durch als die bisherigen.
Sowohl die Drähte im Kern als auch die Aluminium-Zirkonium Drähte im Mantel tragen zur Zugfestigkeit bei: HTLS-Leiter wie etwa 3M Aluminium Conductor Composite Reinforced (ACCR) können einen wichtigen Beitrag zum beschleunigten Netzausbau leisten.
Die neuen Hochtemperatur-Leiter können die Flexibilität im Netz für kurzzeitige Strommaxima erhöhen. Standardmäßig werden Freileitungen in Deutschland unterhalb der möglichen Höchstleistung betrieben. Das Institut für Hochspannungstechnik der RWTH Aachen hat das Forschungsprojekt gemeinsam mit Industriepartnern durchgeführt.
Hochtemperaturleiterseile testet seit Januar 21014 der Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz auf der Trasse von Remptendorf (Thüringen) ins bayerische Redwitz. Ein Hochspannungsleiterseil besteht aus zwei Schichten. Innen liegt der Kern, der gerade bei hohen Temperaturen den Leiter trägt und bei 3M aus Aluminiumoxidfasern besteht. Außen umschließt ihn der Mantel, der zusammen mit dem Kern den Strom trägt. Der Mantel besteht immer aus einer Aluminiumlegierung und ist aus Sicht von 3M im Zusammenspiel mit dem Aluminiumkern ein Garant für Langlebigkeit, da diese Kombination der Korrosion trotzt.
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