Objective: New concepts for High Temperature Superconductors (HTS) with low energy losses at AC operation and high transport currents will be developed for the use in energy technique devices to improve efficiency of power transmission. The developed conductors will be tested in demonstrators of power transmission cables, transformers and coils. Central tasks of the project are: material selection and development, conductor design, production technique and physical characterization of the superconductor properties, especially focussing on AC losses and current carrying capability. Realizing true low loss conductors for AC operation will have a tremendous impact on the future large scale use of the HTS technique and the development of the growing market for HTS products. The economic competitiveness of this new environment friendly technique against the conventional method will be improved strongly when low AC loss HTS superconductors become available.
Viele Anwendungen der Hochtemperatur-Supraleitung, z.B. HTSL-Filter oder HF-Antennen fuer die Telekommunikation, weisen im Temperaturbereich zwischen 30 und 70 Kelvin (K) ein vorteilhaftes Betriebsverhalten auf. Jedoch genuegen die in diesem Temperaturbereich verfuegbaren Kleinkaeltemaschinen (Gifford-McMahon oder Stirling) nicht den Anforderungen hinsichtlich Effizienz, Zuverlaessigkeit und Kompaktheit. Der neue Prozess mit Neon als Kaeltemittel erschliesst den Temperaturbereich um 40 K. Entwicklungsziel ist ein kostenguenstiger und kompakter Kryokuehler mit einer Kaelteleistung von 2 Watt bei 42 K. Durch die Ueberlagerung von arbeitsleistender Entspannung und Waermeuebertragung wird auch mit realen Fluiden und unter Beruecksichtigung der Verluste ein im Vergleich zu ausgefuehrten Maschinen hoeherer Wirkungsgrad erreicht. Dies wurde durch Prozessberechnungen fuer Neon nachgewiesen. Darauf aufbauend wurde ein neues Verfahren entwickelt, dessen wesentliche Neuerung in der parallelen Anordnung der Expansionsschritte auf vielen Temperaturniveaus liegt. Das Verfahren und die zur Durchfuehrung entwickelte Vorrichtung (Waermeuebertrager-Expander) sind patentrechtlich geschuetzt. An einem Funktionsmodell des Waermeuebertrager-Expanders konnte die technische Machbarkeit bestaetigt werden. Kann raus bei Platzproblemen: Um die Zahl der Parameter einzuschraenken, wurde das Modell mit Stickstoff nahe der Umgebungstemperatur betrieben. Hinsichtlich Kraefteausgleich, Abdichtung und Steuerung des Kolbens werden die Probleme deutlich, die auf dem Wege zu einer Tieftemperaturvariante zu loesen sind. Zusaetzlich wurde eine Demonstrationsanlage nach dem Joule-Thomson-(Linde-)Prozess mit Neon als Kaeltemittel aufgebaut. Sie stellt bei ca. 30 K eine Kaelteleistung von 15 Watt zur Verfuegung. Vorteile: - Energieeinsparung durch hoeheren Wirkungsgrad - Kleiner und kompakter Kryokuehler. Da die Kaelteleistung durch verdampfendes Neon bereitgestellt wird, kann sie relativ einfach ausgekoppelt und auf eine den Nutzeranforderungen angepasste Flaeche verteilt werden. Eine stroemungsfreie Messung z.B. mit einem SQUID ist moeglich, wenn die hohe Speicherfaehigkeit des fluessigen Neons ausgenutzt wird. Einsatzgebiete: - Kuehlung supraleitender Anwendungen, z.B. SQUID's, HF-Antennen oder SMES - Medizintechnik, Werkstoffpruefung, Telekommunikation, Energietechnik. Naehere Informationen finden Sie im Internet unter : http://www.tu-dresden.de/mw/iem/kkt/mitarbeiter/ole.html.