Die Hochspannungs-Gleichstromübertragung bei Offshore-Windparks

Für größere Entfernungen (> 60 km) und höhere Leistungen (> 1.000 MW) ist die Drehstromübertragung aufgrund der im Artikel „Die elektrische Verbindung zwischen Offshore-Windpark und Verbundnetz“ genannten Nachteile weniger geeignet als eine ausreichend bewährte Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ), die auch als sogenannte High Voltage Direct Current (HVDC)-Übertragung bezeichnet wird. Allerdings sind bei einer HGÜ, wie dort ebenfalls bereits erwähnt, zusätzliche Einrichtungen zum Gleich- und Wechselrichten der Spannung bzw. des Stroms notwendig.

Hierzu sind zwei verschiedene Techniken möglich; zum einen die konventionell herkömmliche Thyristortechnologie und andererseits eine vergleichsweise neue Technik, die auf den im Beitrag „Der Offshore-Konverter in der Drehstrom- und Gleichstromauslegung“ angesprochenen IGBT-Modulen und einer sogenannten Pulsweitenmodulation (PWM) basiert. Thyristorwechsel- und -gleichrichter werden im übrigen bereits in einer Vielzahl von bestehenden Systemen angewendet.

Die größte HGÜ-Realisierung an Land ist derzeit in Brasilien mit einer gesamten Übertragungsleistung von rund 6.300 MW und einer Entfernung von ca. 800 km installiert. Die Gleichspannung beträgt hierbei ± 600 kV. Beispiele für Hochspannungs-Gleichstromübertragungen mit Unterwasserkabel sind die Verbindungen zwischen Frankreich und Großbritannien mit einer Übertragungsleistung von 2.000 MW (8 x 250 MW) sowie das sogenannte Baltic-Kabel zwischen Deutschland und Schweden mit einer Leistung von 600 MW, einer Länge von 250 km und einer Spannung von 450 kV. Das Baltic-Kabel ist im übrigen ein monopolares System, das heißt es existiert nur ein Leiter zwischen den Küsten beider Länder. Als Rückleiter wird das Wasser der Ostsee verwendet, welches aufgrund des Querschnitts einen mehr als idealen Leiter darstellt.

In den aktuellen Offshore-Projekten und -Plänen sind jedoch vornehmlich nur bipolare HGÜ-Systeme vorgesehen, also mit zwei ausgeführten Leitern, um die Umwelteinflüsse auf diese Weise möglichst gering zu halten. Weiterhin gibt es Planungen für eine Verbindung von Norwegen an das europäische Festland mit einer Leistung von 3 x 600 MW. In der folgenden Abbildung ist eine Hochspannungs-Gleichstromübertragung mittels Thyristortechnologie schematisch dargestellt (Quelle).