Energie und erneuerbare Energien

Nachhaltige Energielösungen

Kupfer hat die beste elektrische und Wärmeleitfähigkeit, ist langlebig und kann zu 1.00 % ohne Qualitätsverlust wiederverwendet werden. Mit Kupfer gelingt nachhaltige Energieeffizienz.

Kupfer ist neben Silber das Metall mit dem geringsten elektrischen Widerstand. Daher verwundert es kaum, dass ungefähr 60 % des gesamten Kupfers für diese Zwecke verwendet werden. Kupfer findet Verwendung bei Hoch-, Mittel- und Niederspannungsstromnetzen und setzt die Maßstäbe, an denen andere Leiter sich messen müssen.  Als wichtiges Bauteil von energieeffizienten Motoren und Transformatoren wird Kupfer in einer Vielzahl von Anwendungen in der industriellen Produktion, allen Formen des Verkehrswesens und in Haushalten eingesetzt. Außerdem ist Kupfer ein wichtiger Bestandteil von erneuerbaren Energien wie Solaranlagen, Windkraft und Geothermie.

Elektrizität und Energie

Außerhalb von Edelmetallen ist Kupfer der beste Leiter für Elektrizität und Wärme. Es ist daher nicht überraschend, dass etwa 60% des gesamten Kupfergebrauchs für diese Anwendungen verwendet werden.An vorderster Front der nachhaltigen Energielösungen wird Kupfer in Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetzen verwendet –  die Kupferleitfähigkeit wird als der Standard angesehen, an dem andere Leiter gemessen werden.

Blisterkupfer ist 96-99% rein, aber es gibt eine Möglichkeit, es weiter zu reinigen, durch eine Technik namens Elektrolyse. Die einzigartige Kombination von Festigkeit, Dehnbarkeit und Beständigkeit gegen Kriechen und Korrosion macht dieses Nichteisenmetall zum bevorzugten und sichersten Leiter für die Verkabelung in Gebäuden. Als wesentlicher Bestandteil energieeffizienter Motoren und Transformatoren wird es in einer Vielzahl von Anwendungen in der verarbeitenden Industrie, allen Transportmitteln und der häuslichen Umgebung eingesetzt.

Draht und Kabel
Die Leitfähigkeit von Kupfer ist fast doppelt so hoch wie die von Aluminium. Daher ist Kupfer das Material der Wahl für Anwendungen mit hoher Energieeffizienz.

Kupferdraht war lange Zeit das bevorzugte Leitermaterial in den meisten Kabeln, die für Strom und Telekommunikation verwendet wurden. Durch die hohe Leitfähigkeit in Verbindung mit der Duktilität, die ein einfaches Abziehen auf eng tolerierte Durchmesser ermöglicht, kann es auch einfach verlötet werden, um wirtschaftliche und langlebige Verbindungen herzustellen. Es ist mit allen modernen Dämmstoffen kompatibel, aber durch seine gute Oxidationsbeständigkeit kann es auch ohne Oberflächenschutz eingesetzt werden.

Die Isolierung kann aus Lack- oder Emaille-Typen bestehen, die für Wickeldrähte oder Polymere für Energiekabel verwendet werden. Lacke erlauben einen engen Abstand der Wicklungen, um die beste Effizienz in den Spulen von Motoren, Transformatoren und Drosseln zu erzielen.

Busbars
Busbars sind robuste Leiter, die als elektrische Verteiler dienen, um die Leistung von einer einzelnen Quelle an mehrere Benutzer zu verteilen. Aufgrund seiner guten Leitfähigkeit, Festigkeit, Konnektivität, Duktilität und Oxidationsbeständigkeit ist Kupfer das offensichtlichste Material, das für die Herstellung von Stromschienen spezifiziert werden muss. Hochleitfähige Kupferbarren werden heiß zu einem regelmäßigen Querschnitt extrudiert und anschließend auf die erforderliche Endgröße heruntergezogen.

Transformator- und Motorwicklungen
Kupfer, das für die Herstellung von Transformatorwicklungen verwendet wird, ist in der Form von Draht für kleine Produkte und Streifen für größere Ausrüstung. Bei kleinen Produkten, wie z. B. einem Magnetdraht, muss der Draht stark genug sein, um ohne Brüche gewickelt zu werden, jedoch flexibel genug, um dicht gepackte Wicklungen zu ergeben. Bandprodukte müssen von guter Oberflächenqualität sein, damit Isolierlacke nicht unter Spannung brechen. Eine gute Duktilität ist wesentlich für das Formen und Verpacken des Streifens, und es ist eine gute Festigkeit erforderlich, um den hohen elektromechanischen Belastungen zu widerstehen, die unter gelegentlichen Kurzschlußbedingungen aufgebaut sind. Die Eigenschaften, die für Motorwicklungen benötigt werden, sind ähnlich denen, die für Transformatoren benötigt werden, jedoch mit der zusätzlichen Anforderung, mechanischen Vibrationen und Zentrifugalkräften bei Arbeitstemperaturen standzuhalten.

Elektronische Geräte
Während dieser Sektor in Bezug auf die Tonnage relativ klein ist, spielt Kupfer eine wichtige Rolle in einer Reihe von kleinen High-Tech-Anwendungen. Kupfer- oder Kupferlegierungen werden in Leiterplatten, in elektronischen Steckverbindern und in Leadframes verwendet. Darüber hinaus wird es seit langem auf dem Gebiet der Telekommunikation verwendet und wird nun zunehmend in der IT verwendet, insbesondere für die Herstellung von Mikrochips und in Halbleiteranwendungen. Kupferne Kühlkörper ermöglichen die Verteilung von Wärme von Hochfrequenz-Mikroprozessoren und Logikgeräten.

Andere Elektrotechnik-Anwendungen
Kupfer wird auch zur Herstellung von Kommutatoren, Schweißelektroden, Kontakten, Kontaktfedern, Hochvakuum und anderen elektronischen Geräten verwendet.

Wärmetauscher

Dank seiner Wärmeleitfähigkeit ist Kupfer ein idealer Werkstoff für die Herstellung aller Arten von Wärmetauschern. Es ist leicht herzustellen und zu verbinden und hat eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, wie Kupfer in Heiz- und Kühlanwendungen verwendet wird. Kupfer kann als ein Massenmaterial verwendet werden, um Wärme abzustrahlen, als ein Rohr, um Kühlmittel zu übertragen, als eine Oberfläche, um die Sonnenenergie zu sammeln. Es kann als ein Wärmerohr oder Teil einer Wärmepumpe verwendet werden, als Rippenmaterial, um Energie zu und von der Luft oder als Wärmeleiter von einem Material zu einem anderen zu übertragen. Einfache oder komplexe Geometrien können leicht hergestellt werden, um die Kosteneffizienz der Energieübertragung zu maximieren.

Typische Anwendungen sind Kühler, Luftkühler, Ölkühler und mobile Klimaanlagen im Transportbereich; Kühlkörper für elektrische Geräte; Wärmeerzeuger, Wärmepumpen für die Brauchwassererwärmung und -konvektoren in Klima- und Kälteanlagen. Mit cleverem Design kann Kupfer Wärmetauschereinheiten umweltfreundlich, wirtschaftlich und zukunftsfähig machen. Wärme und Kälte machen 48% des europäischen Endenergiebedarfs aus. 70% davon sind niedrige bis mittlere Hitze unter 250 Grad. Kupfer wird in verschiedenen Arten von sauberer Energie wie Solarthermie, Geothermie und Biomasse verwendet.

Erneuerbare Energie

Solarthermie
Die Kombination von Kupfer mit hoher Wärmeleitfähigkeit, Beständigkeit gegen atmosphärische und wässrige Korrosion, einfache Herstellung, Siegelfähigkeit (Verbindung durch Löten), mechanische Festigkeit und Langlebigkeit bieten starke Vorteile gegenüber allen anderen Materialien in Solarwärmeanwendungen.

Windenergie
Die hauptsächliche Verwendung von Kupfer in Windkrafttechnologien liegt in den Spulenwicklungen in den Stator- und Rotorteilen des Generators, in den Hochspannungskabelleitern, den Transformatorspulen und der Erdung.

Photovoltaik
Kupfer ist Teil der Materialien, die gegenwärtig für photovoltaische Solarzellen verwendet werden, und zwar in der Verkabelung, der Erdung, dem Wechselrichter, den Transformatoren und den Solarzellenbändern der Technologie.

 

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