Windturbine met supergeleidende rotorwikkeling

1 december 2018, 00:00
De supergeleidende unit is veel kleiner dan de permanente magneet (afbeelding: Universiteit Twente).
De supergeleidende unit is veel kleiner dan de permanente magneet (afbeelding: Universiteit Twente).

Een windturbine aan de Deense kust bij Thyborøn heeft een wereldprimeur: de conventionele generator, met permanente magneten, is daar vervangen door een exemplaar met supergeleiders. Die nieuwe turbine is half zo zwaar, veel compacter en toch in staat hetzelfde vermogen te leveren.

Supergeleider

De supergeleiders vervangen de grote en zware magneten in een conventionele windturbine. Net als in een klassieke fietsdynamo draaien de magneten binnen spoelen die de magnetische energie omzetten in elektrische. Krachtige magneten kunnen worden vervaardigd met spoelen van supergeleidende kabel: die zijn lichter, compacter en maken in veel mindere mate gebruik van zeldzame aardmetalen zoals neodymium. De lichtere turbine heeft als bijkomend voordeel dat de torenconstructie lichter kan worden uitgevoerd, terwijl de kleinere doorsnee het vervoer over de weg minder complex maakt (hoewel dat per turbine slechts een eenmalig proces is).

Tape

Supergeleiders geleiden stroom zonder weerstand. Dat maak grote stromen mogelijk en sterke magneetvelden. Daarvoor moeten ze wel zeer sterk worden gekoeld. De magneten in de nieuwe rotor zijn opgebouwd uit supergeleidende tape: op een flexibele stalen drager is een dunne laag supergeleidend materiaal aangebracht die de stroom geleidt. Deze tape, die aanvankelijk slechts op laboratoriumschaal kon worden vervaardigd, wordt inmiddels per kilometer geproduceerd. Dubbel uitgevoerde compacte cryocoolers draaien mee met de rotor, en zorgen voor een temperatuur van –240 °C

Koud

De Universiteit Twente was in dit project betrokken bij alles wat koud was: het testen van de tapes en de magneetspoelen, het vinden van de optimale koeling, de assemblage van de rotor als geheel.

Na twee jaar testen in het lab kwam in de nazomer 2018 alles samen: de generator met een doorsnee van vier meter – bijna anderhalve meter minder dan de conventionele versie – is, na grondtests bij het Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesysteme in Bremerhaven, verscheept naar Thyborøn. Daar is hij geïnstalleerd in een GC1-type molen van fabrikant Envision: dit type levert 3,6 MW en heeft twee rotorbladen met een totale diameter van 128 meter.
 

Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items