Die Kabelverbindung zum Offshore-Windpark sowie die landseitige Umspannstation

Im Beitrag „Die Offshore-Umspannstation zwischen Verbundnetz und Offshore-Windpark“ wurden neben der im Artikel „Der Offshore-Konverter in der Drehstrom- und Gleichstromauslegung“ behandelten Offshore-Umspannstation noch die für eine Hochspannungsübertragung wesentlichen weiteren Themenpunkte Kabelstrecke zwischen Windpark und Verbundnetz sowie Umspannstation an Land genannt, die im folgenden näher betrachtet werden sollen.

Für die Drehstromübertragung zwischen dem Offshore-Windpark und dem Verbundnetz an Land stehen sowohl ein- als auch dreiadrige Seekabel zur Verfügung, die entweder als ölisolierte oder auch als Kunststoffkabel ausgeführt sein können. Bei der Verlegung von einadrigen Kabeln beträgt der Abstand zwischen den Kabeln aus verlegungstechnischen Gründen etwa einen Meter. Die Übertragungsleistungen einer dreiphasigen Drehstromübertragung mit einadrigen Kabeln liegen bei einer zugrundegelegten Spannung von 110 kV bei etwa 400 MW. Für ein dreiadriges Kabel beträgt die derzeit maximale Übertragungsleistung demgegenüber rund 200 MW bei 110 bzw. 150 kV.

Wie bereits beschrieben, entsteht aufgrund des Ladestroms des Hochspannungskabels Blindleistung. Das Kabel wirkt dabei wie ein großer Kondensator, wobei die Blindleistung im übrigen quadratisch mit der Spannung zunimmt. Bei entsprechender Kabellänge könnte somit allein schon aufgrund der Blindleistung die maximale Strombelastbarkeit des Kabels erreicht werden. Dadurch ist in Abhängigkeit von der Spannungsebene und dem Kabeltyp die maximale Länge eines Hochspannungsdrehstromkabels auf etwa 100 km, i. d. R. jedoch auf ca. 50 bis 60 km begrenzt. Um die entstehende Blindleistung durch die Kabelkapazität möglichst niedrig zu halten, darf die jeweilige Spannung nicht zu hoch gewählt werden, wobei eine niedrigere Spannung (z. B. im Bereich von 150 kV) allerdings wiederum einen höheren Wirkstrom bedeutet, so dass in Abhängigkeit von der zu übertragenden Wirkleistung eventuell mehrere Kabel parallel zu verlegen sind.

An beiden Enden des Kabels, also sowohl an der Offshore-Umspannstation auf See als auch am Umspannwerk an Land, sollten geeignete Vorrichtungen die entstehende Blindleistung der Kabel entsprechend kompensieren. Vom Anlandepunkt des Seekabels an der Küste bis zur Umspannstation am Verknüpfungspunkt mit dem Verbundnetz kann die Übertragungsleitung dann entweder als Erdkabel oder auch als Freileitung ausgeführt werden. Diese Kabel- bzw. Freileitungsstrecke entspräche dann den üblichen Hochspannungsleitungen an Land.

Das auch als Landkonverter bezeichnete Umspannwerk auf dem Festland bildet gewissermaßen das technische Gegenstück zu der im Artikel „Der Offshore-Konverter in der Drehstrom- und Gleichstromauslegung“ beschriebenen Offshore-Konverterstation. Die für ein Offshore-Anbindungssystem notwendige binnenländische Umspannstation am Verknüpfungspunkt mit dem Verbundnetz ist in etwa vergleichbar mit den bereits bestehenden und auch hinreichend bewährten konventionellen Umspann- bzw. Landkonverterstationen. Das Umspannwerk an Land enthält dabei einerseits einen entsprechenden Transformator zur Spannungsanpassung, falls sich die Spannung der Übertragungsstrecke von der Spannung am Verknüpfungspunkt unterscheidet, und andererseits verschiedene Schalteinrichtungen zur geeigneten Trennung des Offshore-Windparks vom Netz. Zusammen mit dem Landkonverter könnte in diesem Kontext z. B. auch die bereits erwähnte Einrichtung zur Kompensation der entstehenden Blindleistung der Seekabel installiert werden (Literatur).