Table Of ContentARBEITSGEMEINSCHAFT FüR FORSCHUNG
DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
NATUR-, INGENIE UR- UN D GE SELLS CHAFTSWI S SEN SCHAFTEN
131. SITZUNG
AM 8. JANUAR 1964
IN DüSSELDORF
ARBEITSGEMEINSCHAFT FÜR FORSCHUNG
DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
NATUR-, INGENIEUR- UND GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN
HEFT 146
HEINZ GOESCHEL
Neue Entwicklungslinien in der
Starkstromtechnik
HERAUSGEGEBEN
IM AUFTRAGE DE S MINI STERPRAsIDENTEN Dr. FRAN Z MEYERS
VON STAATSSEKRETAR PROFESSOR Dr. h. c., Dr. E. h. LEO BRANDT
HEINZ GOESCHEL
Neue Entwicklungslinien in der
Starkstromtechnik
SPRINGER FACHMEDIEN WIESBADEN GMBH
ISBN 978-3-322-98389-3 ISBN 978-3-322-99137-9 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-99137-9
© 1965 by Springer Fachmedien Wiesbaden
Ursprünglich erschienen bei Westdeutscher Verlag, Köln und Opladcn 1965
INHALT
Heinz Goeschel, Erlangen
Neue Entwicklungslinien in der Starkstromtechnik
Arbeitsteilung in Forschung und Entwicklung ................. 7
Turbo-Generatoren ......................................... 10
Übertragungs leitungen ...................................... 11
Bahnen.................................................... 16
Miniaturisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18
Automatisierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 20
Langfristige Forschung ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 22
Direkte Energieumwandlung ................................. 24
Supraleitung ............................................... 29
Energiereiche Strahlung ..................................... 30
Reaktor-Entwicklung ....................................... 33
Zusammenfassung .......................................... 40
Diskussion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 47
Die Meinung ist weit verbreitet, daß der Entwicklungsschwung in der
Nachrichtentechnik heute stärker, notwendiger und aussichtsreicher ist als
in der Starkstromtechnik. Dies spiegelt sich darin wider, daß die studierende
Jugend - im Gegensatz zu früher - die nachrichtentechnische Studien
richtung bevorzugt. Der Vortrag wird beweisen, wieviel "Musik" gerade
auch in der Starkstromtechnik! steckt und welch außerordentliche tech
nische und wirtschaftliche Leistungen hier vollbracht wurden und noch zu
vollbringen sind.
Arbeitsteilung in Forschung und Entwicklung
Die Wachablösungen in den technischen Anwendungen und Methoden
erfolgen in immer kürzeren Zeitabständen. Die Umschwünge sind tief
greifend und zwingen zum Umdenken und Umlernen. Die Aufwendungen
für Forschung und Entwicklung sind relativ und absolut im Steigen. Eine
- den beiderseitigen natürlichen Voraussetzungen äquivalente - Arbeits
teilung zwischen Industrie, Hochschulen und öffentlicher Hand sollte bald
klar konzipiert und vollzogen werden. Dabei obliegt die {Jstematisch-grund
legende - ich meine die nicht zweckgebundene nur der Mehrung der Erkennt
nisse dienende - Forschung in erster Linie den Hochschulen und den öffent
lichen wissenschaftlichen Instituten. Der immer umfangreichere Entwick
lungs-Beitrag der Industrie sollte unternehmerisch und risikofreudig geleistet
werden im Sinne des echten unternehmerischen Wagnisses; doch bleibt
hier - ebenso wie bei unseren Abnehmern - die Frage nach einem letztlich
wirtschaftlichen Erfolg ein selbstverständliches Postulat. Diese natürliche
Arbeitsteilung hat sich in der Zeit der "big science" - gemeint ist damit die
Bearbeitung großer, ganze Teams von Wissenschaftlern und Ingenieuren
1 Das vielfach gebrauchte Wort Energietechnik wäre im Rahmen dieses Vortrages ebenso
zutreffend; andererseits besteht keine Notwendigkeit, die klassische Bezeichnung
Starkstromtechnik zu verlassen (Anm. d. Verfassers).
s Heinz Goeschel
erfordernder Fragenkomplexe - vielfach verwischt und bedarf einer grund
legenden mutigen Neukonzeption.
Bei elektrotechnischen Großanlagen ist der wagemutige Kunde ausschlag
gebend für die Weiterentwicklung, für die Anwendung neuer Techniken.
Nicht nur den Erfindern, auch den mutigen Abnehmern sollte man daher
Denkmale setzen; denn ihre Wagnisse sind wahrhaft nicht klein, und ein
Walzwerk, ein Kraftwerk, das nicht rechtzeitig oder kontinuierlich in
Betrieb gehen kann, bringt unvorgesehene Kosten und Schwierigkeiten.
Andererseits kann man Anlagen der Starkstromtechnik im Modellversuch
und Prüffeld nur vortesten. Der Versuchs-und Dauerbetrieb am endgültigen
Standort mit der in der Summation nicht nachzuahmenden Beanspruchung
ist nun einmal entscheidend dafür, ob man neue Techniken weltweit ein
setzen kann; innerhalb der immer härteren internationalen Konkurrenz
kämpfe ist die Binnenbewährung im Erzeugerland ausschlaggebend. Die
Praxis hat aber gerade bei uns gezeigt, daß selten Rückschläge vorkommen,
daß also das tatsächliche Wagnis nicht allzugroß und durch die Garantie
bedingungen nochmals verringert ist.
Man muß also eine faire Auft eilung der Wagnisse zwischen Erzeuger und
Abnehmer anstreben; bei außerordentlich großen Objekten müssen sich
fallweise ganze Erzeuger- und Abnehmergruppen zur Risiko-Verteilung
zusammenfinden und in extremen Fällen gemeinsam versuchen, als dritten
Partner die Staats hilfe zu mobilisieren. Am Beispiel CERN für die For
schung, EURATOM für die Reaktoren, ELDO und ESRO für Raumfahrt
sehen wir, daß heute vielfach Einzelstaaten überfordert sind und ganze
Staatengruppen zusammenwirken müssen, um die ersten großen Prototypen
überhaupt realisieren zu können.
In der Bundesrepublik Deutschland sind wir besonders auf kräftige Impulse
angewiesen, weil wir das Handicap der bis 1955 noch gültigen alliierten
Forschungs- und Entwicklungs-Beschränkungen - sie betrafen besonders
Elektronik und Kernphysik - noch nicht auf allen Gebieten aufholen
konnten, andererseits auch weil wir den Vorschub der in West und Ost ver
ausgabten gigantischen militärischen Gelder bei uns nicht hatten, ein Vor
schub, der ja für die dortige zivile Technik ungezählte lukrative Abfall
produkte brachte.
Wenn ich in meinem Vortrag öfter von Staatshilfe spreche, so sollte ich
doch vorausschicken, daß ich hiermit für die deutschen Verhältnisse S tart
hilfen meine, auf keinen Fall einen Staats dirigismus. Die Privatinitiative,
die Impulse von Einzelpersönlichkeiten halte ich für wesentlich fruchtbarer
Neue Entwicklungslinien in der Starkstromtechnik 9
als die Einschaltung von Behörden in den sachlichen Ablauf von Forschung
und Entwicklung.
In der deutschen Steuer- und Abschreibungspolitik können wir noch viel
von den Nachbarländern lernen. Denn wir wissen alle: Die Eintrittskarte in
die neue Welt der Technik ist teuer und angesichts der steigenden Personal- und
Sozialausgaben nicht mehr aus den Privatsäckeln erschwingbar.
Wir sind uns dabei natürlich bewußt, daß allein die Tatsache der Auf
bringung von finanziellen Mitteln für Forschung, Entwicklung und Proto
typen noch nicht unbedingt einen höheren technischen Stand garantiert. Es
gilt vielmehr, die Ergebnisse schnell mit gutem Nutzeffekt einzusetzen. Es gilt
aber auch, die Forschungs- und Entwicklungsausgaben äußerst sparsam zu
handhaben. Es fehlt allerorts noch eine präzise, durchdachte Forschungs
ökonomie, so daß sie bei gegebener Höhe optimale Ergebnisse bringt, die den
geldgebenden Stellen nachgewiesen werden können. Vergessen wir auch
nicht, daß die Zahl der hervorragend ausgebildeten schöpferischen Be
gabungen limitiert ist und keinesfalls rasch erhöht werden kann.
Unser aller wichtigstes Kapital ist unser Potential an einsatzbereiten
Wissenschaftlern und Ingenieuren. Wenn ich mich im Umkreis meiner Mit
arbeiter umsehe, aber natürlich auch an den Hochschulen oder an den Max
Planck-Instituten und Kernforschungszentren, so kann ich den vielfach
zitierten W7issenschaftspessimismus nicht teilen, der vielleicht als eine Art
Zweckpessimismus auszulegen ist, in der - wohl fälschlichen - Annahme,
dadurch leichter öffentliche Mittel loszueisen! Wir müssen nur das mög
lichste tun, eine starke Entwicklungsdynamik, einen ständigen erfinderischen
Schwung zu entfachen und zu erhalten, aus dem heraus in allererster Linie
die technische Konkurrenzfähigkeit der Gegenwart, die Sicherung der Zu
kunft unseres Volkes und die Erhaltung der Arbeitsplätze resultieren. Dazu
muß nolens volens auch finanziell in anderen Größenordnungen gedacht
werden als in der klassischen - vergangenen - Welt der Forschung und
Technik; die Privatwirtschaft tut dies bereits, die öffentliche Hand muß bald
folgen - nicht als freundlicher Akt, sondern als wichtigste Investition für
unser zukünftiges Bestehen.
Nun zu den praktischen Beispielen: Ich wählte für Sie solche aus dem
Elektromaschinenbau, aus der Hochspannungs-und Gleichrichter-Technik,
aus der Automatisierung und der Reaktortechnik.
Von den langfristigen Entwicklungen erwähne ich die Supraleitung, die
energiereiche Strahlung einschließlich des Laser-Strahls. Zum Schluß zeige
ich dann einen ganz kurzen Überblick über die direkte Erzeugung elek-
10 Heinz Goeschel
.., MVA
c
E LciSlUng 400000 kV t\
~ ·p.nnung 21000 Volt
Frequenz 50 Hz
1 Kiihlmirrcl Wasserslolf
300
187500 kV 1\
10500 Vol,
50 Hz
80000 kVA Wasserstolf
6300 Volr
50 Hz ~1.iStung
Luft
100
mit Luftkühlung
0
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1%0 1970
Abb. 1: Turbogeneratoren (3000 Ujmin)
Entwicklung in Deutschland
trischer Energie aus Wärme und chemischer Bindungsenergie, also ohne
den Umweg über die mechanische Energie.
~urbo-C;eneratoren
Betrachten wir zuerst, wie die Leistung von Turbo-Generatoren ge
steigert werden konnte (Abb. 1). Dies war nur möglich durch einen ganz
ungewöhnlichen Einsatz werkstofflicher, thermo- und aerodynamischer Er
kenntnisse, von Neukonstruktionen mit den damit verbundenen Wagnissen.
Der 1930 gebaute 3000tourige 80-MVA -Turbo-Generator mit Luft
kühlung für das Dampfkraftwerk Schelle würde heute bei etwa den gleichen
Abmessungen mit derfünffachen Leistung von rd. 400 MVA ausgeführt werden
können. Durch die Wasserstoffkühlung konnten die Grenzleistungen der
Generatoren in einer Weise gesteigert werden, die man früher für undenkbar
hielt. Der weitere Fortschritt kann auch hier nur von der Abnehmerseite in
Schwung gebracht werden. Es sind wirkliche Entwicklungsimpulse, wenn
z. B. die Electricite de France einen 670-MVA -Einwellengenerator vergibt,
natürlich an die französische Industrie. Unsere Elektroindustrie wäre heute
in der Lage, 1200 MVA und mehr in einer Generator-Einheit auszuführen,
wenn unsere Kunden dies in Zukunft brauchen sollten.
Neue Entwicklungslinien in der Starkstromtechnik 11
Übertragungsleitungen
Auch die Übertragungsspannungen steigen rapide weiter. Als ich in
München studierte, waren die 110 kV des Walchensee-Werkes schon viel.
Heute sind bereits Probestrecken bis zu 750 kV in Betrieb.
Die erste tatsächlich in Betrieb gehende Leitung wird zur Zeit in Kanada
erbaut, sie soll 1965 fertig sein und im Endausbau 5000 MW übertragen.
Auftraggeber ist die staatliche Kraftwerksgesellschaft Quebec Hydro-Elec
tric-Commission. Für die Übertragung einer derart hohen Leistung über
eine Entfernung von rd. 600 km waren die bisher benutzten Spannungen zu
niedrig. Man entschloß sich zu 700 kV. Die höchste Betriebsspannung
wurde auf 735 kV festgelegt. Die Geräte wurden bei ASEA in Schweden
KANADA
/
600 km
(
L3.urcntidcs
USA
735·kV.Leitungen. 60 Hz
(4 Flußkreu2ungCD 1,2 bis 1.8 km Linge)
Abb. 2: 735-kV-System der Hydro-Quebeck, Montreal
bestellt. Dieser Exporterfolg beruht auf einer Höchstspannungsprobestrecke,
die sie früher für schwedische öffentliche Auftraggeber bauen durfte.
Die deutsche Zeitschrift "Elektrizitätswirtschaft" schrieb hierzu Ende
19632: "Für die Elektroindustrie ist es ein Grund zur Freude, daß sich die
Quebec Hydro-Electric in kühnem Weitblick entschlossen hat, die in der
2 Vgl. "Die erste 735-kV-Übertragung der Welt." Elektrizitätswirtschaft, 62 (1963),
S.897.
