Hochspannungs-
Gleichstrom-
übertragung
Effiziente Stromübertragung über weite Strecken
Die geplanten Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (HGÜ) sollen als Erdkabel verlegt werden. Die Kabel der geplanten Verbindungen übertragen Gleichstrom mit einer Spannung von 525 Kilovolt. Das hat einige Vorteile:
- Geringe Übertragungsverluste bei Stromtransport über weite Strecken im Gegensatz zu vergleichbaren Drehstromverbindungen.
- Flexibilität und Systemstabilität des Stromnetzes werden erhöht.
- Lastflüsse im Netz können besser gesteuert werden.
- Schwankende Stromproduktion aus erneuerbaren Energien kann besser in das bestehende Stromnetz integriert werden.
Die 525-kV-Erdkabel bestehen aus verschiedenen Schichten, die jeweils eine spezielle Aufgabe haben: Sie sorgen für den verlustarmen Transport der Energie oder für die Abschirmung der Wärme vom Boden. Dadurch kann der Boden nach dem Bau mit wenigen Einschränkungen wieder wie zuvor genutzt und bewirtschaftet werden. Die Kabelenden werden durch sogenannte Muffen miteinander verbunden.
So liegen die Kabel im Boden
Bei einer Gleichstromverbindung sind immer zwei Kabel – ein Plus- und ein Minuspol – erforderlich. Außerdem planen wir bei den StromNetzDC-Projekten ein weiteres Kabel, den sogenannten metallischen Rückleiter, zu verlegen. Er liegt zwischen den Erdkabeln. Tritt am Plus- oder Minuspol ein Fehler auf, ermöglicht der Rückleiter, dass der Strom weiter fließen kann, während der Fehler ohne langen Systemausfall behoben wird. Zusätzlich planen wir, im Graben Rohre für Lichtwellenleiter zu verlegen.
Die Erdkabel für ein System liegen jeweils in einem eigenen Kabelgraben, mindestens 1,3 Meter tief. Bei einer parallelen Verlegung von zwei System verlaufen beide Gräben mit einem Abstand von zehn bis zwölf Metern zueinander. Während der Bauzeit wird neben den Kabelgräben Platz für Baufahrzeuge und Erdaushub benötigt: Dort werden die verschiedenen Bodenschichten getrennt voneinander gelagert, um sie nach der Verlegung wieder schichtweise rückverfüllen zu können. Bei einer parallelen Verlegung von zwei Systemen (4 GW) wäre das ein Streifen von etwa zirka 61 Meter Breite. Später im Betrieb wird der Schutzstreifen nur noch rund 26 Meter breit sein. Bei der Verlegung eines Systems (2 GW) wäre das ein Streifen von etwa zirka 49 Meter Breite, der Schutzstreifen wird nur noch rund 14 Meter breit sein. Dieser Schutzstreifen kann bepflanzt und landwirtschaftlich genutzt werden. Nur tiefwurzelnde Gehölze und Bebauung sind nicht möglich.
Felder und Emissionen
Gleichstromkabel erzeugen nur statisch-magnetische Felder, da die elektrischen Felder durch den Kabelmantel abgeschirmt werden. Das statisch-magnetische Feld liegt selbst unmittelbar oberhalb der Erdkabel deutlich unter dem gesetzlichen Grenzwert. Im Alltag umgeben wir uns mit deutlich stärkeren Magnetfeldern, zum Beispiel in Straßenbahnen und Zügen.
Damit der Strom störungsfrei fließen kann: technische Nebenanlagen
Die Erdkabel selbst werden nach dem Bau an der Oberfläche nicht sichtbar sein. Dennoch wird es nach jetzigem Stand wenige oberirdische technische Anlagen geben. Sie sind notwendig, um die Erdkabel sicher und störungsfrei zu betreiben. Mit ihnen können u. a. der Zustand der Kabel rund um die Uhr kontrolliert und mögliche Fehler schnell erkannt und behoben werden. Die Vorhabensträger bauen die technischen Anlagen auf oder in direkter Nähe zu den Erdkabeln.
Oberirdisch zu sehen sind sogenannte Stromrichter (Konverter) und deren Freileitungsanbindungen. Außerdem sind Linkboxen für Mess- und Erdungsstellen, Kabelabschnittsstationen sowie Zwischenstationen für die Lichtwellenleiter vorgesehen. Neu ist die Einbettung von sogenannten Multiterminal-Hubs bei einigen Leitungen wie NordOstLink, OstWestLink und SuedWestLink.
Multiterminal-Hubs verzahnen erstmalig Gleichstromnetz in Deutschland
Zum ersten Mal integrieren wir Multiterminal-Hubs in unsere Planungen. Statt wie bisher einzelne Leitungen von A nach B zu verlegen, schaffen wir mit dieser technologischen Innovation zentrale Gleichstromdrehkreuze und legen so den Grundstein für ein vermaschtes Gleichstromnetz. Zunächst in Deutschland; später auch in Europa.
Die Grafik stellt die Anlagen schematisch dar. Das konkrete Design und der Flächenumfang stehen noch nicht final fest. Klicken Sie auf die Punkte und erfahren Sie mehr über die einzelnen Anlagen.
DC-Schaltanlage:
Mit ihr ist es möglich, den Strom flexibel zu lenken. Sie verbindet die Gleichstromleitungen aus der Nordsee mit denen an Land und - über einen Konverter - mit dem Drehstromnetz. So kann der Windstrom weiter zu den Industriestandorten transportiert und gleichzeitig vor Ort nutzbar gemacht werden. Herrscht auf See mal Flaute, können die Gleichstromverbindungen über die DC-Schaltanlage höher ausgelastet werden: Dann wird Strom über das Drehstromnetz und den Konverter in die DC-Schaltanlage und anschließend in die Leitungen in Richtung Süden gespeist. Dieser Prozess funktioniert auch andersherum: Bei Bedarf kommt Strom aus dem Süden.
Konverter:
Konverter sind für die Integration des Gleichstroms in das regionale Drehstromnetz entscheidend. Denn bevor der von der Nordsee kommende Gleichstrom in das Drehstromnetz eingespeist und genutzt werden kann, muss dieser zunächst konvertiert - also von Gleich- in Drehstrom umgewandelt - werden. Diese wichtige Aufgabe übernehmen Konverter. In die andere Richtung funktioniert die Konvertierung des Stroms ebenfalls: Der in den Windparks an Land produzierte Drehstrom kann im Konverter in Gleichstrom umgewandelt und über Gleichstromverbindungen in verbrauchsstarke Regionen transportiert werden.
Umspannwerk:
Umspannwerke sind wichtige Knotenpunkte in unserem Drehstromnetz - also dem Strom, der auch bei uns zu Hause aus der Steckdose kommt, In einem Umspannwerk werden Stromleitungen verschiedener Spannungsebenen miteinander verbunden, Strom wird auf verschiedene Spannungsebenen umgespannt (transformiert) und weitergeleitet.
Multiterminal-Hubs verzahnen erstmalig Gleichstromnetz in Deutschland
Zum ersten Mal integrieren wir Multiterminal-Hubs in unsere Planungen. Statt wie bisher einzelne Leitungen von A nach B zu verlegen, schaffen wir mit dieser technologischen Innovation zentrale Gleichstromdrehkreuze und legen so den Grundstein für ein vermaschtes Gleichstromnetz. Zunächst in Deutschland; später auch in Europa.
Die Grafik stellt die Anlagen schematisch dar. Das konkrete Design und der Flächenumfang stehen noch nicht final fest. Klicken Sie auf die Punkte und erfahren Sie mehr über die einzelnen Anlagen.
Konverter verwandeln Wechselstrom in Gleichstrom und umgekehrt
Bei Vorhaben, die nicht an einen Multihub angeschlossen werden, wird jeweils am Start- und Endpunkt der Verbindungen ein Konverter errichtet.
Um die elektrische Energie als Gleichstrom zu transportieren, muss man den Wechselstrom aus unserem Stromnetz zuerst in Gleichstrom umwandeln, übertragen und am Punkt der Einspeisung wieder in Wechselstrom umwandeln. Dieser Umwandlungsprozess findet in Stromrichtern (Konvertern) statt. Diese sind an Umspannwerke angebunden. Von dort wird der Strom über das bestehende Übertragungsnetz zum Verbraucher verteilt.
Kabelabschnittsstation ermöglichen,
Störungen schnell und präzise zu orten
Kabelabschnittsstationen (KAS) bilden eine Trennstelle zwischen zwei Kabelabschnitten der Leitungen. Sie sind notwendig, um Kabelfehler schnell und präzise zu orten und so Ausfallzeiten zu minimieren. Aus technischen Gründen darf der Abstand zwischen zwei Stationen bzw. zum Konverter nicht zu groß werden.
