”AmpaCity”-projektiin hiljattain kehitetyn suprajohdekaapelin tyyppitestaus onnistui
Maaliskuussa käynnistyi tilaa säästävän ja energiatehokkaan HTS-kaapelijärjestelmän tuotanto Essenin kaupungin suurjännitekaapelin korvaamiseksi.
Yli sata vuotta suprajohtavuuden keksimisen jälkeen ihmiset alkavat käsittää, mistä tutkijasukupolvet ovat olleet innoissaan – lähes häviöttömästä sähkön siirrosta. Korkean lämpötilan suprajohtavaa kaapelijärjestelmää (HTS) koskevan testaustodistuksen luovuttaminen merkitsi Nexansille ja RWE Deutschland AG:lle ”AmpaCity”-projektin 1,5 vuoden kehittelyvaiheen päättymistä 11. maaliskuuta 2013. Nexansin Hannoverin tehtaan suurjännitelaboratoriossa suoritetun prototyypin onnistuneen testisarjan jälkeen on alkamassa 10 kilovoltin ja 1 kilometrin pituisen HTS-järjestelmän tuotanto. Vuoden lopulla se tulee korvaamaan 110 kV:n kuparikaapelin RWE:n jakeluverkossa Essenin kaupungissa Saksassa ja siirtämään saman verran sähköä aina 40 MW:iin saakka.
Sen sopivuus todettiin HTS-kaapeliprototyypin salamaniskun syöksyjännitekokeessa, joka on nimellisjännitettä noin seitsemän kertaa suurempi, sekä käyttöjännitettä kolme kertaa suuremmalla jatkuvalla kuormituksella. Kokeiden aikana testattiin myös järjestelmään kuuluva liitos ja tarkoitukseen erityisesti kehitetyt kompaktit kaapelipäätteet. Päätteillä saadaan aikaan siirtymä kryogeenisestä suprajohtavasta järjestelmästä perinteiseen kupariverkkoon.
Kaksinkertainen maailman ensiesitys Essenin keskustassa
AmpaCityn samankeskinen 10 kV:n 3-vaihekaapeli on maailman pisin suprajohdekaapeli. Suprajohdekaapelin ja suprajohtavan vikavirtarajoittimen yhdistelmä on myös ensimmäinen laatuaan. Laite on Hürthissä sijaitsevan Nexans SuperConductors GmbH:n valmistama, ja se suojaa sähköverkkoa ja kaapelia oikosulkuvirtojen auheuttamalta ylikuormitukselta estäen niitä leviämästä verkon muihin osiin.
Suprajohdekaapelien avulla vältytään kaupunkiverkkojen laajentamiselta suurjännitekaapeleilla, ja ensiksi mainittujen käyttäminen tarkoittaisi sitä, että resurssi- ja maankäyttövaltaiset muuntoasemat voitaisiin hävittää. Vaikka kaupunkien keskustoissa voitaisiin käyttää myös keskijännitteisiä kupari- tai alumiinikaapeleita sähkönsiirtoon, tämän ratkaisun kustannustehokkuus hupenisi paljon suurempiin häviöihin sähköä siirrettäessä. "Essenin keskustaan asennettu kilometrin mittainen suprajohdekaapeli kulkee kahden muuntoaseman kautta. Se lisää huomattavasti kaupunkikeskustan sähkönsyötön tehotiheyttä ja hyötysuhdetta", sanoo RWE Deutschland AG:n uusien teknologioiden / projektien johtaja Andreas Breuer. Nexans Deutschlandin toimitusjohtaja Christof Barklage totesi, että "tämä hanke voi tehdä sähköverkkojen vallankumouksen. Olemme innoissamme, kun olemme tämän kiehtovan ja edelläkäyvän teknologian pioneereja."
Jääkylmien johtimien teknistä ylivertaisuutta
Suprajohtavan kaapelijärjestelmän tekninen ylivertaisuus johtuu johdinmateriaalin ominaisuuksista. Noin -200 °C:n lämpötiloissa materiaali muuntuu lähes täydelliseksi sähköjohtimeksi, joka voi siirtää vähintään 100 kertaa enemmän sähköä kuin kupari. Tarvittava käyttölämpötila voidaan saada aikaan vaivattomasti nestemäisellä typellä, jota käytetään kylmäaineena monissa muissa teollisuuden käyttökohteissa. Huolimatta suprajohdekaapelin välttämättömästä lämpöeristyksestä se pystyy siirtämään viisi kertaa enemmän sähköä kuin saman ulkohalkaisijan kuparikaapeli – ja paljon pienemmin häviöin kupariin verrattuna.
Tehokas teknologia kilpailee pian tavanomaisten ratkaisujen kanssa
AmpaCityn kaapelijärjestelmässä ja vikavirtarajoittimessa käytettävät korkean lämpötilan suprajohteet ovat olleet valmiita käytettäviksi energiasovelluksiin jo muutamia vuosia. Asiantuntijat otaksuvat, että nämä innovatiiviset kaapelijärjestelmät ovat pian kilpailemassa kupariratkaisujen kanssa energiavaltaisissa käyttökohteissa myös kustannustehokkuuden näkökulmasta. Ne ovat kiinnostavia silloin, kun täytyy siirtää paljon sähköä rajallisessa tilassa. Erikoisominaisuuksiensa ja pienten sähköhäviöiden ansiosta Saksan talous- ja teknologiaministeriössä (BMWi) ja RWE Deutschland AG:n johtamassa yhtymässä suprajohtavia sähkölaitteita pidetään tärkeänä elementtinä tulevaisuuden energianjakelussa, ja sen vuoksi niitä edistetään AmpaCity-projektissa.
Eva Wallin, Tiedotusjohtaja, Nexans Sweden AB, 46 325 801 98, e-mail eva.wallin@nexans.com
Nexans tietoutta
Nexans on maailmanlaajuinen johtava kaapeliteollisuuden asiantuntija ja tarjoaa voimansiirto kehityksen painopistealueena laajan valikoiman kaapeleita ja kaapelijärjestelmäratkaisuja infrastruktuurin, teollisuuden, rakentamisen ja lähiverkkojen (LAN) tarpeita varten. Nexans suuntautuu useille markkinasegmenteille sähkö- ja televerkoista, teistä ja rautateistä laivanrakennukseen, öljy-ja kaasuteollisuuteen, ydinvoimaan, ajoneuvoteollisuuteen, elektroniikkaan, avaruustekniikkaan, materiaalinkäsittelyyn ja automaatioon.
Nexans on vastuullinen teollisuusyritys, joka arvostaa kestävää kehitystä olennaisena osana yrityksen maailmanlaajuista ja operatiivista strategiaa. Jatkuvat tuotteiden, ratkaisujen ja palvelujen innovaatiot, henkilöstön kehittäminen ja sitoutuminen sekä varmatoimiset, vähän ympäristöä kuormittavat teolliset prosessit ovat kaikki tärkeitä osatekijöitä kestävän tulevaisuuden rakentamisessa.
Nexansilla on teollisuutta 40 maassa ja kaupallista toimintaa kaikkialla maailmassa. Työntekijöitä on 25.000 ja vuonna 2012 myynti 7,2 miljardia euroa. Nexans noteerataan NYSE Euronext pörssissä Pariisissa. Lisätietoja on osoitteessa www.nexans.com
Avainsanat: