Effektivt: GEs nye generator bruker super­ledere istedenfor kopper i rotorviklingen, noe som gjør det mulig å produsere veldig mye kraft på liten plass. (Bilde: GE/chpv.co.uk)

GE HYDROGENIE

Ny superleder kan gi billigere havvind

SUPERLEDER

  • Stoff som under en gitt temperatur transporterer strøm uten målbar elektrisk motstand.
  • Superledning opptrer i enkelte kjemiske forbindelser ved lav temperatur, for de fleste bare i nærheten av det absolutte­ nullpunkt (0 K = –273,15 °C).

Kilde: Store norske leksikon

 

GEs nye generator, som har fått navnet Hydrogenie, gjør det ifølge selskapet mulig å produsere veldig mye kraft veldig effektivt på liten plass.

Vellykket test

Selskapet opplyser at de på tampen av fjoråret gjennomførte en vellykket test på full kapasitet (1,7 MW) i Rugby i England.

Generatoren bruker superledere istedenfor kopper i rotorviklingen og går på en så høy temperatur som hele -230°C, eller 43 kelvin.

GE bruker en superleder som ble oppdaget i 1986 og kalles høytemperatur-superledere til tross for de svært lave temperaturene det er snakk om.

Fram til nå har anvendelsen av disse nye superlederne vært svært begrenset, og super­ledere i bruk, for eksempel i magnetkameraer i sykehus, er kjølt til temperaturer lavere enn -269 °C, eller 4 kelvin.

Når temperaturen nå kan økes, trengs det mindre kompliserte kjølesystemer.

Les også: Her er Norges mest produktive vindturbin

Ingen motstand

Høytemperatur-superlederne lages ved å legge et lag av en superledende keram på et relativt billig uedelt metall. Ved svært lave temperaturer har de ingen motstand for elektrisk likestrøm, og svært mye strøm kan føres i hver leder.

Dermed kan viklinger lages av tråder med et tverrsnitt på rundt to prosent av konvensjonell koppertrådvikling.

Den høyere strømtettheten kan brukes til å lage kraftigere magneter med høyere magnetfelt slik at generatoren blir svært mye mindre og lettere enn før. Dette har størst fordeler for maskiner med høyt dreiemoment, for eksempel i direktedrevne vindturbiner, i skipsmotorer og i elvekraftverk.

Nedkjølingen skjer ved bruk av ekstremt kald heliumgass. For å minimere varmelekkasje er rotoren plassert i vakuum, men har likevel noe direkte kontakt til «utenverdenen» via akslingen. Det innebærer enorme temperaturforskjeller langs akslingen.

Maskinen benytter seg ifølge GE av en patente­rt metode for å overføre dreiemoment fra kalde høytemperatur-superlederspoler til den delen av akslingen som holder romtemperatur.

– Denne teknologien er et virkelig gjennombrudd. Den kan gi radikale forbedringer i effektiviteten i vannkraft- og vindkraftverk og kan også passe for andre teknologier senere, sier leder for Hydrogenie-prosjektet, Martin Ingles, i en pressemelding.

Les også: Havvindsubsidier lønner seg ikke

Senker kostnadene

Sintef-forsker Niklas Magnusson mener superledere på sikt kan bli viktige for å få ned kostnadene ved vindkraftverk til havs, ved at vekten på vindmøllene reduseres. Men det er ennå langt frem.

– Jeg tror ikke vi vil se dette i kommersiell bruk de nærmeste fem årene. Det kan være at prototyper settes opp, men ikke i kommersiell drift. Skal man innføre en ny teknikk, må man nemlig vite at det virker før man gjør det i stor skala, sier han til Teknisk Ukeblad.

Magnusson understreker at det er mange andre enn GE som har forsket på anvendelse av superledere og har kommet langt, blant annet Sintef selv.

Sintef bruker en annen type superleder, kalt MgB2 (magnesiumdiborid), som altså består av magnesium og bor.

– Den er veldig lett å lage, og vi kjøper den for en tiendedel av prisen for en kobberleder som fører like mye strøm. Problemet er at vi må kjøle ned til en noe lavere temperatur, cirka 20 kelvin, sier Magnusson.

I et prosjekt sammen med blant andre Danmarks Tekniske Universitet vil Sintef lage viklinger av den nye MgB2-superlederen og teste dem med samme magnetfelt, strøm og temperatur som i en generator på 10 MW for vindmøller til havs.

Prosjektet har akkurat begynt, og det er ifølge Magnusson derfor for tidlig å si noe om resultatene.

Les også:

Reiste en havvindturbin hver dag

 – Havvindkostnadene må ned

Kan produsere nok strøm til en million husstander