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Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, die Isolierung von Hochspannungsdrähten deutlich zu verbessern

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Heutzutage gewinnen die sogenannten grünen Energiequellen an Popularität. Um die maximale Leistung beispielsweise von Windkraftanlagen oder Sonnenkollektoren zu gewährleisten, reicht es nicht aus, nur die Generatoren selbst zu verbessern.

Außerdem ist es notwendig, sowohl Speicher als auch die effizientesten Hochspannungsleitungen zu verwenden, um den erzeugten Strom aus Quellen bis zum Endverbraucher zu liefern.

Wissenschaftler haben daher ein aktualisiertes Isoliermaterial entwickelt, das die Übertragung von Strom mit noch weniger Verlusten ermöglicht, wodurch alle Arbeiten noch effizienter erledigt werden können.

Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, die Isolierung von Hochspannungsdrähten deutlich zu verbessern

Eines der Probleme bei der Stromübertragung und die Methode seiner Lösung

Eines der Hauptprobleme bei der Übertragung von Strom aus "grünen" Energiequellen über lange Distanzen ist also der Verlust in der Leitung. Zur Reduzierung von Verlusten können Hochspannungs-Gleichstrom-(HGÜ)-Kabel verwendet werden.

Aber diese Kabel haben auch eine Reihe von Einschränkungen. Das Isoliermaterial ist also für eine bestimmte Betriebsspannung ausgelegt und eine Überschreitung führt zum Isolationsdurchbruch.

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Um dieses Problem zu lösen und die Betriebsspannung zu erhöhen, beschloss ein Forscherteam der Chalmers University, ein Polymer namens Poly-3-hexylthiophen, kurz RHT genannt, besser zu untersuchen.

Zuvor wurde dieses Material auch in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, vom Netzhautersatz bis hin zu billigeren, aber effizienteren Solarmodulen.

Daher entschieden sich die Ingenieure, dem Polyethylen, das seit langem als Isoliermaterial in modernen HGÜ-Kabeln verwendet wird, P3HT hinzuzufügen. Bei einem Verhältnis von nur fünf Teilen Polymer pro Million Teilen Polyethylen zeigte das resultierende Material eine deutliche Erhöhung der Beständigkeit.

Das resultierende Polymer zeigte eine elektrische Leitfähigkeit von 1/3 der elektrischen Leitfähigkeit von reinem Polyethylen, was bedeutet, dass seine Durchschlagsfestigkeit mehr als dreimal anstieg.

HGÜ-Kabelplan und Vorbereitung von P3HT: LDPE-Mischungen. a) Grundlegender Aufbau eines extrudierten HGÜ-Leistungskabels, bestehend aus einem leitfähigen Kern (Al oder Cu) umgeben von Halbrunde Schichten (Ruß-Verbundstoff), extrudierte Isolierschicht und äußere Schutzschichten (äußere Beschichtung / Hülle). b, c) Foto von Tröpfchen einer 0,1 Gew.-% P3HT: LDPE-Mischung gelöst in p-Xylol während der Fällung in Methanol (b), und getrockneter Schlamm mit unterschiedlichem P3HT-Gehalt (oben), der anschließend schmelzgepresst wurde (unten; Probendicke = 1 mm) (s).
HGÜ-Kabelplan und Vorbereitung von P3HT: LDPE-Mischungen. a) Grundlegender Aufbau eines extrudierten HGÜ-Leistungskabels, bestehend aus einem leitfähigen Kern (Al oder Cu) umgeben von Halbrunde Schichten (Ruß-Verbundstoff), extrudierte Isolierschicht und äußere Schutzschichten (äußere Beschichtung / Hülle). b, c) Foto von Tröpfchen einer 0,1 Gew.-% P3HT: LDPE-Mischung gelöst in p-Xylol während der Fällung in Methanol (b), und getrockneter Schlamm mit unterschiedlichem P3HT-Gehalt (oben), der anschließend schmelzgepresst wurde (unten; Probendicke = 1 mm) (s).

Wissenschaftler haben bereits mit Polyethylen und verschiedenen Polymeren experimentiert, aber nur P3HT hat bei einer so geringen Einsatzmenge so hervorragende Ergebnisse gezeigt.

Und obwohl die Wissenschaftler den gesamten Zyklus der Labortests noch nicht abgeschlossen haben, lassen sich bereits Zwischenergebnisse ziehen, dass HGÜ-Kabel, in deren Isolierung P3HT-Polymer verwendet wird, in der Lage sein werden einer deutlich höheren Spannung standhalten als derzeit möglich, was zu einer Verringerung der Verluste führt und somit die Effizienz der Verwendung von Hochspannungs-Gleichstromleitungen erhöht aktuell.

Wissenschaftler äußern sich auch zurückhaltend optimistisch, dass ihr Erfolg andere Wissenschaftler zum Studieren und Optimieren inspirieren wird. Kunststoffe, um die Effizienz moderner Transport- und Lagergeräte weiter zu steigern Energie.

Die Wissenschaftler teilten die Ergebnisse der bereits geleisteten Arbeit mit Seiten Zeitschrift für fortschrittliche Materialien. Wenn Ihnen das Material gefallen hat, dann bewerten Sie es und vergessen Sie nicht, den Kanal zu abonnieren. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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