Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat eine Prüfhalle eröffnet, in der Forschende Komponenten für Wasserstoff- und Stromnetze unter Hochdruckbedingungen testen.

 

Mit einer neu errichteten Hochdruckprüfhalle erweitert das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) seine Forschungskapazitäten im Bereich zukunftsfähiger Energietechnologien. Die Einrichtung mit dem Namen „COSMOS-H“ befindet sich auf dem Campus Süd in Karlsruhe (Baden-Württemberg) und wurde am Institutsteil Hochdruck- und Hochspannungstechnik (IEH) des Elektrotechnischen Instituts (ETI) realisiert.

Die neue Halle soll es den Forschenden ermöglichen, elektrische und mechanische Belastungsprüfungen an energietechnischen Komponenten unter realitätsnahen Bedingungen durchzuführen. Ziel ist es, die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Schlüsselbauteilen für Wasserstoffsysteme sowie für die Stromübertragung über Hochspannungsleitungen zu untersuchen.

„In der neuen Prüfhalle können wir die Komponenten nicht nur unter Strom, sondern auch bei extremen Drücken testen“, lässt sich Thomas Leibfried, Leiter des IEH, in einer Mitteilung des KIT zitieren. Das sei bislang in der Kombination kaum möglich gewesen, obwohl es zentrale Anforderungen bei der Entwicklung von Infrastrukturlösungen für die Energiewende gebe.
 
Im Zentrum stehen dabei insbesondere Systeme, die künftig in Wasserstoffnetzen zum Einsatz kommen sollen. Diese arbeiten oft mit Betriebsdrücken bis zu 1.000 bar – etwa bei der Speicherung, Verdichtung oder beim Transport von Wasserstoff. In der neuen Halle lassen sich solche Druckniveaus gezielt mit elektrischen Spannungen von bis zu 1.000 Kilovolt kombinieren, wie sie in Hochspannungs- oder Gleichstromnetzen vorkommen.

Diese Bedingungen sind laut dem Forschungsinstitut entscheidend, um die Wechselwirkungen zwischen mechanischen, thermischen und elektrischen Belastungen realistisch zu untersuchen. Nur so lasse sich beurteilen, wie sich Komponenten im Dauerbetrieb verhalten – etwa hinsichtlich Dichtheit, Materialermüdung oder Isolationsfestigkeit.

Flexible Erweiterung möglich

Getestet werden können einzelne Bauteile wie Dichtungen, Isolatoren oder Ventile sowie auch komplette Systeme wie Leitungsabschnitte, Druckbehälter oder Transformatorenteile. Die Prüfstände in der Halle sind modular aufgebaut und lassen sich je nach Bedarf flexibel erweitern oder anpassen. Die Einrichtung ist dabei nicht ausschließlich für die interne Forschung gedacht. Auch externe Partner aus der Industrie, andere Hochschulen oder Forschungsinstitute können die Infrastruktur nutzen. Das KIT will so gezielt den Wissens- und Technologietransfer fördern – insbesondere für Unternehmen, die Komponenten für die künftige Wasserstoffwirtschaft oder für neue Stromübertragungsnetze entwickeln.

Laut KIT war es bislang nicht möglich, Prüfungen unter der gleichzeitigen Einwirkung von Hochspannung und hohem Druck durchzuführen. Die neue Halle schließe diese Lücke und ermögliche damit grundlegende Untersuchungen zu Materialverhalten, Alterungseffekten oder Schaltverhalten unter extremen Bedingungen.

Neben dem technischen Ausbau investierte das KIT auch in die Sicherheit der neuen Einrichtung. So sind die Prüfstände in separaten Bereichen untergebracht, um etwa bei einem Materialversagen während eines Tests keine anderen Versuchsanordnungen zu gefährden. Überwachungssysteme und Notfallabschaltungen gehören ebenfalls zur Standardausstattung.

Die neue Prüfhalle ergänzt bestehende Versuchseinrichtungen des KIT im Bereich der Energietechnik. Mit ihr will das Institut nicht nur bestehende Forschung vertiefen, sondern auch neue Kooperationen aufbauen – etwa im Bereich internationaler Normung oder bei der Entwicklung von Testprotokollen für neue Industriestandards.

Nach eigenen Angaben plant das IEH bereits weitere Forschungsvorhaben mit Fokus auf Alterung und Betriebssicherheit von Hochdruckkomponenten. Auch die Untersuchung von Umwelteinflüssen – etwa Feuchtigkeit oder Temperaturschwankungen – auf das Verhalten von Isolationsmaterialien soll künftig ein Thema sein.