Gases for Life
TECNOLOGÍA
Superconductores para grandes consumidores de electricidad
Redacción
Las nuevas formas de transporte de la corriente eléctrica pueden ayudar a ahorrar energía y reducir las emisiones de CO₂. DEMO200 busca suministrar corriente continua de alta tensión sin pérdidas al consumidor industrial.
Gases for Life
TECNOLOGÍA
Superconductores para grandes consumidores de electricidad
Redacción
Las nuevas formas de transporte de la corriente pueden ayudar a ahorrar energía y reducir las emisiones de CO₂. DEMO200 busca suministrar corriente continua de alta tensión sin pérdidas al consumidor industrial.
Imagen de fondo: Como proyecto piloto para un sistema de barras colectoras superconductoras se ha seleccionado la planta de aluminio de Trimet en Voerde, Alemania. Aquí ya se dispone de la infraestructura necesaria de corriente de alta tensión.
En la fundición del aluminio, la electrólisis de cloruros alcalinos o en los grandes centros de datos se requieren enormes cantidades de energía eléctrica. Pero una parte de la corriente se pierde a causa de la resistencia eléctrica en los cables industriales. Cuanta más corriente fluye por los cables, mayores son las pérdidas. Este consumo desaprovechado dispara los costes y, si la corriente procede de combustibles fósiles, también se incrementan las emisiones de CO₂.
Superconductor para 200 kiloamperios
La física nos ofrece un medio eficaz para minimizar la resistencia eléctrica: la superconductividad. Sin embargo, su complejidad técnica es considerable y actualmente solo puede implementarse en distancias limitadas. Por ello, esta solución resulta especialmente interesante en industrias con gran consumo eléctrico. El proyecto DEMO200 busca desarrollar un sistema de barras colectoras superconductoras con una capacidad de 200 kiloamperios que permita la producción en serie. La capacidad perseguida es diez veces mayor que la conseguida hasta ahora.
Para la fase de prueba ya se requiere una enorme intensidad de la corriente eléctrica. Por ello, el proyecto piloto se ha ubicado en la planta de aluminio de Trimet en Voerde. Aquí ya existe una infraestructura de corriente de alta tensión que puede utilizarse para los ensayos. La dirección del proyecto corre a cargo del pionero de la superconductividad Vision Electric Super Conductors. Además de Trimet y el Instituto de Tecnología de Karlsruhe, participan en el proyecto las empresas Theva Dünnschichttechnik, Deutsche Nanoschicht y Messer.
La resistencia desaparece con el frío La condición imprescindible para la superconductividad sin pérdidas es una temperatura muy baja. Messer ha desarrollado un nuevo enfoque técnico para la refrigeración de las barras colectoras en Voerde. La temperatura de servicio de las mismas es de -206 ºC. Con este frío extremo, los electrones se mueven sin resistencia, por lo que no hay pérdidas de potencia. La temperatura de almacenamiento que permite el nitrógeno líquido se encuentra próxima a su temperatura de ebullición de -196 ºC. Esto significa que, para esta aplicación, el gas debe «subenfriarse» a una temperatura aún más baja.
Para ello, el gas líquido se dirige a un «subenfriador». Se trata de un recipiente aislado al vacío en el que se expande el nitrógeno para bajar su temperatura hasta -209 ºC. Este principio ya se utilizó en el proyecto AmpaCity en Essen, y la tecnología se ha optimizado para Demo200. Ahora se prescinde de la bomba requerida para la circulación del gas líquido, por lo que el funcionamiento es aún más eficiente.
Además, el frío del nitrógeno se reutiliza tras la refrigeración de las barras colectoras. Y es que, en ese punto, aún se encuentra a -200 ºC y sigue siendo extremadamente frío. El nitrógeno se dirige hacia la alimentación de corriente para enfriar la zona de transición entre los cables eléctricos convencionales y los carriles superconductores, donde la generación de calor es inevitable. Mantener este calor perjudicial alejado del superconductor ultrafrío es el elemento clave del nuevo desarrollo de Demo200. La tecnología de Messer es fundamental en este aspecto.