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Power to the People: Silicone für Netzausbau und Energiewende

Klimaneutralität bis 2045: Es ist ein ehrgeiziges Ziel, das sich Deutschland auf die Fahnen geschrieben hat. Damit die Energiewende gelingt, müssen alle Beteiligten Hand in Hand arbeiten: Energieversorger und Netzbetreiber, Industrie und Endverbraucher. Doch der Erfolg hängt nicht nur vom großen Ganzen ab, sondern auch von wichtigen Details. Und hier leistet vor allem eine Gruppe ganze Arbeit: die der Silicone.

Im April 2023 gingen die letzten deutschen Atomkraftwerke vom Netz, spätestens 2038 soll auch mit der Kohleverstromung Schluss sein. Keine Frage: Die Energiewende ist hierzulande in vollem Gange. Bis 2030 soll der Anteil der erneuerbaren Energien am Gesamtstrom-Mix auf 80 % steigen. Das ist eine gute Nachricht für die Umwelt, aber es bringt auch immense Herausforderungen mit sich. Vor allem, da der Umstieg mit einem kontinuierlichen Anstieg des Stromverbrauchs einhergeht: Die Elektrifizierung von Industrieprozessen, Verkehr und Heizen wird die Stromnachfrage bis 2030 exorbitant steigern.

Wie kommt der Strom von A nach B?

Ob Sonne, Wind oder Wasser: Die Art der Stromerzeugung ist das eine. Ebenso wichtig ist aber eine andere Frage: Wie kommt der Strom von der Quelle zu den Nutzern? Denn anders als die konventionellen deutschen Großkraftwerke, die sich zumindest teilweise in der Nähe der Industrie-Ballungszentren befanden, konzentriert sich die Erzeugung von Sonnen- und Windenergie heute da, wo so viel Strom eigentlich gar nicht benötigt wird: Wind im Übermaß gibt es tendenziell vor der norddeutschen Küste, Platz für Solarparks in schwach besiedelten Gebieten Deutschlands. Das heißt, der Strom muss in Zukunft in viel größerem Ausmaß als bisher von A nach B transportiert werden.

Im Norden und in Mitteldeutschland sind Windkrafträder omnipräsent.

Der Osten und Süden Deutschlands setzt überwiegend auf Solarenergie.

Die Energiewende – Powered by WACKER

WACKER ist bei der Energiewende ganz vorne mit dabei: Mit unserem zukunftsweisenden Produktportfolio für zahlreiche Anwendungen in Solar-, Wind- und Wasserkraftanlagen, im Netzausbau und in der Elektromobilität.

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Das Gelingen der Energiewende erfordert eine zwingende Erweiterung und Anpassung der Netzinfrastruktur in Deutschland. Laut dem Bundesbedarfsplan ist allein für die Höchstspannungsebene vorgesehen, 2.800 Kilometer neue Stromtrassen zu errichten.

Eine 2012 durchgeführte Verteilnetzstudie der Deutschen Energie-Agentur (dena) ermittelte für das Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetz einen Um- und Ausbaubedarf der Bundesländer von über 214.000 Kilometern bis zum Jahr 2030. Eine Strecke, die mehr als fünf Mal um die Erde reicht!

(Quelle: https://www.dena.de/fileadmin/dena/Dokumente/Pdf/9036_ESD_dena-Verteilnetzstudie.pdf)

Stromversorgung? Aber sicher!

Beim Netzausbau kommt es aufs Tempo und eine hohe Versorgungssicherheit an. Da sich die Produktion erneuerbarer Energien in erster Linie nach dem Wetter richtet, muss das Netz mit wetterbedingten Schwankungen zurechtkommen. Um diese auszugleichen, muss das europäische Verbundnetz gestärkt und für höhere Übertragungsleistungen ausgebaut werden.

Silicone als Akteure der Energiewende

Eine zuverlässige Energieübertragung funktioniert nur mit zuverlässigen Materialien. Und hier kommen Silicone von WACKER ins Spiel. Denn ganz gleich, ob Strom überirdisch durch Freileitungen fließt oder unterirdisch durch Erdkabel: Silicone sind im Stromnetz omnipräsent – sie stecken in Isolatoren ebenso wie in Kabelgarnituren oder modernen Stecksystemen für Mittelspannungskabel.

Silicone punkten im Energienetz mit herausragenden Eigenschaften:

Hydrophobie

Selbst auf verschmutzten Siliconoberflächen perlt das Wasser einfach ab; dies verhindert bei Isolatoren elektrische Entladungen und Überschläge.

UV-Beständigkeit

Starke Sonneneinstrahlung kann Siliconen nichts anhaben, sie eignen sich deshalb perfekt für Außenanwendungen.

Hitzeresistenz

Silicone eignen sich für höhere Temperaturen als andere Isoliermaterialien.

Elastizität

Silicone behalten ihre Elastizität in einem großen Temperaturbereich (bis -45 °C) und können auch in extremen Klimazonen eingesetzt werden.

Schwerentflammbarkeit

Dies ist insbesondere an Orten mit strengen Feuerschutzauflagen relevant.

Ausgezeichnete isolierende Eigenschaften

Dies verlängert die Lebensdauer und die Wartungszyklen der Siliconbauteile.

Wo Silicone ins Netz gehen: Freileitungen und Erdkabel

Stromleitungen werden entweder überirdisch als Freileitungen oder unterirdisch als Erdkabel verlegt. Beides hat Vor- und Nachteile. Welche Art der Verlegung eingesetzt wird, hängt zum Beispiel vom Spannungsbereich, von Umweltaspekten, Kosten und örtlichen Gegebenheiten ab.

Freileitungen: Hochspannung von Mast zu Mast

Wohin man in Deutschland auch schaut: Der nächste Strommast ist nie weit. Für hohe Übertragungsleistungen über weite Distanzen werden auf der Hoch- und Höchstspannungsebene Freileitungen eingesetzt. Sie lassen sich vergleichsweise kostengünstig realisieren und beanspruchen wenig Fläche.

Freileitungen machen einiges mit: Sie müssen Hitze und Kälte trotzen, Wind-, Schnee- und Eislasten aushalten. Ein Materialversagen kann gravierende Folgen für Tausende von Haushalten haben. Sicherheit und Zuverlässigkeit stehen deshalb an oberster Stelle. Voraussetzungen, die Silicone perfekt erfüllen: Hitze, Frost und UV-Strahlung können ihnen kaum etwas anhaben. Vor allem aber ist Silicon wasserabweisend. An Isolatoren mit Siliconmantel perlt Wasser selbst bei verschmutzter Oberfläche einfach ab. Der wasserabstoßende Effekt überträgt sich auf die Schmutzschicht – man spricht hier von Hydrophobietransfer.

Unter der Marke POWERSIL® bietet WACKER Silicone für die Herstellung von Stab- und Hohlisolatoren sowie für die Beschichtung von Glas- und Keramikisolatoren an.

Aufbau eines Stabisolators

Vorteile von POWERSIL® in Stabisolatoren:

  • lange Lebensdauer durch hervorragende Hydrophobie, Temperatur-, UV- und Ozonbeständigkeit
  • leichte Handhabung durch geringes Gewicht
  • ausgezeichnete Schlag- und Stoßfestigkeit durch Flexibilität
  • hohe Überschlagsfestigkeit durch Oberflächenhydrophobie
  • niedrige Instandhaltungskosten durch Hydrophobietransfer

Aufbau eines Hohlisolators

Vorteile von POWERSIL® in Hohlisolatoren:

  • hervorragende Prozesssicherheit und Flexibilität im Fertigungsprozess
  • leichtere Handhabung durch geringes Gewicht (80 % leichter als Porzellanisolatoren)
  • ausgezeichnete Schlag- und Stoßfestigkeit
  • hohe Überschlagsfestigkeit durch Oberflächenhydrophobie

Porzellan „under cover“:
Silicone als Beschichtung

POWERSIL® Silicone werden auch eingesetzt, um Glas- und Keramikisolatoren nachträglich zu beschichten. Dies geschieht überwiegend zur Nachrüstung von Hochspannungs-Freileitungen, wenn die Verschmutzung der Isolatoren zu kritischen Betriebszuständen führen kann.

Als Beschichtung bietet POWERSIL® zahlreiche Vorteile, wie z.B. niedrige Ableitströme, geringere Instandhaltungskosten und eine lange Lebensdauer. Darüber hinaus entstehen auch bei starker Verschmutzung keine Überschläge mehr.

Erdkabel: Mittel- und Hochspannung von Grund auf

Eine Alternative zu Freileitungen sind unterirdisch verlegte Erdkabel, die vor allem in der Mittel- und Hochspannungsebene zum Einsatz kommen. Einmal verlegt, sind sie nicht mehr sichtbar und werden deshalb auch nicht als störender Eingriff in das Stadt- oder Landschaftsbild empfunden. In städtischen und bebauten Gebieten sparen sie zudem viel Platz und lassen sich auch da realisieren, wo die vorgeschriebenen Sicherheitsabstände zu Freileitungen nicht eingehalten werden können. Da die Reparatur und Wartung von unterirdischen Erdkabeln mit erheblichem Aufwand verbunden sind, kommt es hier insbesondere auf zuverlässige und langlebige Materialien an.

Kabelgarnituren für die sichere Verbindung

Die Erdkabel selbst sind durch eine Ummantelung geschützt. Besondere Aufmerksamkeit erfordern jedoch die Verbindungsstücke: Muffen, Stecker und Endverschlüsse müssen eine dauerhaft 100 %-ige Isolierwirkung erreichen, da jedes Komponenten- oder Materialversagen einen hohen Reparaturaufwand mit sich bringt. Kabelgarnituren aus POWERSIL® Siliconkautschuk von WACKER bringen optimale Voraussetzungen mit: Ihre ausgezeichneten dielektrischen Eigenschaften, ihre Elastizität, Witterungsbeständigkeit, Kriechstromfestigkeit und Lichtbogenbeständigkeit leisten einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit der Stromnetze.

Die Vorteile von POWERSIL® in Kabelgarnituren:

  • hervorragende elektrische und hydrophobe Eigenschaften
  • dauerhafte Elastizität in einem weiten Temperaturbereich
  • hohe Überschlagsfestigkeit bei starker Verschmutzung
  • lange Lebensdauer: praktisch keine Alterung
  • sehr gute Flammwidrigkeit, keine toxischen Nebenprodukte im Brandfall
  • sehr hohe Witterungsstabilität, auch gegen Ozon- und UV-Strahlung
  • sehr gute Kriechstrom- und Lichtbogenbeständigkeit

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