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Güter- und Energietransport mittels Magnetschwebebahn

Neues Konzept kombiniert magnetisches Schweben und Energieübertragung über Supraleiterbänder im Schienenaufbau und bietet einen Doppelnutzen für die Güterlogistik.

Schematische Darstellung: Die üblichen, teuren Permanentmagneten werden beim Konzept des KIT durch eine supraleitend weichmagnetische Schiene ersetzt. Die Schiene gibt den Fahrweg vor, auf dem das Schienenfahrzeug mit supraleitendem Element durch magnetische Wechselwirkung kontaktlos schwebt und fungiert gleichzeitig als Verteilernetz für Strom. (Bild: Karola Janz / KIT)

Transport und Logistik sind ein fester Bestandteil des gesellschaftlichen Lebens. Die Mobilität der Güter und Waren im industriellen Umfeld wird u.a. mittels Schienentransport gewährleistet. Neben den klassischen Antriebsarten für Schienenfahrzeuge, wie Elektromotoren und Verbrennungskraftmaschinen, sind elektrifizierte Magnetschwebetechniken in der Entwicklung.

Stand der Technik

Das Prinzip der Magnetschwebebahn ist bekannt und unterschiedliche Systeme, z.B. das elektromagnetische Schweben, werden international bereits auf Teststrecken validiert. Alle klassischen Techniken haben gemein, dass abstoßende Kräfte durch Magnetfelder zwischen Führungsschiene und Fahrzeug für den Schwebeffekt sorgen. Die „Magnetbahn“ gilt als zukunftsträchtig, da durch reibungsfreies Schweben kein Verschleiß auftritt und sehr hohe Geschwindigkeiten möglich sind. Dem stehen jedoch systemabhängig entweder hohe Kosten für die nötige Regelungstechnik oder für hochpreisige Permanentmagnete gegenüber.

Technologie

Unter Verwendung von supraleitenden Bandleitern haben Wissenschaftler des Instituts für Technische Physik (ITEP) eine neue Form des magnetischen Schwebens entwickelt, die den Schienentransport mit der Energieübertragung über die Magnetschwebetrasse kombiniert. Die typischen Permanentmagnete werden durch ein stromdurchflossenes, lamellenförmiges Komposit aus Hochtemperatur-Supraleiter und weichmagnetischem Werkstoff (z.B. Eisen) als Schiene ersetzt. Dieses Band wird unter die supraleitende Sprungtemperatur gekühlt und erzeugt stromdurchflossen das für die Levitation notwendige Magnetfeld. Fahrzeugseitig wird als magnetischer Gegenpol ebenfalls ein Supraleiter installiert, der die Schwebeposition gewährleistet, sodass sich das Fahrzeug entlang der Magnetfeldkonfiguration bewegen kann. Über das Schienennetz aus Supraleiterbändern wird damit ebenfalls eine durchgehende elektrische Leitung realisiert.

Vorteile

Anders als bei bisher bekannten supraleitenden Schwebetechniken verzichtet das neue Konzept komplett auf Permanentmagneten. Der Supraleiter in der Schiene generiert nicht nur die Magnetfelder, sondern erlaubt einen verlustfreien Energietransport entlang der Trasse. Durch diese Zusatzfunktion kann die Kosteneffizienz eines Magnetschienennetzes gesteigert werden.

Optionen für Unternehmen

Die beschriebene Technik eröffnet neue Perspektiven für die Neuplanung von Logistik und Energieversorgung an industriellen Standorten. Das KIT sucht Partner für die Weiterentwicklung oder Nutzung des Magnetschwebekonzepts und die Realisierung eines Demonstrators.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Christopher Kling, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanager Mobilität, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-28460

E-Mail: christopher.kling@kit.edu

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