Das Projekt "Teilvorhaben: Reduzierung von Wechselstromverlusten von HTSL" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Technische Physik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von wechselstromverlustarmen Leitern auf der Basis ReBCO-Bandleiter. Es werden drei verschiedene Routen mit unterschiedlichem Anwendungsziel bearbeitet. In der ersten Route wird das verseilte Hochstrom-Roebel-Kabel für große Komponenten aus gestanzten, von THEVA optimierten Einzelbändern entwickelt. In der zweiten Route werden aus zwei strukturierten Einzelleitern mit neuen Strukturierungsmethoden durch Laminieren Wechselstromleiter hergestellt für die Anwendung in elektrotechnischen Komponenten. In der dritten Route werden strukturierte Mehrschichtsysteme aus Supraleiter und Puffer entwickelt mit einem Transportstrompfad für geringe Wechselstromverluste (Hochrisikoroute). Nach der Einführung und dem Test der geeigneten Strukturierungsverfahren (Laser, Stanzen) werden Bandleiter und Roebel-Kabel hergestellt und vermessen. Die Rückkopplung der Strom- und AC-Verlustmessungen steuert die Strategie und den Optimierungsprozess der Herstellung sowohl der Grundleiter als auch der neu entwickelten Wechselstromleiter. Die Verwertung der Ergebnisse erfolgt direkt über den Technologietransfer zum Industriepartner THEVA. Die industrierelevante Entwicklung bietet optimale Voraussetzungen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Strukturelle Untersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Angewandte Physik durchgeführt. Die im Teilprojekt 'Strukturelle Untersuchungen' anfallenden Arbeiten betreffen die Analyse der Mikro- und Nanostruktur: (i) Nukleation und Orientierungsbildung in der MgO-ISD-Schicht (AP1.2), (ii) Mikrostruktur von YBCO-Filmen abgeschieden auf ISD MgO (AP 1.2 &1.3), (iii) Mikrostrukturelle Eigenschaften sehr dicker HTS- Schichten (AP 1.3), (iv) Strukturuntersuchungen von Pinningzentren eingebracht durch E-Strahl-Verdampfung (AP 2.3), (v) Untersuchungen der Randbezirke und Querschnitte filamentärer HTS-Strukturen zur Reduzierung der Wechselstromverluste (AP 3.3). Die Proben werden gemeinsam mit den Partnern, die die Herstellung durchführen, für die Analyse ausgewählt. Zu jedem Vorhabensziel wird eine geeignete Probenserie hergestellt und danach untersucht. Die Proben werden am NMI in Reutlingen mittels FIB präpariert und in Tübingen im TEM analysiert. Die Filme werden hinsichtlich ISD (Inclined Surface Deposition) Filmwachstum, Textur, Phasenbestand, chemischer Zusammensetzung, mechanischer Spannungen und Korngrenzen untersucht. Ergebnisdarstellung und Ergebnistransfer erfolgen über schriftliche Mitteilungen und mündliche Präsentationen bei den Partnern.
Das Projekt "Teilvorhaben: Herstellung von Bandleitern mit hoher Stromtragfähigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Theva Dünnschichttechnik GmbH durchgeführt. Dieser Teil des Verbundprojekts zielt auf die Entwicklung aufskalierbarer, industrieller Prozesstechniken zur kontinuierlichen Produktion von HTS-Bandleitern mit hohem Transportstrom. Dazu werden zwei Ansätze verfolgt: a) die Herstellung sehr dicker HTS-Schichten und b) die Einbringung von künstlichen Nanostrukturen zur Flusslinienverankerung und Erhöhung der Transportstromdichte im Magnetfeld. Dies erleichtert die Reduzierung von AC-Verlusten, die vom Partner FZK betrieben wird und für die THEVA Material bereitstellt. Für die Projektarbeit werden drei Physiker als Vollzeitkräfte zu Modifikation und Betrieb bestehender Beschichtungsanlagen eingesetzt, sowie zur Materialentwicklung und Untersuchung der Bandleiter. Begleitend wird ein Projektkoordinator (Physiker) die Arbeiten im Hause und im Verbund koordinieren, Ergebnisse auswerten und Berichte erstellen. Ein Techniker wird zeitweise zur Unterstützung beim Umbau von Anlagen herangezogen. Die Ergebnisse sind essentiell für den Einsatz von HTS-Bandleitern im Wechselstrombetrieb, wie Transformatoren, Motorwicklungen und Spulen mit schnellen Stromtransienten (SMES), sowie bei hohen Stromstärken.