Verbundvorhaben: SupraGenSys2 - Demonstration eines voll-supraleitenden Generatorsystems; Teilvorhaben: Elektromagnetische Berechnungen und Simulationen zur Auslegung eines voll-supraleitenden Generators
Zeitraum
2023-10-01 – 2026-09-30
Bewilligte Summe
286.912,06 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE3093D
Leistungsplansystematik
Windenergieanlagen - Generator, elektrische Komponenten [EB1214]
Verbundvorhaben
01256347/1 – SupraGenSys2 - Demonstration eines voll-supraleitenden Generatorsystems
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)
Förderprogramm
Energie
Das Teilvorhaben der H-BRS legt ihren Fokus auf die Erstellung von 2D FEM Modellen in einer Multiphysik Umgebung und der Berechnung von stationären Feldproblemen im zweidimensionalen und dreidimensionalen Raum zur Auslegung des 250 kW vollsupraleitenden Demonstrator Generators (DG) auf den Entwurf eines 10 MW Generators. Die erarbeiteten Erkenntnisse aus dem Vorläuferprojekt SupraGenSys werden für die Auslegung des 250 kW DGs verwendet. In enger Abstimmung mit der Kryotechnik soll das Kältesystem ausgearbeitet werden. Dadurch sind Anpassungen am Entwurf unvermeidbar, welche anhand von 2D und 3D FEM-Berechnungen der H-BRS abgeglichen werden müssen. Die H-BRS wird den Entwurf des DG in der Multiphysik Umgebung der Software COMSOL als Modell implementieren und FEM-Berechnungen erstellen. Neben dem elektromagnetischen Grobentwurf wird der DG auch für die zu erwartenden thermischen und mechanischen Anforderungen ausgelegt. Die HBRS wird daher ihre Untersuchungen auf die systemübergreifenden Berechnungen konzentrieren, wie der Nutkräfte oder der elektromagnetischen Kraftwirkung im Luftspalt. Weiter sollen Feldeffekte auf die Spulen untersucht werden. Sowohl für den DG als auch für den Multimegawatt Generatorentwurf werden relevante Betriebsfälle berechnet. In einem weiteren Arbeitspaket wird die H-BRS die erweiterten Berechnungen in das Auslegetool integrieren, unter Berücksichtigung des Kühlkonzepts und hinsichtlich der Konstruktion des DGs. Außerdem wird die H-BRS bei der erweiterten Konzeptstudie für Voll-HTS Generatoren unterstützen, in welcher die neusten Trends und Entwicklungen in der Supraleitungstechnik für das 10 MW Voll-HTS Generatorkonzept einfließen.