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Gleicher Strom für alle

17.10.2007 | In den meisten Fernleitungen fließt Wechselstrom. Mit Gleichstrom könnte die Versorgung sicherer werden.
Ein besonderes Stromkabel hat die Bürger von Tasmanien in den vergangenen Monaten vor großen
Entbehrungen bewahrt. Denn nach zehn trockenen Jahren in Folge sind die Talsperren der Insel vor der
Südküste Australiens weitgehend leer. Der Stromversorgung, die hauptsächlich von Wasserkraftwerken
kommt, fehlt somit die Ausgangsenergie. Wäre diese Situation vor zwei Jahren eingetreten, hätte damals
die regionale Elektrizitätsgesellschaft Hydro Tasmania den Strom rationieren müssen. Dank Basslink waren
solche Einschränkungen in diesem Jahr unnötig.

Basslink ist die längste Seekabel- Stromleitung der Welt. Sie verbindet Tasmanien seit dem Frühjahr 2006
mit dem australischen Festland. Verlegt wurde sie 290 Kilometer quer durch die Bass-Schifffahrtsstraße –
eigentlich, um den australischen Bundesstaat Victoria mit sauberem Strom aus tasmanischer Wasserkraft
zu versorgen. Doch infolge der Trockenheit kehrten sich die Verhältnisse um. Derzeit sorgt Strom aus
Braunkohlekraftwerken bei Melbourne dafür, dass auf Tasmanien nicht die Lichter ausgehen.
Mit einem Stromnetz auf der Basis von Wechselstrom, wie es in Europa üblich ist, wäre eine solche
Nachbarschaftshilfe nicht möglich gewesen. Bei Wechselstrom steigen die Übertragungsverluste der
Leitungen mit ihrer Länge stark an, weil viel Energie in Form von Wärme verloren geht. In den
Hochspannungskabeln von Basslink fließt deshalb Gleichstrom – so wie weltweit in immer mehr großen
Fernleitungen zum Stromtransport. An den Trassenenden wird der Strom in Konverterstationen von Gleichin
Wechselstrom umgewandelt.

Einsatz in Boomregionen

Hochspannungs-GleichstromÜbertragung (HGÜ) heißt die Technik, mit der zurzeit vor allem in den
Boomregionen Asiens neue Langstrecken- Stromtransportleitungen errichtet werden. Erst kürzlich teilte der
Siemens-Konzern mit, das Unternehmen werde in China die weltweit leistungsfähigste Stromleitung
errichten. Mit einer Spannung von 800 Kilovolt soll die 1 400 Kilometer lange Gleichstromtrasse eine
Übertragungsleistung von 5 000Megawatt erreichen und so die Riesenstädte Hongkong, Shenzen und
Guanzhou mit Wasserkraftstrom aus der Provinz Yunnan versorgen. Statt sechs Prozent mit Wechselstrom,
gehen auf dieser Strecke mit Gleichstrom nur vier Prozent der Energie verloren.

„Hochspannungs-Gleichstrom ist die einzige Möglichkeit, große Energiemengen über große Entfernungen
wirtschaftlich zu transportieren. Eine HGÜ lohnt sich bei Freileitungen von etwa 600Kilometern an und bei
Tiefseekabeln schon bei mindestens 60 Kilometern Länge“, sagt Erwin Teltsch, HGÜ-Experte bei Siemens.
In Europa wird Gleichstrom zum Energietransport bislang nur selten eingesetzt, meist nur in Seekabeln.
Beispielsweise verbindet das 262Kilometer lange Baltic Cable quer durch die Ostsee zwischen Lübeck und
Trelleborg das deutsche mit dem schwedischen Stromnetz. Über Land sind die Leitungsstrecken im
kleinteiligen europäischen Stromnetz zu kurz, als dass sich die teurere HGÜ hier lohnen würde. Doch
Experten rechnen damit, dass der Hochspannungs- Gleichstrom künftig auch hierzulande häufiger zum
Einsatz kommen könnte.

HGÜ light beziehungsweise HGÜ plus nennen die führenden Netzausstatter ABB und Siemens eine
Weiterentwicklung der klassischen HGÜ- Technik. Sie soll den Gleichstrom- Ferntransport auch schon bei
Entfernungen von nur 150Kilometern wirtschaftlich machen. Der Hauptunterschied zwischen der leichten
Variante und der klassischen HGÜ ist, dass in den Gleichrichter-Stationen auf beiden Enden der Leitungen
Transistoren anstatt von Thyristoren zum Einsatz kommen. Beides sind elektronische Bausteine, die als
Schalter dienen. Immer dann, wenn die Spannung des wellenförmigen Wechselstroms im positiven Bereich
liegt, springen sie an, damit der Strom auf den Pluspol der Gleichstromleitungen fließt. Der Unterschied liegt
darin, dass Transistoren jederzeit wieder abgeschaltet werden können. Thyristoren hingegen bleiben
zwangsweise eingeschaltet bis der Stromfluss die Richtung ändern. Dafür haben sie den Vorteil, auch bei
größerer Leistung nicht durchzubrennen. Weil sich Transistorschaltungen genauer steuern lassen, weist
der Gleichstrom, den sie liefern, von Anfang an weniger Restschwankungen auf. Bei Thyristor-
Gleichrichtern aber ist es notwendig, den Strom nachträglich mit riesigen Spulen und Filtern zu glätten. Das
wirkt sich vor allem im Platzbedarf aus. Bei der klassischen HGÜ-Technik hat die Schaltelektronik einer
Stromrichterstation die Ausmaße eines Fußballplatzes. Die Light-Version hingegen passt in einen Container
und ist auch viel preisgünstiger.

Nach Auskunft von ABB-Experten macht die nötige Stromumwandlung den Bau einer Fernleitung mit HGÜ
light dennoch im Schnitt noch viermal so teuer wie eine vergleichbare Wechselstrom-
Hochspannungstrasse. Allerdings berücksichtigt diese Rechnung nur die Kosten der Technik. Dafür punktet
HGÜ mit anderen Vorteilen: Weil beispielsweise um Gleichstromkabel keine wechselnden Magnetfelder
herrschen, sind viel geringere Sicherheitsabstände etwa zu Siedlungsgebieten nötig.
„HGÜ-Kabel können im Boden direkt neben einer Straße verlegt werden. Sie benötigen somit keine eigene
Trassen wie die üblichen Hochspannungsfreileitungen“, sagt Günter Stark, Fachvertriebsleiter Grid Systems
bei ABB in Mannheim. Neue Kabeltrassen gelten wegen der starken Eingriffe ins Landschaftsbild heute als
politisch schwer durchsetzbar. Andererseits halten viele Experten den weiteren Ausbau der Stromnetze in
der Europäischen Union für unabdingbar. Einen Ausweg aus diesem Dilemma könnte für die
Stromkonzerne die HGÜ-Technik bieten.

Interessant ist HGÜ für die Stromversorger auch deshalb, weil sie die Betriebssicherheit ihrer Netze erhöht.
Damit ein Wechselstromnetz reibungslos funktioniert, muss der Strom überall mit der gleichen Frequenz
synchron schwingen. Wird dieser einheitliche Stromfluss gestört, beispielsweise durch den plötzlichen
Ausfall eines Kraftwerkes oder einer Leitung, können Spannungsspitzen und Phasenverschiebungen
auftreten, die schnell das ganze Netz aus dem Takt bringen. Großflächige Stromausfälle sind die Folge.
Das geschah beispielsweise im November 2006, als mehrere Millionen Menschen an Rhein und Ruhr im
Dunkeln saßen, nachdem der Stromkonzern Eon wegen eines Schiffstransports eine
Hochspannungsleitung abgeschaltet hatte.

HGÜ-Strecken im Stromnetz können in solchen Fällen wie eine Brandmauer gegen Feuer wirken. Durch die
Umwandlung des Wechselstroms in Gleichstrom werden alle störenden Schwankungen gewissermaßen
ausgebügelt. Selbst Stromnetze, die mit völlig unterschiedlichen Takten arbeiten, können auf diese Weise
problemlos miteinander verbunden werden.

Schließlich könnte die HGÜ- Technik auch helfen, Europas Stromversorgung umweltfreundlicher zu
machen. Würde man quer über den Kontinent von Skandinavien bis nach Nordafrika, von Irland bis Sibirien
ein transnationales Netz von Hochspannungs-Gleichstromleitungen ziehen, könnten regenerative
Ressourcen wie Wind- oder Sonnenenergie viel effizienter eingespeist und genutzt werden.
Grüner Strom für ganz Europa

„Über ein solches Euro-Supergrid könnte Europa vollständig mit Strom aus regenerativen Quellen versorgt
werden – zu den heute marktüblichen Strompreisen“, sagt Gregor Czisch, Experte für Energienetze an der
Universität Kassel. Mit Computermodellen hat er entsprechende Szenarien durchgerechnet (siehe Grafik).
Darin werden riesige Windparks in windreichen Regionen wie Marokko, Schottland oder Sibirien mit
Solarkraftwerken in der Sahara sowie den bestehenden Wasserkraftwerken in Norwegen und den Alpen
gekoppelt. Durch den großräumigen Stromtransport kann eine Flaute in der einen Region problemlos durch
die Stromproduktion in einer anderen Region ausgeglichen werden. Die Stromversorgung Europas würde
dann vom Ferntransport der Energie mittels HGÜ in ähnlicher Weise profitieren wie heute schon
Tasmanien.

Quelle Berliner Zeitung vom 10.10.2007



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