Gleichspannungsübertragung elektrischer Energie für die Energiewende

19.09.2018

Gleichspannungsübertragung elektrischer Energie für die Energiewende

etit baut eine der größten Forschungsanlagen für gasisolierte Übertragungsleitungen (GIL) weltweit

Damit die Energiewende gelingt, muss auch der Netzausbau vorangetrieben werden. Für viele Bürger sind neue Hochspannungsleitungen aber ein echtes Ärgernis. Bei etit werden gasisolierte Gleichspannungssysteme, die unter der Erde verlegt werden können, für die Energieübertragung der Zukunft erforscht. Der Bau einer Versuchsanlage in Griesheim bei Darmstadt hat bereits begonnen.

In Griesheim entsteht eine der größten unterirdischen Anlagen für Gleichspannungsübertragung. Foto: Siemens
In Griesheim entsteht eine der größten unterirdischen Anlagen für Gleichspannungsübertragung. Foto: Siemens

Der erneuerbare Strom aus Windenergie an der Nord- und Ostseeküste muss in den Süden der Republik transportiert werden. Der Erfolg der Energiewende in Deutschland hängt damit auch zu einem großen Teil vom Gelingen des Netzausbaus in der gesamten Republik ab. Und hier ergeben sich technische und gesellschaftliche Probleme: Oftmals erzeugt der Neubau oder Ausbau von klassischen Hochspannungsfreileitungen Widerstand bei Anwohnern. Daher sollen Hochspannungs-Gleichstrom- Trassen größtenteils unterirdisch verlegt von den Küsten bis zu den Alpen im Süden gebaut werden.

Mit der bisherigen Wechselstromtechnik lassen sich unterirdische Leitungsführungen über mehrere 100 Kilometer nicht wirtschaftlich realisieren. Gleichstromleitungen bieten den Vorteil, dass kapazitative Ladeströme keinen Einfluss besitzen und somit deutlich größere Längen ökonomisch sinnvoll mit niedrigsten Verlusten realisiert werden können.

Zusammen mit dem Kooperationspartner Siemens errichtet der Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik (Fachgebiet Hochspannungstechnik) in Griesheim, westlich von Darmstadt, eine der weltweit größten Forschungsanlagen für gasisolierte Übertragungsleitungen (GIL) für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ).

Wenn die im Bau befindliche Forschungsanlage fertiggestellt ist, soll in den folgenden Jahren erforscht werden, ob die gasisolierten Gleichstrom-Übertragungsleitungen (DC GIL) die Erwartungen erfüllen können: höhere Übertragungsleistung, geringerer Flächenverbrauch und geringere elektrische Verluste, sowie nicht zuletzt auch eine höhere Wirtschaftlichkeit.

Stromeinprägung auf Hochspannungspotential. Foto: FG Hochspannungstechnik
Stromeinprägung auf Hochspannungspotential. Foto: FG Hochspannungstechnik

Für das Gesamtvorhaben zur Entwicklung neuartiger gasisolierter Übertragungsleitungen wird der Kooperationspartner Siemens verantwortlich sein, während das Fachgebiet Hochspannungstechnik für die Koordination des Langzeitversuchs sowie die Umsetzung, Erprobung und Weiterentwicklung international anerkannter Prüfmethoden zuständig ist.

Zur Vorbereitung des Langzeitversuchs wurde von den Forschern am Fachgebiet Hochspannungstechnik der TU Darmstadt ein neuartiger Prüfgenerator zur Einspeisung sehr hoher Gleichströme auf Hochspannungspotential entwickelt und zum Patent angemeldet. In Kombination mit einem Hochspannungsgenerator kann damit im Versuch eine sehr hohe Übertragungsleistung von bis zu 5 Gigawatt nachgebildet werden, bei einem sehr geringen Leistungsbedarf der Generatoren von lediglich 150 Kilowatt.

Das Baudezernat der TU Darmstadt hat in den vergangenen Monaten auf der Versuchsfläche in Griesheim bereits eine geeignete Forschungshalle für die Unterbringung der Prüftechnik errichtet.

Neben der TU Darmstadt sind weitere Hochschulen im Projekt involviert, welche die Themengebiete Bodenmechanik, Thermik und die Zustandsbeurteilung der Gasisolierten Übertragungsleitung erforschen.

Das Gesamtvorhaben der Kooperationspartner TU Darmstadt und Siemens AG wird durch das Hessische Wirtschaftsministerium und durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aus Bundes- und EU-Mitteln finanziell unterstützt.

Sobald der Bau der Versuchsstrecke abgeschlossen ist und die Forschungsarbeiten am Langzeitversuch anlaufen, werden wir noch einmal über das Projekt berichten.

Die TU Darmstadt bedankt sich ausdrücklich für die große Unterstützung dieser Arbeit bei dem IWB-EFRE-Programm vom Land Hessen (Fördernummer 20002558).

Die Siemens AG, Business Unit „Transmission Solutions“, bedankt sich ausdrücklich für die Unterstützung des Forschungsprojektes „DC CTL DBI“ (Förderkennzeichen: 03ET7546) beim BMWi mit Sitz in Bonn und beim Projektträger Jülich.

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