Alliander en TU Delft: koplopers in supergeleiding
Een succesproject. Zo beoordeelt André de Boer van Agentschap NL de ontwikkeling van de supergeleidende kabel voor toepassing in het elektriciteitsnet door Alliander en TU delft. Met het door EOS ondersteunde project zijn zij gezamenlijk tot de mondiale top op het gebied van supergeleiding doorgedrongen. Het belang is evident: supergeleidende kabels als onderdeel van het elektriciteitsnet betekenen vanwege de geringe transportverliezen een grote stap vooruit op weg naar een duurzame energiehuishouding.
Supergeleiding heeft de afgelopen decennia een enorme sprong vooruit gemaakt”, zegt De Boer. “Zeker vanaf het moment dat een heel scala aan keramische materialen supergeleidende eigenschappen bleek te vertonen, heeft er een revolutie plaatsgevonden. Die bestond er vooral uit dat de temperaturen waarbij van supergeleiding sprake is steeds hoger kwamen te liggen. In het begin was vloeibaar helium nodig voor de noodzakelijke koeling tot ongeveer -270 °C. Maar materialen die supergeleidende eigenschappen vertonen bij bijvoorbeeld -150 °C, kun je met vloeibaar stikstof koelen. Dat spul is gewoon duizend keer goedkoper. Daar zit de grote winst. ”
Wereldwijd nog niet vertoond
Dat supergeleiding bij ‘hogere temperaturen’ mogelijk is, wil niet zeggen je daarmee ook direct de beschikking hebt over een kabel die in het elektriciteitsnet toepasbaar is. “Zo’n kabel moet aan allerlei eisen voldoen; op het gebied van lage temperatuurtechniek in verband met de koeling, op het gebied van hoge spanningstechniek en op het gebied van hoge stroomsterktetechniek. Uniek aan dit project is dat het Alliander en de TU Delft gelukt is die drie zaken te combineren in een supergeleidende kabel met een lengte van drie meter. Deze kabel is een van de eerste echte toepassingen van ‘hoge temperatuur’-supergeleiding. De combinatie van technieken was wereldwijd nog nergens vertoond. Ze staan daarmee ook meteen aan het mondiale front van supergeleiding.”
Tape cassettebandje
Interessant zijn overigens een aantal technische specificaties, maakt De Boer duidelijk. “De eigenlijke geleider waar de stroom doorheen gaat, heeft ongeveer de afmetingen van de tape uit een cassettebandje van vroeger. Een paar millimeter breed en flinterdun. Daar kan 25 MW elektriciteit doorheen, vergelijkbaar met de productie van tien windturbines op land bij elkaar. De geleider bevindt zich op een drager en wordt gekoeld door vloeibaar stikstof in de kabel rond te pompen. De uiteindelijke kabel - die niet alleen elektrisch maar ook thermisch is geïsoleerd - heeft een diameter van 15 cm. Dat is de buitendiameter die de norm is voor bestaande infrastructuur.”
Absoluut energiepositief
Het uiteindelijke doel van Alliander en TU Delft is het ontwikkelen van een supergeleidende kabel van zes kilometer, samen met een Duitse kabelfabrikant. “Dan zijn praktische toepassingen echt goed mogelijk, bijvoorbeeld bij de bekabeling binnen een windturbinepark op zee. Het koelen van de supergeleidende kabel kost natuurlijk energie. Maar op een bierviltje kun je uitrekenen dat de balans energetisch positief is.”
