Strom legt oft über-/unterirdisch lange Wege zurück.

"Wir beeinflusst die Witterung die Robustheit von Isolierstoffen der Stromnetze?" Diese und andere Fragen untersuchten Wissenschaftler der IBM und ABB mittels computergestützter Simulationen.

Von der Erzeugung bis zum Abnehmer legt Strom oft kilometerlange Strecken in über- oder unterirdischen Stromleitungen zurück. Dabei treten Verluste auf. In den U.S.A. betragen diese laut der U.S.-amerikanischen Energiebehörde rund sieben Prozent*. Die Verluste sind einerseits bedingt durch die Qualität und dem Zustand der Übertragungsnetze und andererseits durch Umwelteinflüsse wie zum Beispiel Niederschläge. Dies bedeutet, dass die Isolationseigenschaften der heute eingesetzten Materialien auch durch äussere Bedingungen bestimmt werden. 

Herausfordernde Forschungsfragen. Um den Einfluss der äusseren Bedingungen auf die eingesetzten Hochspannungsisolierstoffe zu verstehen und darauf basierend bessere Materialien zu entwickeln, nutzen die Forscher von IBM und ABB in ihrem Projekt computergestützte Simulationen. „Die Aufgabe, unsere Methoden und Hochleistungsrechner auf ein so wichtiges Problem wie zukünftige Stromübertragungstechnologien anzuwenden, hat uns besonders motiviert.
Ein leistungsstarker IBM Blue Gene/P Supercomputer und massiv-parallele Algorithmen ermöglichen den Forschern, ausreichend grosse Ensembles von Molekülen in realistischen Modellen mit rund einer Million Atome zu simulieren.

Computergestützte Simulationen. In den Simulationen können sowohl lange PDMS-Ketten als auch wesentlich leichtere vernetzte Moleküle zusammen in einem System untersucht werden. Eines der konkreten Ziele ist die quantitative Auswertung einer oberflächen-gerichteten Diffusion leichterer Moleküle, um bestimmte Oberflächeneigenschaften von Isolierstoffen für den Aussenbereich besser nachvollziehen zu können. Philip Shemella erklärt hierzu: „Wir untersuchen etwa, wie sich ein Tropfen Wasser auf die Robustheit der Isolation auswirkt. Auf den ersten Blick scheint dies unerheblich. Extrapoliert man den Effekt allerdings über grössere Flächen und Tausende von Isolatoren, wird er sehr bedeutsam.“  

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