Mittelspannungs-Gleichstromübertragung – Teil 1

Ferner unterstützen MGÜ die Umsetzung der Energiewende, indem sie die Integration von Ökostromanlagen in die Netze erleichtern. Wie die Studienautoren festhalten, werden beispielsweise leistungsstarke Windparks meist „dort errichtet, wo das größte Potenzial besteht und der notwendige Platz vorhanden ist. Typische Beispiele sind Windkraftanlagen im alpinen Raum mit langen Mittelspannungskabelstrecken bis zu dem nächsten 110-kV-Umspannwerk“. Die Folge sind vergleichsweise hohe Verluste sowie „signifikante Spannungsüberhöhungen im Leerlauf aufgrund der Kabelkapazitäten“. Durch die Verwendung von MGÜ lässt sich die Übertragungsfähigkeit des Netzes steigern. Gleichzeitig ist es möglich, die Übertragungsverluste zu verringern. Dies kann speziell bei Leistungserhöhung bestehender Windparks von Vorteil sein.
 

Noch nicht Standard

Dennoch zeigte sich im Rahmen der Studie: Zurzeit sind MGÜ für die österreichischen Netzbetreiber noch keine Alternative zu Wechselstromleitungen in Standardfällen. Die auf dem Markt verfügbaren Produkte stammen aus der Hochspannungs-Gleichstromtechnik. Folglich weisen sie meist Leistungen auf, die auf der Mittelspannungsebene nicht benötigt werden. Sinnvoll wären aus Sicht der Netzbetreiber Anlagen im Bereich von etwa fünf bis 30 MW. Mit der unnötig hohen Leistung der Anlagen geht ein entsprechend großer Platzbedarf einher. Auch ihre Kosten sind nach Ansicht der Netzbetreiber nicht vertretbar. „Eine kommerziell vertretbare Anwendung ist nur in Spezialfällen gegeben, wenn technische Rahmenbedingungen oder unüberwindbare Probleme im Genehmigungsverfahren klassische Drehstromlösungen nicht zulassen“, stellen die Studienautoren fest.
 

Weitere Forschungsfragen

Ausdrücklich empfehlen die Wissenschaftler, die Forschungsarbeiten hinsichtlich der Mittelspannungs-Gleichstromübertragung und ihrer möglichen Anwendungen fortzusetzen. Wichtig wäre aus ihrer Sicht insbesondere, das Verhalten hybrider Mittelspannungsnetze (AC/DC-Mittelspannungsnetze) zu untersuchen, in denen sowohl Wechsel- als auch Gleichstromleitungen zum Einsatz kommen. Diesbezügliche Analysen erscheinen ihnen hilfreich, „um den technischen und wirtschaftlichen Nutzen von MGÜ-Anlagen im Mittelspannungsnetz konkret bewerten zu können.

Entsprechende Lastflussberechnungen und Kurzschlussuntersuchungen für den stationären Netzbetrieb sowie das transiente Verhalten von MGÜ-Anlagen und des Mittelspannungsnetzes im Fehlerfall werden wichtige Erkenntnisse im Hinblick auf die Netzführung eines hybriden AC/DC-Mittelspannungsnetzes aufzeigen“. Letzten Endes ginge es um eine „ Untersuchung der gesamten bestehenden elektrischen Mittelspannungsinfrastruktur für die Beantwortung der Frage nach einer möglichen (Teil-)Umstellung von Mittelspannungsnetzen auf einen Betrieb mit Gleichspannung“. Angeregt wird seitens der Studienautoren auch der „Aufbau einer MGÜ-Anlage in Form einer Demonstrationsanlage“: Denn damit „können die Vorteile, Verwendbarkeit und Zuverlässigkeit der MGÜ-Technologie realitätsnah untersucht werden“.

Und die Autoren resümieren: „Für Österreich ist eine Fortsetzung der Forschungsaktivtäten auf dem Gebiet der Mittelspannungs-Gleichstromübertragung von hoher Bedeutung, um auf zukünftige Veränderungen im Bereich der elektrischen Energieversorgung vorbereitet zu sein, den Industrie- und Forschungsstandort zu stärken und den technischen Nachwuchs im energietechnischen Bereich auszubilden. Darüber hinaus bietet die Mittelspannungs-Gleichstromübertragung grundsätzlich die Möglichkeit zur Dekarbonisierung der Gesellschaft und kann damit einen Beitrag zur Zielerreichung im Bereich der Klima- und Energiestrategie Österreichs leisten.“