Forschern aus dem Raum München ist es gelungen, eine Spule zu bauen, die große elektrische Leistungen ohne große Verluste überträgt. Sie kann genutzt werden, um die Batterien von Elektrobussen, mobilen Robotern, medizinischen Geräten, und Gabelstaplern aufzuladen, wenn sie gerade Pause machen. Das geht bisher zwar auch, doch die Verluste sind wegen der Erwärmung der Spule sehr groß. Die neue Spule ist praktisch Teil eines Transformators, der andere sitzt in Form einer Spule in dem Gerät, das aufgeladen werden soll. Es ist das gleiche Prinzip, das auch bei elektrischen Zahnbürsten, Wasserkochern sowie autonomen Rasenmähern und Staubsaugern verwendet wird. Wegen der relativ geringen Übertragungsleistung fallen hier die Verluste nicht allzu sehr ins Gewicht.


Bild: C. Utschick / Würth Elektronik eiSos

Durch neue supraleitende Drähte fließt viel mehr Strom

Das Geheimnis der neuen Spule sind Drähte, die aus supraleitendem Material hergestellt worden sind. Dafür war Theva Dünnschichttechnik aus Ismaning vor den Toren von München zuständig. Diesem Unternehmen ist es gelungen, die Übertragungsleistung derartiger Drähte massiv zu erhöhen.

Die Drähte müssen mit flüssigem Stickstoff auf eine Temperatur von minus 196 Grad Celsius heruntergekühlt werden. Dann leisten sie Strom ohne auf Widerstand zu treffen. Einmal eingespeiste Energie bleibt dauerhaft erhalten. Das Team um die Physiker Christoph Utschick und Prof. Rudolf Gross von der Technischen Universität München (TUM) hatte allerdings mit einem Problem zu kämpfen. Der fließende Strom tritt in eine Wechselwirkung ein, wenn die Windungen eng beieinander liegen. Das erwärmen sich die Drähte leicht und die Supraleitung bricht zusammen. 


Ein Trick reduziert die Verluste

Ein geringer Abstand war jedoch das Ziel der Entwickler, um die Spule klein zu halten. Die Forscher entwarfen daher ein Design, bei dem die einzelnen Windungen der Spule durch Abstandshalter voneinander getrennt sind. „Durch diesen Trick werden die Verluste in der Spule signifikant reduziert“, sagt Utschick. „Damit sind Übertragungsleistungen bis in den Kilowatt-Bereich erreichbar.“ Fünf Kilowatt haben die Forscher bereits geschafft. Jetzt arbeiten sie daran, die Übertragungsleistung weiter zu erhöhen.

 

via TUM

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