Vorteile und Nachteile der HVDC-Stromübertragung

Tesla oder Edison? Wechselstrom oder Gleichstrom? Im 19. Jahrhundert wurde dieser Wettstreit von Tesla und seiner Methode der Energieerzeugung und -übertragung gewonnen. In der Welt der Stromerzeugung war und ist der Wechselstrom (AC) das Maß aller Dinge, aber seit einiger Zeit gewinnen Hochspannungs-Gleichstromleitungen und die HVDC-Technologie an Bedeutung. Was sind die Vor- und Nachteile dieser Art der Stromübertragung?

HVDC (High Voltage Direct Current) ist nicht neu. Die Technik der Gleichstromübertragung wurde seit der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelt und verfeinert, gewinnt aber jetzt vor allem im Hinblick auf die Energiewende an Bedeutung. In vielen Situationen stellt sie die optimale Lösung dar, um den heutigen Anforderungen an die Übertragung großer Energiemengen über große Entfernungen, die Integration erneuerbarer Energiequellen oder die Verknüpfung von Stromsystemen mit unterschiedlichen Parametern gerecht zu werden.

Die Vorteile des HVDC-Systems, oder wann es sinnvoll ist, im Hochspannungsnetz auf Gleichstrom zu setzen

HVDC-Systeme werden in Bereichen eingesetzt, in denen Strom über sehr große Entfernungen übertragen wird, oder um Strom aus Offshore-Windparks (Offshore) zu übertragen. Der Hauptvorteil des HVDC-Systems besteht darin, dass sie das Problem des Blindleistungsverbrauchs für die Aufladung der Leitungen löst, das insbesondere bei HVAC-Kabelleitungen auftritt. Zu den wichtigsten Vorteilen eines HVDC-Systems gehören:

• Vernetzung von Energiesystemen – dies ist einer der wichtigsten Gründe für den Einsatz von HVDC-Systemen. HVDC-Systeme verbinden kontinentale Gebiete mit Inselregionen (z. B. das Vereinigte Königreich mit Europa) und bieten die Möglichkeit, verschiedene Stromnetze und Gebiete zu verbinden, die durch ein großes Wassergebiet getrennt sind. Sie werden auch eingesetzt, um Stromnetze miteinander zu verbinden, wenn es unterschiedliche Frequenzen oder Wartungsprobleme gibt;
• geringere Leistungsverluste bei der Stromübertragung über große Entfernungen – im HVDC-System gibt es kein Problem mit der Blindleistung in den Übertragungsleitungen, die bei der HVAC-Technik die Kapazität der Stromübertragung begrenzt. Im Vergleich zu wechselstrombasierten Hochspannungsleitungen kann mehr Strom kostengünstig über größere Entfernungen übertragen werden;
• Bau von Stromnetzen durch Meeresgebiete – derzeit das einzige System zur Verbindung von Ländern, die durch eine große Wasserfläche getrennt sind;
• Ableitung von Strom aus Gebieten, in denen erneuerbare Energien erzeugt werden – dies ist ein großer Vorteil des HVDC-Systems, wo diese Technologie in Offshore-Gebieten eingesetzt wird.

HVDC-Beschränkungen, also warum es immer noch so wenige Gleichstromübertragungsleitungen gibt

Leider hat die Gleichstromübertragungstechnik neben ihren zahlreichen Vorteilen auch ihre Grenzen:

• hohe Kosten – HVDC ist eine komplexe und daher teure Lösung. Die Kosten für den Bau eines HVDC-Umspannwerks sind um ein Vielfaches höher als die Kosten für den Bau eines HVAC-Umspannwerks. Es lohnt sich daher nicht, diese Technologie für den Energietransport über kurze Entfernungen einzusetzen;
• Komplexität der Stromumwandlung und des Betriebs von HVDC-Umspannwerken – ist ebenfalls eine Einschränkung des HVDC-Systems.

HVDC – Projekte, Ausführungen, Unternehmen..

In Polen hat unter anderem Eltel Networks Energetyka SA die Erfahrung mit HVDC-Anlagen. Die Fachleute, Ingenieure und Techniker von Eltel Networks Energetyka SA haben Montage-, Kontroll-, Mess-, Inbetriebnahme- und technische Überwachungsarbeiten an LitPol Link- und NordLink-Projekten durchgeführt und kennen daher die Organisationsstruktur der Primär- und Sekundärkreise sowie der Automatisierungssysteme und der Hilfsanlagen sehr gut. Die langjährige Erfahrung und das Wissen, das sie bei HVDC-Projekten erworben haben, garantieren eine professionelle ingenieurtechnische Unterstützung für den Investor in jeder Phase der Investition.

In Polen gibt es in der gegenwärtigen Phase der Investitionen im Nationales Stromsystem kein Projekt, das auf der HVDC-Technologie basiert, aber es laufen derzeit Konsultationen über das Projekt Harmony Link 2, dessen Ziel der Bau einer Unterwasserleitung in Technologie High Voltage Direct Current ist, die Polen und Litauen verbindet. Bei den Investoren handelt es sich um die nationalen Übertragungsnetzbetreiber – Polskie Sieci Elektroenergetyczne SA und Litgrid AB. Es handelt sich um ein strategisches Vorhaben zur Aufrechterhaltung der Energiesicherheit in Mittel- und Osteuropa und zur Erleichterung des internationalen Stromaustauschs.

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Zusammenfassend… Dies ist erst der Anfang, aber die dynamische Entwicklung der erneuerbaren Energien und die Notwendigkeit, grenzüberschreitende Energieverbindungen zur Stärkung der Energiesicherheit in der Welt auszubauen, werden wahrscheinlich dazu führen, dass HVDC-Systeme in einiger Zeit ein leistungsfähiges Gleichstromnetz bilden. Dies ist die Zukunft der effizienten und intelligenten Stromnetze.

Siehe: Planung von Freiluftleitungen – Schritt-für-Schritt-Prozessphasen

Autor: Wojciech Kuraszkiewicz