Je leest:

Wereldprimeur supergeleidende hoogspanningskabel

Wereldprimeur supergeleidende hoogspanningskabel

Auteur:

Als het aan TenneT ligt krijgt Enschede een wereldprimeur. Daar wil de netbeheerder een 3,4 kilometer lange supergeleidende kabel neerleggen. Dat is de langste ter wereld. Met supergeleiding zijn er veel minder energieverliezen dan met conventionele kabels.

3554570745 0e9fd9a7ac b
Gebruiken we straks heel andere hoogspanningskabels?

Kriskras door Nederland liggen ontelbaar veel kabels die de elektriciteit van kolen- en gascentrales, windmolens en zonnepanelen naar huizen en bedrijven transporteren en distribueren. Maar terwijl de elektriciteit kilometers lang onderweg is, treden verliezen op. De nieuwe supergeleidende kabel heeft geen weerstand en transporteert elektriciteit met veel minder verliezen.

“In vergelijking met een koperen of aluminiumverbinding, die nu vaak worden gebruikt, bespaar je minstens de helft van het energieverlies. Dat is een fors verschil en zorgt er ook voor dat de nieuwe kabel veel meer elektriciteit transporteert”, zegt hoogleraar Marcel ter Brake van de Universiteit Twente. Hij doet onderzoek naar supergeleiding en koeltechniek.

Supergeleiding?

Al zo’n twintig jaar wordt onderzoek gedaan naar supergeleidende kabels. Het is dus niet nieuw. “De aanleg van de huidige kabel past in een ontwikkeling. We bereiken nu het punt waarop we supergeleiding toepassen over een steeds grotere lengte en met een hogere spanning. Met dit demonstratieproject willen we dat laten zien”, zegt Ter Brake. Kennislink schreef eerder al uitvoerig over supergeleiding

New York

De belofte is groot, maar werkt een supergeleidende kabel in de praktijk ook zo goed? Dat willen wetenschappers en netbeheerder TenneT graag nagaan in Enschede. Bij dit demonstratieproject wordt een supergeleidende kabel in het elektriciteitsnet aangelegd. Deze verbindt ondergronds twee hoogspanningsstations over een afstand van 3,4 kilometer in de Twentse stad en is bedoeld voor een spanning van 110 kilovolt. De nieuwe kabel kan drie tot vijf maal meer vermogen transporteren dan een kabel met een koperen of aluminium geleider, volgens TenneT.

5387716362 4ecab6c019 o
Transporteert een supergeleidende kabel straks elektriciteit naar onze stopcontacten?
Olivier Wagemann (flickr)

In andere landen liggen al supergeleidende kabels, maar deze worden op kleinere schaal toegepast. In New York werd zes jaar geleden al een 138 kV supergeleidende kabel van zeshonderd meter aangelegd. En in het Duitse Essen ligt een 10 kV superkabel van een kilometer. “De bijna 3,5 kilometer in Enschede is dus flink langer en heeft een elf keer zo hoge spanning. Daardoor is deze kabel uniek in de wereld. Het is lastig om supergeleiding toe te passen over een langere afstand. Dat heeft te maken met de koeling. Om supergeleiding te realiseren wordt de kabel met stikstof gekoeld tot zo´n tweehonderd graden onder nul”, zegt Ter Brake. Om de kabel heen zit een cryostaat, een soort thermosfles. Deze zorgt ervoor dat het zo koud blijft in de kabel.

Het is namelijk belangrijk dat de stikstof vloeibaar blijft. Als het teveel opwarmt, dan verdampt stikstof. Plaatselijk kan dan een dampbel ontstaan met een te hoge temperatuur, waardoor de kabel onvoldoende gekoeld wordt en schade kan oplopen. “Met de huidige technologie van kabel en cryostaat is de maximale lengte zo’n vier kilometer. Na die afstand moet je de stikstof weer afkoelen. Stikstof bevriest vanaf 63 Kelvin en het verdampt op 77 Kelvin. Er is dus maar een kleine marge”, aldus Ter Brake.

Lipa cable sample red
Deze supergeleidende kabel van Nexans is gebruikt bij het LIPA-project in New York.
Nexans

Dure kabel?

Aan de Universiteit Twente werken wetenschappers aan een oplossing. “We willen dat de kabel ook nog supergeleidend is en goed werkt als de stikstof verdampt. Dan is het mogelijk om over een afstand van minstens twintig kilometer supergeleiding toe te passen. Maar zover zijn we nog niet”, zegt Ter Brake. Als de kabel in Enschede komt, volgen uiteraard testen. Hoe gedraagt zo’n superkabel zich in een netwerk van conventionele kabels? Hoe is de stabiliteit? Uiteraard bekijken onderzoekers ook onder welke omstandigheden storingen optreden.

Een alternatief voor de huidige koperverbindingen is een superkabel dus nog niet. Er is eerst meer onderzoek nodig. Bovendien is de nieuwe kabel veel duurder. “Dat komt vooral door het materiaal, de kabel en de cryostaat. De kosten dalen waarschijnlijk wel als er meer vraag naar is naar deze technologie. De installatie van de kabel is overigens niet duurder. Je kunt supergeleidende kabels dicht op elkaar leggen, omdat er geen warmteontwikkeling is. Dat is nog een groot voordeel ten opzichte van de huidige kabels. Het is heel bijzonder dat de proef in Enschede is. Het voelt alsof ons lab verlengd wordt. Zodat we ook in het veld onderzoek kunnen doen.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 17 maart 2016

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE