Siemens uvedl do provozu nejchladnější
způsob získávání elektrické
energie - první generátor
s vysokoteplotními supravodiči
(HTS) na světě. Generátor byl
úspěšně uveden do provozu v systémové
zkušebně velkých pohonů
Siemens AG v Norimberku. Dodává
přibližně 4000 kVA při 3600
otáčkách v minutě a v současnosti
je podrobován rozsáhlým systémovým
zkouškám. Cílem je prokázat
schopnost využívání například
u námořních lodí. HTS-technika
s malými ztrátami poskytuje
významný úsporný potenciál zvláště
u plně elektrických lodí. Projekt
je podporován spolkovým ministerstvem
pro vzdělávání a výzkum
(BMBF) a je sledován Německou
společností Lloyd z hlediska klasifikačních
předpisů.
Supravodiče představují bezeztrátový
přenos proudu při nízkých teplotách.
Supravodiče jsou materiály,
které mají pod určitou teplotou téměř
nulový elektrický odpor. Použijeme-li
takové supravodiče místo dosavadního
měděného vinutí, umožní to bezeztrátový
přenos proudu, vytvoření
silného pole ve vzduchové mezeře
a dosahování mimořádné účinnosti.
Použijeme-li vysokou proudovou
hustotu, která je více než 20krát vyšší
než u mědi, můžeme navíc oproti
konvenčním strojům redukovat
objem a hmotnost cca na polovinu.
Kromě toho jsou hlučnost a vibrace
značně nižší a přetížitelnost je
mnohem větší. Citlivost ke změnám
zatížení je v porovnání s konvenčními
stroji menší. Pro docílení supravodivého
efektu bylo před několika
lety potřebné dosažení poklesu teplot
těsně nad absolutní nulu (-273 °C,
0 K). K tomu bylo potřebné kapalné
helium, jehož výroba a používání je
velmi drahá. Postupně se dostaly na
trh supravodivé materiály, u nichž
elektrický odpor mizí již při teplotách
kapalného vzduchu, což odpovídá
cca -200 °C. To značně zjednodušuje
a cenově zvýhodňuje chlazení. Tyto
nové druhy materiálů, umožňující
hospodárnější nasazení supravodiví
techniky, jsou označovány jako
vysokoteplotní supravodiče (HTS =
Hochtemperatur-Supraleiter).
HTS-stroje otevírají zcela nové
možnosti a perspektivy výroby energie
a řešení pohonných systémů ve
stavbě lodí.
HTS-generátory umožňují zvyšovat
napěťovou stabilitu při občasných
skokových změnách zatížení.
Současné moderní výletní lodi jsou
téměř výlučně koncipovány jako plně
elektrické. U nich soustrojí plynové
turbíny generuje až 70 MW elektrické
energie. Přibližně třetinu energie
spotřebovává hotelový provoz a dvě
třetiny spotřebuje elektrická lodní
vrtule - propeler.
Použití HTS-techniky umožní snížení
nákladů na energii a redukuje potřebu
místa nutného pro výrobu energie na
palubě. Nové synchronní generátory
s HTS-vinutím rotoru jsou výsledkem
společného vývoje Siemens Corporate
Technology (CT) a divizí Siemens Průmyslová
řešení a služby (I&S) a Automatizace
a pohony (A&D). HTS-drát
pochází z European Advanced Superconductors
GmbH & Co. KG (EAS),
Hanau, vedoucího vývojáře a výrobce
supravodičů.
Při koncipování nových 4000 kVA
synchronních strojů propojil Siemens
zkušenosti z dlouhodobých testů
supravodivých 400kW demonstračních
motorů se zkušenostmi v oblasti
velkých pohonů.
V lednu 2001 se inženýrům firmy
Siemens podařilo poprvé v Evropě
uvést do provozu HTS-motor
s výkonem 400 kW a 1500 otáčkami
v minutě. Na podzim roku 2002 byl
zahájen projekt zařízení pro výrobu
energie na základě HTS synchronního
stroje schopného nasazení na námořních
lodích a těžních plošinách na
otevřeném moři. Pohonné koncepce
výletních, zásobovacích, kontejnerových
lodí, tankerů a vojenských lodí
se z dosavadních dieselových pohonů
mění na elektrické systémy. Důvodem
je, že elektrické pohony poskytují větší
flexibilitu, vyšší pohotovost a nižší
energetickou spotřebu. HTS-generátory
a pohonné motory otevírají nové
možnosti pro výrobu energie a zvyšování
hospodárnosti také v dalších
aplikačních oblastech a průmyslových
segmentech i v infrastruktuře. /an/
