Siemens
Gasisolierte Übertragungsleitung für Gleichstrom
Siemens entwickelt eine gasisolierte Übertragungsleitung für große Energiemengen bei hohen Gleichspannungen. Die neue Leitung soll bis zu 5 GW Leistung je System übertragen. Stromtrassen ließen sich so umweltgerechter und kostengünstiger bauen als mit herkömmlichen Kabeln.
Die gasisolierten Übertragungsleitung (GIL) gibt es bislang nur für Wechselspannung. Die neue DC CTL (Compact Transmission Line for Direct-Current High Voltage) wird auf der Technik der bisherigen GIL basieren, die aus zwei konzentrischen Aluminiumröhren besteht. Als Isolationsmedium wird ein Gasgemisch eingesetzt.
Die Herausforderung der DC CTL liegt im speziellen Design der Komponenten unter Berücksichtigung der besonderen Eigenschaften bei hohen Gleichspannungen. Aufgrund ihrer deutlich höheren Stromtragfähigkeit von bis zu 5000 A könnte die Gleichstromvariante der GIL im Vergleich zum Kabel beim künftigen Netzausbau nicht nur die benötigten Mengen an elektrischer Leistung effizienter übertragen, mit ihr ließen sich auch Stromtrassen umweltgerechter und kostengünstiger gestalten.
Überlagertes Gleichstromübertragungsnetz
Zudem könnten mit Hilfe der Gleichstrom-GIL die Vorteile einer gasisolierten Übertragungstechnik auch für die neuen HGÜ-Multiterminalsysteme und -Netze genutzt werden. Damit ist ein überlagertes Gleichstromübertragungsnetz in Deutschland keine Zukunftsmusik mehr. HGÜ-Systeme in Verbindung mit streckenweise unterirdisch geführten gasisolierten Gleichstromübertragungsleitungen sind als Schlüsseltechnologie dafür prädestiniert.
»Die unterirdisch verlegte Gleichstromübertragungsleitung ist für die deutsche Energiewende auch deshalb bedeutungsvoll, weil ihre Entwicklung zunächst in Deutschland stattfinden wird. Später wären Anfragen aus anderen Ländern der EU oder der Welt durchaus denkbar. Auf jeden Fall wird Deutschland mit der Entwicklung der gasisolierten Gleichstromübertragungsleitung eine Vorreiterrolle bei der Gestaltung der zukünftigen Energieübertragungssysteme spielen«, sagt Denis Imamovic, in der Siemens-Division Energy Management verantwortlich für gasisolierte Übertragungssysteme.
Unter der Führung von Siemens arbeiten unter anderem die Technische Universität Berlin und die Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden an der Entwicklung einer neuen gasisolierten Gleichstromübertragungsleitung DC CTL (Compact Transmission Line for Direct-Current High Voltage) für die unterirdische Verlegung. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Entwicklungsprojekt mit 3,78 Millionen Euro.
Das entscheidende Element für die Trassenplanung
Die Integration erneuerbarer Energiequellen in die bestehenden Stromübertragungs- und Verteilungssysteme ist eine wesentliche Herausforderung der Energiewende. Die abschnittsweise unterirdische Weiterführung von Freileitungstrassen als gasisolierten Übertragungsleitung ist ein entscheidender Mosaikstein für die Trassenplanung. Denn die möglichen Korridore für neue Freileitungen sind aufgrund bereits vorhandener Bebauung begrenzt. Die gasisolierten Gleichstromleitungen können die Energie einer Freileitung mit der gleichen Anzahl an Leitern bewerkstelligen. Dabei können die Übergabestationen und Übertragungskorridore platzsparender und damit kosteneffizienter gestaltet werden.
Der Ausbau des Übertragungsnetzes ist notwendig, wenn der Bedarf an elektrischer Energie in Deutschland bis 2050 zu 80 Prozent von erneuerbaren Energiequellen gedeckt werden soll. So muss der im Norden Deutschlands und vor der deutschen Küste von Windkraftwerken erzeugte Strom möglichst effizient in die Lastzentren im Süden Deutschlands transportiert werden. Aufgrund der niedrigeren elektrischen Verluste im Vergleich zur Wechselstromübertragung ist die Gleichstromübertragung hierfür das Mittel der Wahl. Denn der Netzausbau in Hochspannungs-Gleichstromübertragungstechnik mit Freileitungen und streckenweiser unterirdischer Verlegung von gasisolierten Gleichstromübertragungsleitungen ließe sich wesentlich ressourcenschonender verwirklichen als in Drehstromtechnik.
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