Zum Inhalt
For­schung zum Stromtransport bei der Energie­wende

Impuls­generator erzeugt Millionenvolt-Impulse

-
in
  • Top-Meldungen
  • For­schung
  • Medieninformationen
Ein Mann lehnt sich an eine große Maschine, er steht in einer Halle. © Martina Hengesbach​/​TU Dort­mund
Dipl.-Ing. Joachim Berns ist Mitarbeiter des Bereichs Hoch­spannungs­technik (HST) unter Leitung von Prof. Jenau. Mit den wis­sen­schaft­lichen Kolleginnen und Kollegen ist er für den Aufbau und die Inbetriebnahme des Impulsgenerators innerhalb des HGÜ-Testzentrums zuständig.

Im For­schungs­zen­trum für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) an der TU Dort­mund ist ein rund 15 Meter hoher und rund 16 Tonnen schwerer Impuls­generator montiert worden. „Er ist ein weiterer Baustein, um im HGÜ-Testzentrum im Rahmen unserer For­schung zur Energie­wende ein reales Stromnetz nachbilden zu können“, erklärt Joachim Berns vom Bereich Hoch­spannungs­technik der Fakultät für Elektrotechnik und In­for­ma­ti­ons­tech­nik die Aufgaben des neuen Geräts.

Mit dem Impuls­generator und weiteren Technik­bau­teilen ist es der Forschungs­gruppe Hoch­spannungs­technik um Prof. Frank Jenau ge­lungen, wei­tere rund 4,2 Millionen Euro an Förder­mitteln für das HGÜ einzuwerben. Der Impuls­generator ist das größte Einzelelement. Es besteht aus 20 baugleichen Bauteilen – Stufen genannt –, die mit je 200.000 Volt aufgeladen werden können. Anschließend werden die Elektroden in Reihe zusammen­geschaltet und können dann einen elektrischen Impuls von bis zu vier Millionen Volt abgeben.

Ein hohe Maschine bestehend aus mehreren bunten Bauteilen. © Martina Hengesbach​/​TU Dort­mund
Der Impuls­generator ist 15 Meter hoch und etwa 16 Tonnen schwer.

Dieser Impuls wird in das Stromnetzwerk eingespeist, das die Forscherinnen und Forscher im HGÜ aufbauen werden – mit Widerständen, die Verbraucher simulieren, Leitungen und verschiedensten Bauteilen wie Isolatoren. „Dann testen wir, wie einzelne Bauteile des Netzes auf starke überlagerte Stromimpulse reagieren“, sagt Berns. Hintergrund der For­schung im HGÜ ist die Energie­wende: Sie macht es unter anderem er­for­der­lich, große Strom­mengen, die in Norddeutschland und in der Nordsee per Windkraft erzeugt werden, an die Verbraucherinnen und Verbraucher in Süd­deutsch­land und Strom aus den Photovoltaik (PV)-Anlagen im Süden nach Norden zu transportieren. Anders als im gängigen Höchstspannungsnetz, das mit bis zu 380.000 Volt Wechselstrom betrieben wird, ist für diesen Transport eine Gleichstromleitung geplant – mit derzeit insgesamt 760.000 Volt Spannung. Die Projekte am HGÜ beschäftigen sich mit Fragestellungen im Bereich der nachhaltigen Energieumwandlung, des Energietransports und der Energiespeicherung.                                                                           

Abhängig von Fehlerart und verwendeter Komponenten ergeben sich bei HGÜ-Netzen verschiedene Formen der Überspannung, die sich von den bisher berücksichtigten Spannungsformen unterscheiden. Aktuelle Forschungs­arbeiten zeigen, dass die zu erwartenden Überspannungen, die das Gleichfeld überlagern, die Zuverlässigkeit sowie Lebensdauer der Leitungssysteme negativ beeinflussen können. Die Forscherinnen und Forscher im HGÜ ermitteln den Einfluss von impulsförmigen Spannungsüberlagerungen auf das elektrische Verhalten und die Isolation von realen Betriebsmitteln.

So gibt es beispielsweise bislang kaum Erfahrungswerte, was passiert, wenn die Gleichstromleitung unter voller Last steht, Gewitter aufziehen und Blitze in die Leiterseile auf den Hochspannungsmasten einschlagen. Welche Materialien halten diesen Belastungen stand? Wie ist ein reibungsloser Dauerbetrieb gesichert – bei jedem Wetter, Temperaturen von bis zu plus 70 oder minus 50 Grad, bei Unwettern? Wie kann man die Energie­über­tragung optimieren und die Verluste minimieren?

Antworten auf diese Fragen kann der Einsatz des Impulsgenerators geben. Das Gerät, nach sei­nem Erfinder Erwin Otto Marx auch Marx-Generator genannt, hat die Schweizer Firma Haefely nach den Vorgaben der TU Dort­mund gebaut. Rund drei Wochen dauerte die Montage im HGÜ. Innerhalb der Halle kann der Generator mit Hilfe von Luftkissen angehoben und ver­schoben werden.

 

Ansprechpartner für wei­tere Informationen

Kalender

Zur Veranstaltungsübersicht

Mensapläne

Anfahrt & Lageplan

Der Campus der TU Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.
Für E-Autos gibt es eine Ladesäule am Campus Nord, Vogelpothsweg.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der TU Dort­mund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere Informationen können Sie den Lageplänen entnehmen.