Ein ambitioniertes Ziel ist für die nächsten Jahre und Jahrzehnte mit dem Green-Deal bis 2050 gesetzt. Die Vorgabe ist: Energiewende, erneuerbaren Energien, Ausstieg aus den fossilen Brennstoffen, Abkehr der Kernenergie und Ausstieg von Verbrennungsmotoren im Mobilitätssektor. Eine sehr große Aufgabe, jedoch notwendig um CO2 Emissionen zu reduzieren und den Klimawandel zu verzögern.
Nur mit der Elektrotechnik (elektrische Energietechnik und Leistungselektronik) gelingt der Weg aus der Misere. Es gibt keine andere Technologie, die das Potential hat diese Meisterleistung zu schaffen.
Erneuerbare Energien sind in erster Näherung auf unserer Erde unbegrenzt verfügbar. Wir müssen sie nur „ernten“, transportieren und verteilen. Das klingt zu gut um wahr zu sein. Genau hier fängt die Ingenieurskunst an. Wind-, Solar-, geothermische Kraftwerke, Energie Speicher und Netzausbau sind hier die Schlagworte der Stunde. Der Teufel steckt bekanntlich im Detail. Der Transport elektrischer Energie über große Distanzen kann nur mit Hoch- und Höchstspannungen erfolgen. Denn die Leitungsverluste sinken quadratisch mit steigender Spannung. Das ist prinzipiell gut, stellt aber höhere Anforderungen an die elektrische Isolation.
Aktuell untersuchen wir im Hochspannungslabor der Hochschule Mannheim den Einfluss von Fremdstoffen als Verunreinigungen auf die Isolierfähigkeit von synthetischer Luft. In unserem Prüfgefäß erzeugen wir zwischen zwei Kugelelektroden ein definiertes elektrisches Feld, umgeben von hohem Luftdruck bis 15 bar bei zu 800 kV und 350 kV/cm Feldstärke. Wir gehen noch einen Schritt weiter. Im Kessel befindet sich eine Heizung, die Fremdstoffe aus Kunststoffen bei Hitze bis 150 °C herauslöst. Erste Messungen bestätigen, dass kleine Verunreinigungen die elektrische Festigkeit signifikant reduzieren. Hier forschen wir, um diese Phänomene zu verstehen und zu beherrschen und eine sichere und grüne Hochspannungsisolierung der Industrie zu ermöglichen.