Offshore-HGÜ-Systeme

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Offshore-HGÜ-Systeme sind Systeme zur Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung des gewonnenen Stroms von Offshore-Windparks zum Land. Sie dienen der verlustarmen elektrischen Energieübertragung und werden zu diesem Zweck bisher nur in Deutschland (Nordsee) eingesetzt, da hier Offshore-Windparks (OWP) im Gegensatz zu Großbritannien und Dänemark meist außerhalb des Sichtbereichs von der Küste errichtet werden, und daher größere Distanzen zu überwinden sind. Es ist zu erwarten, dass diese Technologie auch in anderen Ländern eingesetzt wird, wenn hier die küstennahen Standorte besetzt sind. Außerhalb Deutschlands sind Offshore-HGÜ-Systeme auch zur Versorgung von Öl- und Gas-Plattformen im Einsatz, zum Beispiel Troll A.

Aufbau und Funktionsweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Da die Entfernungen je nach Lage des Windparks bis zur Küste 30 bis 120 km betragen, entstehen bei der Drehstromübertragung in den Seekabeln durch den Kapazitätsbelag große Verluste. Daher werden – üblicherweise vom zuständigen Übertragungsnetzbetreiber – in der Nähe der OWP auf See sogenannte Konverter-Plattformen errichtet, auf denen der Dreiphasenwechselstrom in Gleichstrom gewandelt wird. Die Offshore-HGÜ-Systeme sind im Aufbau aufwändig, verringern jedoch die Übertragungsverluste der Kabel über die große Entfernung erheblich, da bei Gleichstrom der Kapazitätsbelag des Seekabels keine Rolle spielt.

Offshore-HGÜ-Systeme bestehen aus einer auf der Plattform aufgebauten Stromrichterstation zur Wandlung des Drehstromes in Gleichstrom, dem HGÜ-Seekabel und einer Stromrichterstation an Land. Letztere wandelt den Strom in Drehstrom zurück und ermöglicht die Einspeisung in das Verbundnetz. Im Offshore-Bereich war diese HGÜ-Technologie Neuland, nur wenige Unternehmen (Siemens, ABB, Alstom) verfügen bisher über Erfahrungen in dieser Technologie.

Die Werften von Nordic Yards in Mecklenburg-Vorpommern bauten mehrere Offshore-HGÜ-Plattformen, die von Siemens ausgerüstet wurden. Je nach Leistung wiegen die fertig ausgerüsteten HGÜ-Plattformen 2.500 bis 10.000 Tonnen.

Der Aufwand zur Planung und zum Aufbau der Offshore-Windenergie als Gesamtsystem ist komplexer und aufwändiger als die bisherigen HGÜ-Anlagen an Land. Dieser Aspekt wurde von allen Beteiligten, auch von den Energieversorgungsunternehmen und den Politikern der Länder und des Bundes, unterschätzt. Daher befindet sich die Infrastruktur zur Stromübertragung an Land nicht im Zeitplan und der Ausbau der Offshore-Windparks gerät aufgrund verspäteter Anschlusstermine sowie Offshore-HGÜ-Systeme ins Stocken.

HGÜ-Anlagen in der Deutschen Bucht (fette schwarze Linien)

Offshore-HGÜ-Anlagen in der Deutschen Bucht der Nordsee[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die meisten deutschen Offshore-Windparks in der Nordsee befinden sich in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ), die eine Entfernung von mindestens zwölf Seemeilen von der Küste aus hat. Die Windparks bestehen aus 40 bis 120 Windenergieanlagen (WEA), dem internen Kabelnetz im Windpark (33 kV) und einer Umspannplattform zur Spannungserhöhung auf 150 bis 320 kV. Die hier vorherrschenden Wassertiefen von 20 bis 40 m erfordern zum sicheren Stand der Windenergieanlagen Fundamente aus stählernen Rohren (Monopiles), Dreibeinen (Tripods) oder Fachwerkkonstruktionen (Jackets) mit bis zu 900 t Gewicht. Aufgrund der großen Entfernungen zwischen den Windparks und den Einspeisestationen an Land werden zur verlustarmen Energieübertragung HGÜ-Anlagen (Offshore-Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung) verwendet.

Die HGÜ BorWin 1 ist weltweit die erste Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Verbindung zur Anbindung von Offshore-Bauwerken. Sie dient der Anbindung des ersten kommerziellen deutschen Offshore-Windparks „BARD Offshore 1“ an das deutsche Hochspannungsnetz und damit auch an des europäische Verbundnetz.

Die Offshore-HGÜ-Anlagen in der Deutschen Bucht der Nordsee sind in vier Clustern zusammengefasst:

Cluster Name Offshore-Plattform Umspannwerk (UW) an Land Windpark(s) Länge Seekabel (km) Länge Landleitung (km) Spannung (kV) Max. Übertragungs-
leistung (MW)
Status Inbetriebn.
(Jahr)
Hersteller Bemerkungen
BorWin
(Borkum)
BorWin 1 BorWin alpha UW Diele
(bei Diele)
BARD Offshore I (400 MW) 125 75 150 400 in Betrieb 2013 ABB
BorWin 2 BorWin beta Veja Mate (400 MW)
Global Tech I (400 MW)
125 75 300 800 in Betrieb 2015 Siemens
BorWin 3 BorWin gamma UW Emden/Ost[1]
(bei Emden)
Albatros (116,8 MW)
Deutsche Bucht (269 MW)
Hohe See (500 MW)
132 28 320 900 in Bau (2019) Siemens[2][3] 22. Dezember 2010 beantragt
BorWin 4 BorWin delta UW Cloppenburg
(bei Cloppenburg)
123 49 300 717 in Planung (2030)Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren N.N. Beauftragung für 2025 geplant[4]
BorWin 5 BorWin epsilon EnBW He Dreiht (900 MW) 125 125 900 in Planung (2025)Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren N.N. Beauftragung für 2020 geplant[5]
BorWin 6 BorWin zeta UW Wilhelmshaven 2
(bei Wilhelmshaven)
500 in Planung (2032)Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren N.N. Beauftragung für 2027 geplant
DolWin
(Dollart)
DolWin 1 DolWin alpha UW Dörpen/West
(bei Dörpen)
Trianel Windpark Borkum 1 (200 MW)
Trianel Windpark Borkum 2 (203 MW)
Borkum Riffgrund 1 (314 MW)
75 90 320 800 in Betrieb 2015 ABB[6]
DolWin 2 DolWin beta Gode Wind 1 (330 MW)
Gode Wind 2 (252 MW)
Nordsee One (332 MW)
45 90 320 916[7] in Betrieb 2017 ABB[8]
DolWin 3 DolWin gamma Borkum Riffgrund 2 (448 MW)
Merkur (396 MW)
83 79 320 900 in Bau (2018) General Electric[9] 26. Januar 2011 beantragt
DolWin 4 DolWin delta UW Cloppenburg
(bei Cloppenburg)
56 114 784 in Planung (2028)Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren N.N. Beauftragung für 2023 geplant
DolWin 5 DolWin epsilon UW Emden/Ost
(bei Emden)
Borkum Riffgrund West (420 MW)
Borkum Riffgrund West II (240 MW)
OWP West (240 MW)
100 30 900 in Planung (2024)Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren N.N. Beauftragung für 2019 geplant
DolWin 6 DolWin kappa[10] Gode Wind 3 (110 MW)
Gode Wind 4 (132 MW)
55 35 600 900 geplant (2023) Siemens, Dragados[11] 17. Juli 2017: Siemens und Dragados erhalten Bauauftrag
HelWin
(Helgoland)
HelWin 1 HelWin alpha UW Büttel
(bei Büttel)
Meerwind Süd/Ost (288 MW)
Nordsee Ost (295 MW)
85 45 250 576 in Betrieb 2015 Siemens
HelWin 2 HelWin beta Amrumbank West (302 MW)
Kaskasi (325 MW)
85 45 320 690 in Betrieb 2015 Siemens
SylWin
(Sylt)
SylWin 1 SylWin alpha Butendiek (288 MW)
DanTysk (288 MW)
Sandbank (Phase 1) (288 MW)
160 45 320 864 in Betrieb 2015 Siemens
SylWin 2 SylWin beta 160 45 536 geplant (2025)Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren N.N. 23. November 2009 beantragt; Beauftragung für 2020 geplant

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Andreas Rosponi, Reiner Klatte, Klaas Oltmann, Jan Henning Günther: Das MOAB-Plattform-Konzept und seine Anwendung für Umspannstationen innerhalb von Offshore-Windparks, Ausführungsbeispiele und Planungen, STG-Jahrbuch 2010

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Projekt BorWin3: 160 Kilometer lange und 900 Megawatt starke Gleichstromverbindung. Abgerufen am 22. Juli 2015.
  2. Michael Müller: 12 000 Tonnen für die Energiewende. In: Täglicher Hafenbericht vom 30. April 2014, S. 1
  3. Siemens sorgt für weitere Offshore-Plattform. Abgerufen am 23. Juli 2014.
  4. Bundesnetzagentur – Offshore-Netzentwicklungsplan 2030 2. Entwurf. Abgerufen am 4. Mai 2017.
  5. Bundesnetzagentur – Bedarfsermittlung 2025. Abgerufen am 28. November 2016.
  6. ABB DolWin1. Abgerufen am 11. Februar 2013.
  7. FactSheet DolWin2. Abgerufen am 5. August 2015.
  8. ABB DolWin2. Abgerufen am 11. Februar 2013.
  9. Claus Gorgs: GE jagt Siemens bei Offshore-Windkraft – Deutschlands schwimmende Steckdose. Manager Magazin, abgerufen am 19. Juli 2017.
  10. Netzanbindung DolWin6 der Offshore-Windkraftanlage DolWin kappa mittels einer 600-kV-Gleichstromleitung. Abgerufen am 30. Juli 2017.
  11. Tennet erteilt Siemens Zuschlag für DolWin6. Abgerufen am 18. Juli 2017.